Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1447
Статья научная
Закрученные течения широко распространены в различных областях техники. При высокой степени закрутки течение осложняется распадом вихря и формированием крупномасштабных нестационарных структур. В гидроэнергетике проявлением неустойчивости закрученного потока служит прецессирующий вихревой жгут в отсасывающей трубе. Эти нестационарные структуры обладают значительной турбулентной кинетической энергией и характеризуются достаточно большим временем существования, что вызывает серьёзные затруднения при численном моделировании течений в тракте гидротурбин. Цель работы - построение гибридной PANS модели турбулентности на основе модели второго порядка замыкания. С помощью этой модели с разными значениями параметра разрешения выполнены численные расчёты нестационарного течения в отсасывающей трубе в режиме частичной нагрузки. Предложенный вариант PANS модели турбулентности позволяет хорошо воспроизводить характеристики сильно анизотропных течений, при этом менее требователен к сеточному разрешению, чем метод моделирования крупных вихрей, и в рассмотренной реализации не содержит явной зависимости от шага пространственной сетки.
Бесплатно
Применение ГИС-технологий для повышения эффективности имитационного моделирования каскадов ГЭС
Статья научная
В статье представлен алгоритм расчета водно-энергетического режима каскада ГЭС. Приведена блок-схема алгоритма для реализации имитационной модели и автоматизации процесса расчета режима. Предложенный алгоритм позволяет оценить эффективность работы каскада, а также провести оптимизацию режима по различным критериям. Дополнительно предложен вариант интеграции данных ГИС-мониторинга в алгоритм расчета. Приведены источники и характеристики данных дистанционного зондирования Земли, которые могут быть использованы при построении модели.
Бесплатно
Применение аддитивных технологий для разработки микрофлюидных чипов-моделей горных пород
Статья научная
В статье представлены результаты работы по апробации возможности применения современных и доступных аддитивных технологий на основе фотополимерного принтера для изготовления прототипов микрофлюидных устройств, пригодных для решения задач нефтегазовой индустрии. Исследовано два способа создания микрофлюидных устройств с помощью аддитивных технологий. Первый - изготовление мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС, второй - изготовление микрофлюидного чипа с полностью трехмерными каналами. Отработана методика создания мастер-формы с каналами необходимой геометрии для заливки ПДМС из фотоотверждаемого полимера методом стереолитографической печати. Данная методика была успешно протестирована на изготовлении микрофлюидного чипа с каналами минимальной ширины 100 мкм. Был спроектирован и изготовлен микрофлюидный чип с трехмерной структурой каналов. Показано, что с помощью печати мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС возможно изготавливать микрофлюидные чипы с шириной канала 100 мкм при высоте 50 мкм. Такие устройства могут найти своё применение при моделировании процессов нефтевытеснения из твёрдых горных пород.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлено применение теории подобия сложных систем для физического моделирования режимов работы частотных электроприводов как генераторов высших гармоник токов и напряжений в систему электроснабжения предприятия. Составлены π-критерии подобия и масштабные коэффициенты для частотного электропривода малой мощности, находящегося в определенном соответствии с промышленными частотными электроприводами различных мощностей. Полученные критерии и масштабные коэффициенты позволили оценить электромагнитную совместимость в системах электроснабжения на примере завода по изготовлению железобетонных изделий. Статья подготовлена в рамках программы развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова.
Бесплатно
Статья научная
Лазерные анализаторы MAYA успешно применяются в промышленности для решения задач сортировки дробленой руды и стабилизации состава сырьевых смесей в металлургии и производстве огнеупорных материалов. Испытания руд цветных металлов, таких как Cu, Mo, Zn, Pb, Sn, Ti, Be, Sr и Ba, свидетельствуют о том, что в данной отрасли лазерные анализаторы могут быть применены на самых разных стадиях технологического процесса: добыча сырья, подготовка сырьевой смеси, контроль технического состава, оперативный контроль качества готовой продукции.
Бесплатно
Применение персонального компьютера как анализатора качества электрической энергии
Статья научная
Обоснована возможность применения персонального компьютера как анализатора качества электрической энергии и представлены результаты испытаний лабораторного образца прибора.
