Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Регулирование режима охлаждения термоэлектрического блока

Васильев Е. Н.

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

Джундубаев А.К., Султаналиев М.С., Мурко В.И., Кулагина Л.В., Баранова М.П.

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

Резонансы гравитационных приливов - мощный энергетический источник геодинамических процессов в земной коре

Сибгатулин В.Г., Перетокин С.А., Кабанов А.А.

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

Результаты испытаний топливной присадки на котле со слоевым сжиганием угля

Мурко В.И., Карпенок В.И., Федяев В.И., Черных Д.А., Зеликов Е.Н., Соловьев А.В., Жаворонков А.Н.

Статья научная

В настоящее время в отечественной теплоэнергетике отсутствует опыт применения топливных присадок для повышения эффективности топливоиспользования в угольных котлах. Однако за рубежом данное направление увеличения эффективности сжигания твердых топлив получило широкое распространение, что, в первую очередь, обусловлено поиском технологий «экологизации» использования «грязного» угля. В статье приводятся результаты промышленных испытаний комплексной топливной присадки катализирующего и модифицирующего действия на угольном котле КВ-р-11.63-115 в одной из котельных г. Новокузнецка Кемеровской области. По результатам испытаний зафиксировано повышение к.п.д. брутто котельного агрегата на 5,1 % (абс.) при соответствующем снижении расхода условного топлива на выработку единицы тепловой энергии. Применение присадки привело также к очистке экранных труб от слоя натрубных отложений и изменению структуры образующегося при сгорании угля шлака, который стал более однородным и без очагов агломерации.

Бесплатно

Результаты исследований по влиянию подачи кварцита на вторую стадию конвертирования медно-никелевого файнштейна

Малахов П.В., Миличенко В.П., Пахомов Р.А., Дымов И.М.

Статья научная

В связи с прогнозируемым ростом потребления кобальта и увеличением цены на этот металл возрастает необходимость рассмотрения возможности повышения извлечения кобальта в пирометаллургической цепочке по переработке медно-никелевого сырья, богатого кобальтом на Надеждинском металлургическом заводе имени Б.И. Колесникова (НМЗ) Заполярного филиала ПАО «ГМК «Норильский никель» (ЗФ). Пирометаллургическая переработка сульфидных медно-никелевых руд и концентратов на НМЗ включает в себя три передела: плавка исходного сырья в печах взвешенной плавки (ПВП) с получением богатого штейна и шлака, обеднение шлаков головного передела и оборотных в обеднительных электропечах (ОЭП) с получением отвального шлака и бедного штейна, конвертирование (КО) богатого штейна ПВП и бедного штейна ОЭП с получением файнштейна и конвертерного шлака, возвращающегося в ОЭП. В настоящее время сквозное извлечение кобальта в пирометаллургическом производстве (ПМП) не превышает 55 % отн. от поступающего на переработку сырья, т.е. 45 % отн. кобальта безвозвратно теряется с отвальным отвальными шлаком ОЭП. В тоже время установлено, что более 30 % отн. от всего объема кобальта участвуют в обороте между ОЭП и конвертерным переделом. Таким образом, снижение концентрации кобальта в оборотных продуктах приведет к росту сквозного извлечения кобальта по НМЗ и ЗФ в целом. В настоящей работе приведены результаты лабораторных и опытно-промышленных исследований по повышению показателей извлечения кобальта в конвертерном переделе при применении кварцевого флюса (кварцита) на финальной стадии конвертирования и доводки готового файнштейна удалением растворенных в сульфидной фазе оксидов железа. Промывка практически готового файнштейна кварцевым флюсом взамен применения кислорода дутья (доокисление железа) приводит к сохранению кобальта в файнштейне

Бесплатно

Результаты исследования влияния механической активации на структурно-реологические характеристики угольных суспензий на основе фильтр-кеков

Мурко В.И., Вахрушева Г.Д., Федяев В.И., Карпенок В.И., Мастихина В.П., Дзюба Д.А.

