Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1404
Расчет скорости газов в стволах четырехствольной дымовой трубы
Статья научная
Сделан обзор и выполнен анализ методик проектирования дымовых труб тепловых электростанций (ТЭС). Показано, что основные положения разработанной еще в СССР методики актуальны и в настоящее время. Основной особенностью тех положений методики является то, что стоимость денег принималась постоянной. Учет современных экономических условий и изменений в ценах на электроэнергию, на материалы и на зарплату позволил разработать более общую методику, которая более эффективна, чем лучшие зарубежные аналоги.В работе Thermal Engineering была проведена модернизация этой методики в части расчета 3-ствольных дымовых труб со стволами различных диаметров. Для этого впервые была получена аналитическая зависимость расчета диаметра наружной ж/б оболочки для 3-х стволов различного диаметра.В данной работе сделано дальнейшее расширение применения этой методики на 4-ствольные трубы. Удалось впервые получить аналитическое решение нахождения диаметра ж/б дымовой трубы и для 4 стволов различного диаметра. Показано, что скорости газов должны выбираться в зависимости от расхода и температуры в каждом стволе.Приведен анализ основного современного ценового обеспечения строительства 4-ствольных дымовых труб. Приведены многовариантные примерные расчеты как для реальных, так и для перспективных случаев эвакуации дымовых газов.
Бесплатно
Расчет тепломассообмена при долговременном хранении радиоактивных отходов
Статья научная
Представлены результаты теоретического теплового расчета температурного поля в стандартной 200-литровой бочке для трех различных процессов: охлаждения воды и цементного компаунда, выделения тепла радиоактивного распада радионуклидов в цементном компаунде, твердения цементного компаунда. С помощью построенной численной модели было показано, что при твердении цементного компаунда внутренний объем бочки нагревается до 90 °С и более, а перегрев центральных областей относительно периферийных составляет 2530 градусов. На созданной установке для непосредственного измерения температурного поля в бочке и на поверхности ее теплообмена с окружающей средой проведена оценка теплофизических характеристик бочки и процесса твердения цементного компаунда. Вычисленный усредненный коэффициент теплоотдачи для всей охлаждающей поверхности бочки оказался равным 9,86 Вт/м 2 ·K, что почти в два раза больше, чем значение, вычисленное с помощью общеизвестных критериальных уравнений. Интенсивность тепловыделения в процессе твердения цементного компаунда существенно возрастает при снижении водовяжущего отношения (В/В) В/В
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования теплообмена в условиях вынужденной конвекции наножидкости в рекуперативном теплообменнике. Эксперименты были выполнены для дистиллированной воды и однопроцентной наножидкости на основе частиц Al2O3. Число Рейнольдса в экспериментах варьировалось от 800 до 6500. Показана 20-процентная интенсификация теплообмена в ламинарном режиме. Для расчетов была использована численная модель описания тепломассообменных процессов, основанная на гидродинамическом подходе, который подразумевает решение уравнений Навье-Стокса и сохранения энергии. Расчёт турбулентного течения проводили с использованием двухзонной двухпараметрической модели Ментера SST. Получено удовлетворительное согласие с экспериментом.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты испытания на растяжение упругого элемента компенсатора температурных расширений токопровода с литой изоляцией. Определена жесткость компенсатора температурных расширений. Разработана численная модель упругого элемента компенсатора температурных расширений и выполнен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных. Дан расчет количества компенсаторов для линейного участка трассы токопровода с литой изоляцией.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты расчётных исследований влияния моделей выхода летучих веществ на процессы воспламенения и горения пылеугольного топлива при закрутке потока на огневом стенде мощностью 2.4 МВт. Рассмотрено несколько моделей выхода летучих веществ: в одностадийном и двухстадийном приближении, а также модели, основанной на структурных особенностях строения угольного вещества. Для численного моделирования турбулентного течения несжимаемой жидкости использовались уравнения Рейнольдса с учетом межфазного взаимодействия. Для замыкания уравнения Рейнольдса применена двухпараметрическая стандартная k-ε-модель турбулентности. Для решения уравнения переноса теплового излучения взято P1-приближение метода сферических гармоник. Для описания оптических свойств газов была использована модель суммы серых газов. Для описания процессов движения угольных частиц обратились к методу Лагранжа. Сравнительный анализ результатов математического моделирования с экспериментальными данными показал, что при выборе правильных значений эффективных кинетических констант, а также параметров, характеризующих структуру угольного вещества, модели выхода летучих веществ согласуются между собой и с экспериментальными данными по распределению температур и составу газов в топочной камере.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты систематического расчетного исследования по оптимизации работы топливных форсунок дизель-генератора. Исследовано влияние диаметра выходного сопла форсунки, наклона ее оси, угла конусности спрея и угла опережения впрыска на локальные и интегральные характеристики работы дизель-генератора, а также количество выбросов сажи, окислов азота и недожога топлива. Показано, что даже при незначительной оптимизации характеристик работы топливных форсунок можно в значительной мере добиться снижения вредных выбросов в процессе работы дизель-генератора.