Бесплатно
Применение сенсора MODIS для оперативного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
Статья научная
Рассмотрены возможности использования данных спектрорадиометра MODIS для решения задач оперативного агромониторинга. Проведен анализ факторов, влияющих на изменчивость и неоднородность спектральных характеристик сельскохозяйственных угодий. Проанализированы тренды вегетационного индекса NDVI для полей Сухобузимского района Красноярского края.
Бесплатно
Статья научная
Проведен обзор работ, посвященных применению, начиная с древних времен и до настоящего времени. Сделан анализ использования серебра в различных областях техники, биологии, медицины, в производстве ювелирных изделий. Отмечены особенности свойств и применения наносеребра.
Бесплатно
Применение тепловой томографии в решении задач моделирования радиолокационных изображений
Статья научная
В статье представлена методика получения РЛИ земной поверхности путем преобразования изображения тепловой томограммы на основании функциональной зависимости диэлектрической проницаемости материалов от их тепловых параметров. Представлена связь коэффициента поглощения электромагнитных волн и теплофизических характеристик диэлектрика.
Бесплатно
Статья научная
Освещены вопросы использования вихревого и струйного эффектов для автоматизации загрузки технологического оборудования. Рассматриваются конструкции захватных устройств, способные удерживать объекты, имеющие плоскую поверхность. Удержание происходит за счет создания вакуума в области захвата, соприкасающегося с плоскостью объекта. Предложены конструктивные элементы, позволяющие увеличить область и величину отрицательных давлений, что увеличивает подъемную силу. Вихревые струйные захватные устройства являются перспективным средством загрузки технологического оборудования в силу экономичности, простоты и других преимуществ. В данной работе рассмотрены возможные конструктивные схемы исполнения вихревых струйных захватных устройств и их влияние на грузоподъемность устройства, а также в зависимости от конструктивных особенностей захватываемых объектов.
Бесплатно
Статья научная
Одним из наиболее типичных видов технологических расстройств в анодах после их установки в электролизер является неравномерное изменение рельефа подошвы анода и образование на ней выступов, называемых в зарубежной технической литературе шипами, грибами, деформациями, в российской - конусами. Конусы могут вызвать короткое замыкание анода и катода, увеличить флуктуации тока, выход угольной пены, уровень шумов. Другой вид технологических расстройств в анодах - образование в них трещин вследствие теплового удара (термошока), который испытывает холодный анод при установке в расплав. Образовавшиеся в результате растрескивания куски анода попадают в электролит, нарушая технологический режим электролизера, увеличивая расход углерода и существенно осложняя обслуживание электролизера. Одна из основных опасностей образования конусов и растрескивания анода - значительное снижение выхода по току и технико-экономических показателей производства алюминия. В настоящей статье представлен обзор исследований российских и зарубежных экспериментаторов, посвященных изучению причин технологических расстройств в анодах.
Бесплатно
Проблемы гиперспектрального авиационного мониторинга почвенно-растительного покрова
Статья научная
Рассматривается задача дистанционного зондирования почвенно-растительного покрова с использованием авиационных гиперспектрометров. Приводится анализ современного развития аэрокосмической измерительной аппаратуры высокого спектрального разрешения. Обсуждаются проблемы и методы тематической обработки гиперспектральных данных. Исследуются возможности использования оптимальной байесовской классификации для распознавания породного состава лесной растительности. Предлагается методика эффективного сокращения размерности признакового пространства. Приводятся оценки точности классификации для выбранных участков тестовой территории.
Бесплатно
Проблемы и перспективные технологии машиностроительного комплекса в формате регионального развития
Статья научная
Рассмотрены состояние и проблемы, направления перспективных исследований и задачи современного этапа развития машиностроительного комплекса в постановках документов стратегического планирования. Выделены задачи исследований в области машиноведения, конструкционного материаловедения, общемашиностроительных технологий (металлообработка, литье, сварка), цифровых промышленных технологий, безопасности технических систем на основе концепции ненулевого риска аварий и в области создания техники и оборудования для регионов Сибири, Севера и Арктики.