Статья научная

Управление структурно-реологическими характеристиками водоугольного топлива (ВУТ), получаемого на основе фильтр-кеков, возможно подбором реагентов-пластификаторов и механоактивацией. На данном этапе механическую активацию ВУТ моделировали в экспериментальном образце специального роторно-пульсационного аппарата РПА-М, созданного в рамках выполнения контракта № 02.740.11.0757 от 12 апреля 2010 г. Активация тонкодисперсных угольных суспензий на основе фильтров-кеков углеобогатительных предприятий Кузбасса для снижения эффективной вязкости и напряжения сдвига, а также повышения стабильности ВУТ осуществлялась при скорости сдвига более 103 с-1. Выполненные исследования показали, что применение механической активации позволяет снизить эффективную вязкость в водоугольном топливе в среднем на 27, а по отдельным пробам до 40 %. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических схем для приготовления и сжигания углеотходов в виде ВУТ с обязательным включением операции механоактивации.

Бесплатно

Результаты исследования вредных выбросов при сжигании суспензионного угольного топлива

Мурко В.И., Федяев В.И., Карпенок В.И., Дзюба Д.А.

Статья научная

В статье приведены результаты определения концентраций вредных веществ в отходящих газах при стендовых и опытно-промышленных испытаниях вихревой технологии сжигания суспензионного водоугольного топлива (ВУТ). Показано, что разработанная технология сжигания жидкого угольного топлива позволяет существенно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу. Материалы статьи подготовлены в процессе реализации проекта в рамках частно-государственного партнерства в сфере реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства при финансовой поддержке правительства Российской Федерации (шифр 2010-218-02-174 «Разработка технологии и создание пилотного образца автоматизированного энергогенерирующего комплекса, работающего на отходах углеобогащения»).

Бесплатно

Результаты исследования скорости и объема водонасыщения глинистых песков россыпных месторождений при их подготовке к обогащению

Никитин А.В., Кисляков В.Е.

Статья научная

Доказывается возможность производить водонасыщение глинистых песков в процессе под- готовительных работ при разработке россыпных месторождений в виде отдельностей, по- сле выемки их из массива с помощью землеройно-транспортной техники, в специально орга- низованном промежуточном складе. Предложена методика определения скорости и объема водонасыщения отдельностей, выявлена степень влияния диаметра отдельностей, коэффи- циентов разрыхления, трещиноватости, фильтрации. Так, например, увеличение диаметра отдельностей на 0,05 м до 0,50 м может увеличить время достижения 10 % влажности с 0,2 до 8,3 сут. при регулировании коэффициентов разрыхления и трещиноватости.

Бесплатно

Результаты обработки водоугольной суспензии экстремальными механохимическим и электрофизическим методами

Журков М. Ю., Дацкевич С. Ю., Мурко В. И., Карпенок В. И., Бухаркин А. А., Юдин А. С., Кулагина Л. В.

Статья научная

Статья посвящена разработке технологии деструкции угольной массы в виде водоугольной суспензии (ВУС) путем воздействия на неё экстремальными механохимическим и электрофизическим методами. Данная технология является развитием известного метода механохимической обработки углей. Описана созданная стендовая установка, включающая участки обогащения мелкого угля и угольного шлама методом масляной грануляции, механохимической обработки в насосе-кавитаторе (НК) роторно-пульсационного типа и кавитаторе центробежного типа (КЦ), электроимпульсной обработки ВУС. Дано описание усовершенствованной конструкции разрядной камеры. Представлены результаты, полученные по обогащению мелкого угля и угольного шлама методом масляной грануляции, обработки полученных водоугольных и водоуглемасляных суспензий (ВУМС) в НК и КЦ, а также электроимпульсной обработки (ЭИ). Результаты экспериментов показали, что новая конструкция камеры для электроимпульсной обработки водоугольных и водоуглемасляных суспензий позволяет надежно производить деструкцию протекающей массы в поточном режиме.