Бесплатно
Статья научная
Разработана математическая модель сопряженного теплообмена скважины с учетом фазовых переходов и циркуляции бурового раствора в процессе бурения. Проведены расчетные исследования процесса растепления многолетнемерзлой породы вокруг скважины в процессе ее бурения растворами с различным содержанием этиленгликоля. Установлены основные закономерности сопряженных теплогидравлических процессов при бурении многолетнемерзлой породы с учетом циркуляции раствора и растепления. Показано, что добавка этиленгликоля приводит к снижению коэффициента теплоотдачи и количества тепла, поступающего в скважину, что, в свою очередь, ведет к значительному замедлению скорости процесса растепления многолетнемерзлых пород.
Бесплатно
Расчетное исследование факельного горения мелкодисперсного лигноцеллюлозного сырья
Статья научная
В статье представлена математическая модель и проведено расчетное исследование горения мелкодисперсного лигноцеллюлозного топлива прошедшего измельчение на мельничных устройствах с различной степенью энергонапряжённости. Выполнена верификация математической модели с использованием экспериментальных данных по автотермическому режиму горения продуктов переработки растительного сырья (соломы) на стенде мощностью 5 МВт.
Бесплатно
Расчетные исследования по снижению энергетических затрат при производстве сульфатной целлюлозы
Статья научная
С помощью разработанного программного продукта «Выпарка», реализованного на языке Visual Basic, проведены параметрические численные исследования с целью оценки влияния различного энергоподвода к выпарным аппаратам многокорпусной станции на расход тепла на установку в зависимости от конечной концентрации черного щелока. Выполнено тестирование программы, в том числе на базе опытных исследований других авторов, по влиянию различного энергоподвода к выпарным аппаратам на рабочие характеристики упариваемого черного щелока, а именно плотность, теплоемкость, концентрацию продукта по корпусам и другие параметры. Показана возможность определения минимального прироста тепла греющего теплоносителя при различных интервалах изменения концентрации упаренного продукта.
Бесплатно
Рациональная технология отмывки гидроксидов нитрования растворов платиновых металлов
Статья научная
Приведены результаты исследований эффективности использования нитритных растворов для доизвлечения металлов платиновой группы из гидроксидов нитрования. Предложена рациональная технологическая схема переработки, позволяющая уменьшить содержание платиновых металлов в гидроксидах в 2-3 раза.
Бесплатно
Рациональные параметры бетоносмесителей гравитационного типа
Статья научная
Представлена методика совершенствования бетоносмесителей гравитационного типа. Предложены критерии для оценки конкурентоспособности конструкций бетоносмесителей и расчета рациональных параметров. Определены значения основных параметров и типоразмеров эффективных конструкций гравитационных бетоносмесителей.
Бесплатно
Статья научная
В статье проведен анализ подходов к разработке общего для перспективных образцов радиотехнических средств радиотехнического обеспечения полетов методического аппарата обоснования объёмов и порядка создания номенклатуры запасных элементов и принадлежностей, обеспечивающих требуемые показатели надежности на этапе его эксплуатации. На основе применения логико-вероятностного метода в новой предметной области по оценке надежности показателей вооружения, значимости и вклада отдельного элемента (составной части) в конструкцию и функционирование образца радиотехнических средств радиотехнического обеспечения полетов обоснована возможность формирования перечня и оптимизации состава комплекта запасных инструментов и принадлежностей для обеспечения требуемых показателей надежности. Предложен математический аппарат и алгоритм решения задачи.
