Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1601
Развитие когенерации Дальнего Востока
Статья научная
В данной статье рассмотрена система тепло- и электроснабжения на базе малой и средней когенерации, теплоэлектроцентрали «Восточная» (ГТУ-ТЭЦ «Восточная» г. Владивосток) и Южно-Сахалинской ТЭЦ-1 (4 и 5-й энергоблоки ГТУ, г. Южно-Сахалинск). Данная когенерация создана в рамках наращивания мощности и развития южного региона Дальнего Востока. Дано описание основного оборудования - газотурбинных установок General Electric LM6000, установленных на ГТУ-ТЭЦ «Восточная» и ГТУ 4,5-го энергоблоков Южно-Сахалинской ТЭЦ-1. Отпуск тепловой энергии за отопительный период 2018-2019 года ГТУ-ТЭЦ «Восточная» составил 787,5 тыс. Гкал. Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии равен 230 г/кВт*ч, на отпуск тепла - 121,9 кг/Гкал. Отпуск тепловой энергии за отопительный период 2018 г. 4,5-го энергоблоков ГТУ Южно-Сахалинской ТЭЦ-1 составил 321,59 Гкал. Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии был равен 296,1 г/кВт*ч, на отпуск тепла - 124,7 кг/Гкал. Несмотря на недозагрузку ГТУ-ТЭЦ «Восточная» по электрической и тепловой энергии (объемы потребления присоединенных потребителей меньше расчетных нагрузок), показатели расхода условного топлива свидетельствуют об эффективности генерирующего оборудования ГТУ.
Бесплатно
Развитие совмещенного непрерывного процесса литья и прессования
Статья научная
В статье изложены основныеэтапы развития непрерывныхпроцессов производства проволоки и катанки из цветных металлов и сплавов. Дальнейшим совершенствованием данных процессов является совмещенный непрерывный процесс литья и прессования методом конформ, для которого созданы теоретические и технологические основы проектирования.
Бесплатно
Статья научная
Для экспериментальной отладки аппаратно-независимой SoftPLC‑платформы и реализуемых в ее составе алгоритмов автоматического регулирования разработан лабораторный гидравлический испытательный стенд, функционально воспроизводящий процессы распределения рабочей жидкости в тепловом пункте. Стенд позволяет исследовать инерционность гидравлического объекта, взаимное влияние контуров, нелинейность регулирующих органов и насосного агрегата, а также реакцию системы на внешние возмущения. В качестве рабочей жидкости используется пропиленгликоль. В состав стенда входят накопительная емкость, насос с частотным преобразователем, три регулирующих шаровых крана с электроприводами, подающая и обратная прозрачные колонны, два преобразователя давления, ручные контрольные манометры, автоматические воздухоотводчики и узел, имитирующий гидравлическое сопротивление потребителя. SoftPLC функционирует на промышленном панельном компьютере и взаимодействует с модулем ввода-вывода по протоколу Modbus TCP; частотный преобразователь насоса подключен через шлюз Modbus RTU – Modbus TCP. Описаны конструкция и принцип действия стенда, аппаратно-программная архитектура, классический ПИД‑регулятор, адаптивный ПИД‑регулятор и нейросетевой регулятор с обучением с подкреплением. Сформирована программа из 42 базовых экспериментальных сценариев, предусматривающая одиночные и многосвязные контуры управления, три типа регуляторов и два режима воздействия возмущения. Предложены требования к обеспечению повторяемости сравнительных испытаний и набор показателей для последующей оценки точности, качества переходных процессов, плавности управляющих воздействий и энергопотребления.
Бесплатно
Развитие технологии получения и исследования пористого кремния
Статья научная
Работа представляет собой обзор исследований, проведенных в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России» студентами и аспирантами под совместным научным руководством преподавателей кафедры «Приборостроение и наноэлектроника» и сотрудников института физики СО РАН в области одного из актуальных технологических направлений микро- и наноэлектроники - развитии технологии получения пористого кремния. Цель данных исследований состоит в разработке кремниевых материалов и структур, обладающих новыми стабильными свойствами, которые в ближайшем будущем позволят значительно расширить диапазон параметров существующих устройств современной микроэлектроники и будут способствовать созданию оригинальных приборов.