Бесплатно

Результаты применения ретроспективного анализа для гидравлических испытаний систем централизованного теплоснабжения

Чичерин С.В., Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Кулагин В.А.

Статья научная

Распределение тепловой энергии с использованием различных типов магистралей имеет широкое применение и получило значительное развитие за последнее столетие. Важность их технического состояния и эксплуатационных характеристик, таких как сохранение тепловой энергии, надежность и срок службы, не вызывает сомнений. Количество повреждений на тепловых сетях чрезмерно велико. Это делает актуальным вопросы надежности теплоснабжения. Для снижения аварийности и необоснованных теплопотерь достаточно заменить только самые изношенные участки тепловых сетей. Основной метод их определения - гидравлические испытания на плотность и прочность (опрессовки). Целью данной работы стала систематизация имеющейся информации по гидравлическим испытаниям в рамках определенной системы теплоснабжения (на примере г. Омска). Дана общая информация об этом методе. Водно- химический режим тепловых сетей должен обеспечить их эксплуатацию без повреждений и снижения экономичности, вызванных коррозией сетевого оборудования, а также образованием отложений и шлама в оборудовании и трубопроводах тепловых сетей. Исходной причиной появления коррозии углеродистой стали в природных водах и при умеренных параметрах служит растворенный в ней кислород. Известно, что чистая поверхность железа очень быстро вступает в реакцию с растворенным кислородом, и скорость всего процесса определяется (лимитируется) возможностями его доставки. Заметно значительное повышение содержания кислорода в летний период, неизменно связанный с проведением гидравлических испытаний на плотность и прочность. В отдельные дни отмечаются критически высокие уровни, превышающие 50 мкг/дм3. Необходимо изменение существующего порядка заполнения и запуска системы, в частности заполнение системы только деаэрированной водой. Для получения достоверных сведений был выбран метод ретроспективного анализа данных о результатах проведения гидравлических испытаний на магистральных трубопроводах г. Омска по материалам соответствующих актов. Численно проанализирована их эффективность. Приведены отрицательные последствия проведения опрессовок. Рассмотрение сложившейся ситуации указало на целесообразность совершенствования практики их проведения, а в перспективе и возможности разработки единого подхода к этому вопросу. На основании обобщения указанного материала сделаны выводы о положительном опыте создания программного обеспечения на базе геоинформационных систем.

Бесплатно

Результаты сжигания суспензионного водоугольного топлива в котле типа "теплотрон"

Мурко В.И., Федяев В.И., Прошунин Ю.Е., Почечуев А.А., Карпенок В.И., Хямяляйнен В.А.

Статья научная

Серьезной проблемой для угольного производства является утилизация отходов угледобычи и углеобогащения. В разных странах решением этой проблемы занимаются лучшие специалисты в данной области. В США, Франции и Китае успешно используют технологию приготовления и сжигания водоугольных суспензий (ВУТ) для утилизации тонкодисперсных отходов углеобогащения и угольных шламов. Получила развитие технология сжигания ВУТ и в России - именно в нашей стране впервые была изобретена технология, позволяющая сжигать водоугольные суспензии без предварительного обезвоживания и, главное, использующая для приготовления водоугольной смеси не уголь, а отходы его добычи и обогащения.

Бесплатно

Результаты теоретических и практических исследований флотации наноразмерных кремнийсодержащих структур

Кондратьев В.В., Карлина А.И., Немаров А.А., Иванов Н.Н.