Бесплатно
Статья научная
Широкое использование систем регулируемого электропривода на нефтеперерабатывающих предприятиях (НПП) приводит к значительному ухудшению качества электрической энергии в сетях НПП. Основным средством решения этих проблем являются силовые фильтры гармоник. В статье предложен метод проектирования пассивных силовых фильтров, устанавливаемых в точках подключения систем регулируемого электропривода. Устройство, спроектированное с помощью предлагаемого метода, выполняет одновременно функции компенсатора реактивной мощности на частоте основной гармоники и фильтра высших гармоник. Приведен пример расчета ФКУ с помощью предлагаемого метода. Показано, что спроектированное устройство обеспечивает значительное, более чем на 50 %, ослабление гармоник тока и компенсацию реактивной мощности.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты исследования систем водоочистки оборотной воды автомоечных станций. На основании теоретического анализа и экспериментальных исследований предложены установки комбинированного типа, использующие кавитационную технологию, позволяющую одновременно решать проблемы физико-химической очистки воды и обеззараживания биологических примесей. Результаты экспериментальных исследований показали очистку загрязненных эмульгированными нефтепродуктами вод до показателей ПДК.
Бесплатно
Статья научная
В статье установлены основные аспекты, которые необходимо учитывать при проектировании биогазовой установки для переработки отходов животноводства и перерабатывающей промышленности АПК Сибири, в частности Красноярского края. Определены основные схемы технического обеспечения технологического процесса получения биогаза и, как побочный продукт, органических удобрений. Выбрана площадка для размещения опытно-промышленной установки, произведена привязка к местности, проведены работы по проектированию помещения для опытно-промышленной установки.
Бесплатно
Проблемы производства литых заготовок из меди
Статья научная
В статье представлены результаты анализа структуры литых заготовок из меди, полученных различными способами литья. Показано, что независимо от способа литья в структуре заготовок формируется крупнокристаллическая столбчатая структура. Выполнен сравнительный анализ параметров макроструктуры литых заготовок из меди с использованием коэффициента формы зерна. Определена твердость по сечению непрерывно литой заготовки из меди. Установлено, что значения твердости, определенные в различных направлениях относительно направления роста зерна, существенно отличаются. Предложен путь управления структурой и свойствами литых заготовок из меди.
Бесплатно
Статья научная
Предложен подход к оценке развития пространственных трещин усталости, основанный на конечно-элементном моделировании накопления повреждений. Описываемая методика, использующая деформационный критерий разрушения и обобщенную циклическую кривую, обладает рядом преимуществ по сравнению с общепринятым форматом линейно-упругой механики разрушения. В соответствии с излагаемым подходом стадии развития трещины не разделяются, рассматривается пластичность у вершины трещины, учитывается эффект раскрытия трещины, а также имеется возможность моделирования роста трещины от произвольного начального надреза или при его отсутствии. Использование подхода было проиллюстрировано на примере распространения четвертьэллиптической трещины от начального надреза. Результаты моделирования находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена возможность прогнозирования эффективности режимов работы котельного агрегата на примере котла БКЗ-210-140-8 ст. № 14 Владивостокской ТЭЦ-2 при различных режимах его работы. Согласно «Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 г.», цифровизация является одним из основных направлений развития отрасли. Уже сегодня это позволяет оптимизировать работу как отдельных агрегатов и машин, так и целиком производственной цепочки, что даёт возможность оценить экономический эффект от тех или иных планируемых мероприятий.
Бесплатно
Статья научная
Произведен анализ транспорта электрической энергии по электрическим сетям филиала ПАО «Россети Волги» - «Самарские распределительные сети» за период 2018-2022 гг. Рассмотрена структура компании, дана характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, произведена оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе использования статистических методов прогнозирования получены уравнения авторегрессии и установлены превентивные значения потерь электроэнергии на 2023 г. по электрическим сетям различных классов напряжений. На основе опубликованной в открытой печати информации по уровню аварийности в электрических сетях компании произведена оценка количества аварийных ситуаций, возникших за исследуемый период, а также величины недоотпуска электрической энергии, обусловленного этими перерывами. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. На основе данных за 2022 г. произведены анализ основных причин повреждаемости элементов электрических сетей и классификация отказов, рассмотрены их основные характеристики за этот период. Дана оценка возможности применения различных методов прогнозирования для анализа превентивных значений аварийных отключений. Установлено, что наиболее целесообразным методом превентивной оценки аварийных отключений является использование вероятностного метода на основе использования трёхпараметрического степенного гамма-распределения. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, численные методы анализа, методы теории прогнозирования. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.
Бесплатно