Бесплатно
Разработка автономной системы оповещения работников с применением технологии LoRa
Статья научная
В статье рассматривается разработка автономной системы оповещения работников, находящихся в зоне повышенной опасности – вблизи железнодорожных путей. Актуальность проекта обусловлена высокой степенью риска при производстве путевых работ, а также низкой надежностью действующих средств предупреждения, таких как система СОП01 и использование сигналистов. Согласно официальной статистике, только за 2024 год зафиксированы десятки случаев травматизма среди сотрудников, работающих вблизи железнодорожных путей, включая смертельные и групповые инциденты. Существующие решения не обеспечивают должного уровня защиты: сигналисты подвержены человеческому фактору, а система СОП01 ненадежна и часто находится в неисправном состоянии. Предлагаемая система использует технологию LoRa для передачи сигнала тревоги и микроконтроллерную платформу Arduino для обработки данных. В качестве датчика обнаружения подвижного состава использован электромагнитный датчик ШМП12, функционирующий на основе явления магнитной индукции. Система реализована в двух вариантах – мобильном (передатчики в кейсах, приемники в жилетах) и стационарном (монтаж передатчика в путевом шкафу, питание осуществляется от солнечной панели с системой двухосного трекинга). Разработан макет, проведены первые полевые испытания на железнодорожных путях, подтвердившие стабильную работу и надежность устройства. Программная часть выполнена в среде Arduino IDE с использованием языка C/C++. Разработка соответствует современным требованиям по охране труда, обладает высокой степенью автономности и помехозащищенности, легко масштабируется и может служить заменой устаревшим средствам сигнализации. Система готова к дальнейшему совершенствованию и внедрению на объектах ОАО «РЖД».
Бесплатно
Статья научная
Изложен метод преломленных волн, основанный на регистрации преломленных упругих волн вдали от источника. Распространение преломленных волн в процессе обработки дает данные о глубинах залегания слоев геологических образований, их форме и толщине покрытия. Перечисленные данные можно получить при условии того, что скорость упругих волн в грунте от слоя к слою возрастает с глубиной. Однако бывают случаи, когда встречаются низкоскоростные прослойки, данныео которых также необходимопредоставить в результате обработки. Таким образом, существует необходимость в решении этой проблемы в рамках исследуемого метода. В разработанном алгоритме не применяются новые программные пакеты, но возможности уже известных пакетов программного обеспечения были использованы (RadExPro, в нашем случае) наряду с различными расчетами и графическими редакторами.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен прогрессивный подход в применении разрядного диодного плеча с целью повышения энергетических показателей тягового режима электровозов переменного тока. Способ подразумевает использование электромагнитной энергии, запасенной в цепи выпрямленного тока, для закрытия отработавших тиристорных плеч тяговых преобразователей через буферный контур, обеспечиваемый разрядным плечом.Проведено математическое моделирование электромагнитных процессов работы штатного и предлагаемого преобразователей. Анализ результатов позволяет обнаружить наиболее оптимальную величину угла открытия тиристорных плеч, при котором разрядное плечо полностью закрывает отработавшие плечи с соблюдением условия повышения коэффициента мощности электровоза.Разработанный способ управления предлагаемого преобразователя представлен таблицей подаваемых на электроды тиристоров импульсов, а также алгоритмом вычисления момента времени формирования этих импульсов.
Бесплатно
Разработка и исследование гидроударно-кавитационного аппарата роторного типа
Статья научная
Рассмотрены конструктивные особенности предлагаемого гидроударно-кавитационного аппарата роторного типа. Проанализировано влияние зазора между ротором и статором на технические характеристики аппарата. Установлены параметры эффективного функционирования аппарата в зависимости от размеров зазора между ротором и статором. Изучены формы поперечного сечения статора и ротора, определены основные параметры, оказывающие влияние на эффективную работу. Предложена классификация основных процессов, реализуемых в аппарате. В качестве примера применения представлен технологический комплекс для интенсификации процессов диспергирования, гомогенизации, обезмеживания, дефосфоризации, десульфурации и активации материалов. Описана многофункциональная пилотная установка на базе разработанного аппарата. Сформулированы перспективные направления применения в промышленности.
Бесплатно
Разработка и исследование метода СЛИПП-ИПД для получения алюминиевыхполуфабрикатов высокого качества
Статья научная
В статье представлены исследования метода СЛИПП-ИПД с использованием математического моделирования в программном комплексе DEFORM-3D. Показано, что данный метод имеет потенциальные возможности для улучшения качества продукции за счет формирования более однородных структурных состояний, в том числе и в ультрамелкозернистом диапазоне за счет высокого уровня накопленной сдвиговой деформации в процессе обработки.