Статья научная

Изложены теоретические расчеты и результаты лабораторных экспериментов, свидетельствующие о том, что практически весь кварцит, уносимый в виде тонкой пылевой фазы в систему газоудаления и газоочистки, представлен сфероидизированными микро-и наночастицами SiO2. Это переводит пыль газоочистки из класса «отход» в класс «продукт» при условии удаления примеси углерода, которая неизменно сопутствует также в виде тонкодисперсной пыли. В результате изучения свойств пыли производства кремния выявлено, что на 85 % она представлена сфероидизированными частицами SiO2, а образующиеся объемы делают пыль перспективным источником для производства продукции. Оптимальным процессом для попутного извлечения углеродных нанотрубок является флотация. Флотацию частиц наноразмерных и микроразмерных частиц следует осуществлять в ламинарном потоке пульпы с наименьшим количеством элементарных циклов флотации. В толстом слое обводненной пены микросферы, наносферы и наношарики кремнезема смываются в камерный продукт по межпузырьковым каналам. Флотационные пузырьки воздуха должны быть нано-и микрокрупности. Исходные пузырьки, выходящие из аэратора, должны быть близки к монодисперсному распределению. Используемые реагенты должны быть более растворимые в воде, чем традиционные. В качестве аэратора следует использовать пневмогидравлический аэратор. Для активации гидрофилизированных частиц ценного компонента нужно применять напорную флотацию. Для снижения энергозатрат и времени флотации необходимо наименьшее количество элементарных циклов флотации (ЭЦФ). Перед флотацией и после нее следует разбивать конгломераты частиц ценного компонента с другими частицами, а также производить необходимую очистку от примесей и песковой части шлама. В результате исследований выявлено, что в качестве попутного продукта наряду с металлургическим кремнием образуется большое количество пыли, содержащей до 85 % сфероидизированных микро-и наночастиц диоксида кремния и до 10 % углерода с содержанием нанотрубок и других наночастиц. Обогащение продукта возможно до 99,5 %. Дальнейшее обогащение требует дополнительных исследований.

Бесплатно

Рекомендации по практическому применению радиолокационного сеточного метода коллективного наведения и управляемого целераспределения ракет в интересах эффективной атаки групповой воздушной цели

Лютиков И.В.

Статья научная

Как известно, для моделирования пространственных и временных параметров применения многопозиционной системы (МПС) «ИД БРЛС истребителя - ИД ГСН ракет» воздушного базирования (с целью последующего эффективного противодействия ГВЦ) используются соответствующие динамические модели. Анализ известных способов математического представления динамики поведения сложных систем показывает, что наиболее удобной формой ее отображения является ориентированный временной граф дискретных состояний системы (процесса). Для пояснения принципа практического применения и отличительных особенностей коллективного наведения и управляемого целераспределения (на основе анализа матрицы девиаций частоты) синтезируемого радиолокационного сеточного метода наведения на основе алгоритмов оптимальной межпозиционной многоканальной обработки принимаемых сигналов в статье представлена динамическая модель применения МПС воздушного базирования «ИД БРЛС истребителя - ИД ГСН ракет» в интересах уничтожения ГВЦ в виде графов дискретных состояний

Бесплатно

Реконструкция водоснабжения г. Игарки Красноярского края

Красавин Г.В., Матюшенко А.И.

Статья научная

Изложены некоторые особенности исполнения систем водоснабжения в условиях Крайнего Севера. Рассмотрены системы водоснабжения г. Игарки до реконструкции. Представлены причины необходимости реконструкции существующих водозаборных сооружений. Изложен состав реконструированных сооружений. Обобщен опыт эксплуатации реконструированных сооружений водоснабжения.

Бесплатно

Реконфигурируемый параллельный умножитель в конечных полях Галуа на комбинационной логике

Зубов Т.А., Сухотин В.В., Хныкин А.В., Мишуров А.В., Горчаковский А.А.

Статья научная

Рассмотрено понятие «умножитель» в конечных полях Галуа, имеющих широкое применение в криптографии и помехоустойчивом кодировании. Проанализирована архитектура параллельного умножителя над полями Галуа. Проведено построение реконфигурируемого умножителя. Показано, что применение данного типа умножителя позволит значительно сократить число применяемых логических вентилей.