Бесплатно
Реактивная гидравлическая турбина с соплом на основе колеса Сегнера
Статья научная
В статье представлены теоретические анализы и результаты экспериментальных испытаний реактивно-сопловой гидротурбины, разработанной на основе колеса Сегнера, которая эффективно работает при низких напорах воды, то есть на источниках воды с напором 1,6 метра и выше. В 1754 г. Л. Эйлер привел свое мнение о быстроте и высоком КПД гидротурбины на основе колеса Сегнера. Эксперименты показали, что КПД созданной реактивной гидротурбины при 2-метровом напоре воды составил 62,05 % и оказался на 5,5 % меньше результатов теоретических расчетов. При увеличении давления воды КПД увеличился до 74 %. При напоре воды 2 метра и расходе воды 0,2 м3/с частота вращения гидротурбины составила 144 об/мин. Такие гидротурбины очень удобно использовать в источниках воды с низким напором 2-5 метров, из-за низкой стоимости срок окупаемости небольшой.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются два совмещенных реакционно-ионообменных процесса, в которых применяются органические иониты: катионообменное выщелачивание ионов металлов из минерального и техногенного сырья с использованием катионита в водородной форме и анионообменного осаждения ионов металлов в виде малорастворимых соединений с применением анионита в гидроксидной и солевых формах. Возможности методов иллюстрируются примерами разделения металлов, исходя из их оксидов, гидроксидов, сульфидов, силикатов, а также синтеза гидроксидов, карбонатов, оксалатов никеля, кобальта и других металлов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье поднимается проблема использования непозиционных систем счисления, в частности системы остаточных классов, которая является параллельной системой и обеспечивает параллелизм на уровне выполнения элементарных операций в автоматизированных системах управления.
Бесплатно
Региональная геоинформационная система оперативного космического мониторинга
Статья научная
В статье представлена структура геоинформационной системы, сопряженной с архивами данных дистанционного зондирования Земли центра космического мониторинга АлтГУ. Обсуждаются технологические особенности работы системы, последовательность обработки, каталогизации и визуализации спутниковых данных. Новым элементом разрабатываемой системы является подсистема управления вычислительными процессами обработки данных через web-интерфейс панели администратора, созданная с использованием библиотеки Celery.
Бесплатно
Регулирование процессов формирования кристаллизационных керамических дисперсных систем
Статья научная
Приведены результаты исследований реологических свойств минерализаторов в интервале температур обжига керамики. Рассмотрены способы регулирования процессов формирования кристаллизационных керамических дисперсных систем за счет изменения термореологических свойств минерализаторов. Выявлен ряд активности воздействия минерализаторов на процессы превращения в керамических системах. Экспериментально доказано свойство низковязких минерализаторов растворять значительное количество кремнезема в глинистых системах. Разработаны составы и технологические параметры получения облицовочных керамических масс на базе высококварцевых отходов металлургических и машиностроительных предприятий.
Бесплатно
Регулирование режима охлаждения термоэлектрического блока
Статья научная
С помощью вычислительной модели исследованы режимы охлаждения блока термоэлектрической холодильной установки, предназначенной для судовых провизионной и морозильной камер. Вычислительная модель, основанная на численном решении системы нелинейных алгебраических уравнений, учитывает рабочие характеристики серийного термоэлектрического модуля и термические сопротивления устройств отвода и подвода теплоты. Рассчитаны зависимости холодопроизводительности и холодильного коэффициента блока от силы тока питания термоэлектрических модулей. Проведен анализ режимов охлаждения термоэлектрического блока и выработаны рекомендации по регулированию величины силы тока в зависимости от текущих температурных условий в провизионной и морозильной камерах.
Бесплатно
Режимы течения топливных водоугольных суспензий в каналах распыливающих устройств
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы течения высококонцентрированных водоугольных топливных суспензий при подаче их на сжигание через распыливающие устройства - форсунки. Исследованы режимы течения суспензий в тонких каналах распыливающих устройств. Установлено, что при течении ВУС по тонким каналам нарушается режим течения, что обусловлено взаимным влиянием геометрических размеров и параметров течения суспензии при организации ее сжигания в топочных камерах энергоустановок. Поэтому конструктивные размеры, особенно выходные диаметры отверстий форсунок, необходимо подбирать, учитывая полученные аналитические выражения, которые должны быть уточнены при проведении модельных и натурных экспериментов с конкретными типами ВУС постоянного состава.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ прогноза времени возникновения резонансов четырнадцатидневных гравитационных приливов в земной коре. Впервые представлены данные регистрации резонансов приливных гравитирующих факторов, включая колебания барицентра системы Земля - Луна в различных геофизических полях. Дана оценка величины изменений напряженно деформированного состояния геологической среды под влиянием резонансов. Обоснованы возможные направления использования энергии резонансов гравитационных приливов в земной коре в нефтегазовой отрасли, при прогнозе землетрясений, обеспечении безопасности крупных техногенных сооружений (плотин ГЭС), разработке теории возникновения одиночных деформационных волн-убийц.
Бесплатно
