Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1558
Статья научная
На основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в системах электроснабжения железнодорожного транспорта (СЭЖТ) возможно повысить надежность энергообеспечения процессов перевозок и повысить их энергетическую эффективность, а также улучшить показатели качества электроэнергии. Для получения количественных показателей, характеризующих результаты применения ВИЭ, разработаны компьютерные модели системы электроснабжения участка магистральной железной дороги постоянного тока. К вводам 10 кВ тяговых подстанций подключались ветропарки, мощность которых изменялась во времени. С помощью этих моделей возможно решение следующих задач: оценка воздействия ВИЭ на качество электроэнергии; определение областей их применения в СЭЖТ; выявление мест наилучшего размещения ВИЭ в сетях. Результаты цифрового моделирования СЭЖТ показали, что за счет ВП достигаются следующие положительные эффекты: напряжения, подводимые к электровозам, увеличиваются на 1…2,5 %; коэффициенты k2U на вводах 110 кВ тяговых подстанций (ТП) снижаются на 60…64 %; коэффициенты гармоник kU уменьшаются в 2,6…2,8 раза; средние значения потерь мощности в головной ЛЭП 110 кВ понижаются в 2,4 раза. Таким образом, применение ВИЭ дает возможность стабилизировать напряжения на токоприемниках электровозов, снизить уровни несимметрии и несинусоидальности на шинах 110 кВ ТП, а также электропотребление из электроэнергетической системы (ЭЭС) и потери электроэнергии. Таким образом, на основе интеграции ВИЭ в СЭЖТ можно повысить показатели энергоэффективности и улучшить качество электроэнергии. За счет снижения электропотребления из ЭЭС, использующей тепловые электростанции, могут быть заметно уменьшены выбросы парниковых газов.
Бесплатно
Применение группы беспилотных летательных аппаратов для обнаружения радиоизлучающих средств
Статья научная
В настоящее время, учитывая бурное развитие радиотехнических систем различного назначения, важнейшим организационным мероприятием для обеспечения их электромагнитной совместимости является своевременное обнаружение мешающих радиоизлучающих средств (РИС) и определение их местоположения. Для решения этой задачи применяются пространственно- разнесенные системы радиотехнического мониторинга и контроля электромагнитной обстановки, одним из основных недостатков которых является ограничение их дальности действия дальностью прямой видимости. Устранение данного недостатка возможно за счет модификации такой системы радиотехнического мониторинга – применения группы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), осуществляющих ретрансляцию сигналов РИС на наземный пункт приема и обработки данных (ППОД). Однако в такой системе должна быть решена проблема высокоточной навигации БПЛА как между собой, так и относительно ППОД. В статье предложены два метода улучшения точности измерения координат БПЛА применительно к подобной системе радиотехнического мониторинга. Первый – это метод измерения взаимных координат БПЛА и ППОД, основанный на использовании единого созвездия навигационных космических аппаратов; второй – применение дальномерного метода измерения дальности от ППОД до БПЛА, позволяющий уточнить их координаты, а также с высокой точностью измерить расстояния от ППОД до БПЛА.
Бесплатно
Применение кабельных линий в электрических сетях, питающих тяговые подстанции постоянного тока
Статья научная
Для присоединения тяговых подстанций (ТП) железных дорог к питающим сетям 110–220 кВ традиционно применяются воздушные линии (ВЛ) электропередачи. Такой подход обладает целым рядом недостатков, которые можно исключить при использовании для подключения ТП кабелей с изоляцией из молекулярно сшитого полиэтилена (СПЭ). Цель представленных исследований состояла в разработке цифровых моделей для определения режимов систем электроснабжения железных дорог с питанием тяговых подстанций по СПЭ‑кабелям. Для ее реализации использовались методы мультифазного моделирования электроэнергетических систем и программный продукт Fazonord АС–DС. Результаты моделирования показали, что применение СПЭ‑кабелей в системах внешнего электроснабжения железных дорог постоянного тока позволяет получить следующие положительные результаты: значительно уменьшить ширину охранной зоны; избежать повреждений при сильных ветрах и образовании гололедно-изморозевых отложений; снизить риск поражения людей и животных от воздействия шаговых потенциалов при обрыве проводов. Кроме того, при использовании кабельных линий (КЛ) минимальные трехминутные напряжения повышаются на 10…11 %, потери активной мощности в ЛЭП уменьшаются на 9–20 %, а коэффициенты несимметрии – на порядок. Замена ВЛ на КЛ дает возможность ослабить гармонические искажения на вводах 110 кВ ТП на 7–13 %.
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
Статья научная
В данной статье описывается актуальность цифровых систем связи и роль манипуляций сигналов в данных системах. Отмечается, что задача определения принятого сигнала в таких системах рассматривается как задача определения оценок параметров модулированного сигнала. Обсуждается решение такой задачи на основе сигнала с квадратурной манипуляцией. С помощью теоремы Рао-Крамера выведен расчет оценок параметров принятого сигнала. Также объяснена обработка такого сигнала в реальных условиях, при ситуациях, когда шум окрашенный.
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
Статья научная
Данные математического моделирования являются основой обоснования безопасности установок на всех этапах эксплуатации, в связи с чем возникает необходимость постоянного совершенствования расчетных кодов. Эта статья рассматривает возможность применения нового программного обеспечения «ЛОГОС» для расчета теплофизических параметров различных ядерных установок атомной промышленности. В работе представлены этапы расчетов математической модели шести- и восьмитрубных тепловыделяющих сборок реакторной исследовательской установки ИРТ-Т. Результатом работы является расчет распределения температурных характеристик, полученных путем моделирования в программном пакете «ЛОГОС». Сравнение этих данных проводилось с ранее верифицированной моделью, рассчитанные параметры шести- и восьмитрубной тепловыделяющей сборки в отечественном продукте показывают высокую сходимость в допустимых пределах отклонения, в связи с чем можно сделать вывод о перспективности применения отечественного программного пакета «ЛОГОС» для описания нестационарных явлений.
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
Применение теплоизоляционного чехла с использованием эффекта Ранка-Хилша в практике тушения пожаров
Статья научная
При тушении пожаров, когда температура окружающего воздуха опускается до – 30 ℃ и ниже, возникает риск замерзания пожарного оборудования, что существенно осложняет работу экстренных служб. Предложен способ утепления рукавного разветвления в условиях низких температур, заключающийся в использовании специального теплоизоляционного чехла и подвода горячего потока воздуха от вихревой трубки Ранка-Хилша, в которой используется эффект энергоразделения после подачи сжатого воздуха от двигателя пожарного автомобиля.
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