Бесплатно

Решение интегральных уравнений на многопроцессорных вычислительных системах

Рамазанов М.Д., Рахматуллин Д.Я., Валеева Л.З., Банникова Е.Л.

Статья научная

Рассматриваются уравнения Фредгольма по областям различных форм. Приводится описание алгоритма приближенного вычисления интегралов с использованием многопроцессорной техники.

Бесплатно

Риск-ориентированные модели управления ремонтом оборудования в системах электроснабжения с монопотребителем

Секретарев Ю.А., Левин В.М.

Статья научная

Адекватное описание надежности в моделях принятия решений по управлению восстановлением ее свойств является сложной научной задачей. Корректному решению этой проблемы в различных областях техники уделено достаточно большое внимание. В статье предложен и реализован вероятностный подход к расчету схемной надежности системы электроснабжения с использованием оценки фактического состояния ее основных элементов. Оценка состояния оборудования системы электроснабжения осуществляется с использованием интегрального показателя технического состояния. Это создает основу для применения риск-ориентированного подхода к управлению техническим обслуживанием и ремонтами для оценки последствий и целесообразности, ремонтно-восстановительных работ энергетического оборудования с минимизацией возможного ущерба от отключений электроэнергии потребителям. В статье представлены два метода расчета надежности, ориентированные как на восстанавливаемые, так и на невосстанавливаемые элементы системы электроснабжения. Кроме того, предложена модель принятия решений по управлению ремонтами энергетического оборудования в системах электроснабжения. Отдельно рассматривается случай, когда система электроснабжения обеспечивает электроэнергией монопотребителя, что характерно для нефтегазодобычи. На основе анализа сценариев реализации риск-ориентированного подхода изучено влияние различной степени тяжести последствий отказа на оценку принимаемых решений. Разработанные модели и методы проиллюстрированы расчетными примерами из практики эксплуатации электрооборудования в системах электроснабжения с монопотребителем.

Бесплатно

Роль вариационных принципов механики в исследовании эволюции неконсервативных динамических систем

Спирин Е.А., Головин М.П., Федий К.С.

Статья научная

В статье рассмотрены основы вариационных принципов механики применительно к материальной точке, приведена краткая историческая справка развития вариационных методов механики, рассмотрена классическая вариационная задача с закрепленными концами, показана связь закона сохранения энергии с принципом стационарности действия, а также представлено получение характеристической функции неконсервативной системы на примере механической системы с линейным трением. На основе теоремы Нетер показана связь первого интеграла механической системы с ее характеристической функцией и выполнена интерпретация первого интеграла неконсервативной механической системы с линейным трением.

Бесплатно

Роль и перспективы редкоземельных металлов в развитии физико-механических характеристик и областей применения деформируемых алюминиевых сплавов

Горбунов Ю.А.

Статья научная

В статье рассмотрены результаты отечественных разработок и применения алюминиевых сплавов в виде катаных, экструдированных и штампованных полуфабрикатов в качестве ренгеноконтрастных материалов, проводников тока, стойких к воздействию высоких температур, и конструкционных материалов различного назначения.

Бесплатно

Роль развиваемых сдвиговых деформаций при реализации способа термодеформационной переработки сортной стружки цветных металлов и сплавов

Загиров Н.Н., Иванов Е.В., Роговой А.А.

Статья научная

В рамках описания общей схемы изготовления пресс-изделий и проволоки из сортной сыпучей стружки цветных металлов и сплавов, исключающей в технологической цепочке плавильный передел, рассмотрена роль операций горячего брикетирования и экструзии. Проанализированы и опробованы на конкретных примерах некоторые из возможных способов интенсификации сдвиговых деформаций при их осуществлении. Установлено, что формирование окончательных типоразмеров и требуемых свойств получаемой продукции происходит на этапе выполнения операции холодного волочения и термообработки.

Бесплатно