Бесплатно
Разработка и исследование микроэлектронного монитора параметров гемодинамики
Статья научная
В лаборатории медицинского приборостроения Института инженерной физики и радиоэлектроники (ИИФиРЭ) Сибирского федерального университета (СФУ) разработаны аппаратно-программные комплексы (АКП) на базе холтеровских кардиомониторов МКМ-09 с возможностью дистанционной передачи информации о функциональном состоянии организма в диагностический центр. Эти комплексы обладают достаточной универсальностью и доступностью для широкого применения в клинической практике, в амбулаторных и бытовых условиях. АПК позволяет извлекать дополнительную информацию из совместного анализа различных биосигналов и их производных, например информацию о состоянии магистральных сосудов и изменении артериального сосудистого тонуса по скорости распространения пульсовой волны. Отличием программного обеспечения АПК на базе МКМ-09 является обеспечение структурного анализа биопроцессов и биосигналов нелинейными методами теории самоорганизации. Структурная организация биопроцессов (кардиоритма) и биосигналов биосистем выявляется при их вейвлет-преобразованиях. Она наглядно отражается на вейвлет-диаграммах и биопроцессов, и биосигналов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье представлены результаты разработки и тестирования экспериментальной методики определения коэффициента теплопроводности наножидкостей. Проведено тестирование разработанной методики на измерениях коэффициентов теплопроводности воды и этиленгликоля. Проведены измерения коэффициента теплопроводности наножидкости на основе наночастиц оксида алюминия и оксида меди при комнатной температуре. Получено хорошее согласие измеренного коэффициента теплопроводности с измерениями других авторов.
Бесплатно
Разработка комбинированной схемы обогащения руды Кингашского месторождения
Статья научная
Объектом исследований являются медно-никелевые сульфидные руды Кингашского месторождения. Руда технологической пробы представлена серпентинитами с мелкой и тонкой вкрапленностью рудных минералов, среди которых преобладает магнетит, общее количество сульфидов составляет 3,7 %, из них 2,5 % сульфиды меди и никеля и 1,5 % – пирротина. Оптические исследования свидетельствуют о преобладании весьма сложных срастаний сульфидов и магнетита. Разработана комбинированная магнитофлотационная схема, позволяющая получить никелевый концентрат, который пригоден для плавки на файнштейн. Извлечение никеля, меди, при этом составляет 72,7 и 26,1 % соответственно.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены результаты исследований по разработке плавлено-керамических флюсов для износостойкой наплавки деталей подвижного состава. Разработана методика получения флюсов. Проведены теоретические расчеты и экспериментальные исследования, по результатам которых были получены флюсы (гранодиорит - 5,8 %, флюорит - 3,7 %, мрамор - 4,1 %, циркониевый концентрат - 4,9 %, ферромарганец - 19,6 %, титаномагнетит - 3,7 %, браунит - 1,2 %, шеелит - 2,1 %, графит - 5,5 %, феррохром - 28,9 %, АН22, или АН348А - 20,6 %). Требуемые свойства обеспечиваются за счет восстановления легирующих элементов и образования в наплавленном слое карбидов хрома (Cr7C 3), железа (Fe3C) и других веществ.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке математической модели динамики атмосферы и распространения экологически вредных примесей над городом с учетом влияния незамерзающей в зимнее время реки. В статье представлено описание математической модели для расчета динамики атмосферы и распространения вредных выбросов и результаты тестирования модели на примере нескольких задач. Также показан результат модельного расчета распространения вредных примесей непосредственно над г. Красноярском.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена изучению поворота лесопогрузчика перекидного типа класса 25 кН при маневрировании по погрузочной площадке с длинномерным грузом. Разрабатывается и обосновывается математическая модель, позволяющая исследовать режим неустановившегося поворота лесопогрузчика с грузом.
Бесплатно
Разработка методики определения редкоземельных элементов в золе лигнитов
Статья научная
Показано, что зола лигнитов бассейна среднего течения р. Енисей может рассматриваться как сырьевой источник редкоземельных элементов. Разработана методика атомноэмиссионного с индуктивно связанной плазмой определения редкоземельных элементов в золе лигнита Касского месторождения. Выявлено, что суммарное содержание РЗЭ составляет от 300 до 2500 г/т.
Бесплатно
Статья научная
Проанализировано производство длинномерной продукции из цветных металлов и сплавов. Разработаны новые модели и предложены конструкции агрегатов совмещенной обработки.
Бесплатно
Разработка модели управления мощностью ветроустановки по питч-углу для учебных целей
Статья научная
Рассмотрена проблема постановки практического обучения в области автоматического управления в энергоустановках на возобновляемых источниках энергии. Отмечено, что ветроэнергетическая установка (ВЭУ) - один из наиболее сложных объектов автоматического управления. Приведен обзор учебных динамических моделей ВЭУ. Для проведения практических занятий по дисциплине «Автоматическое управление и защита энергоустановок с ВИЭ» предложена упрощенная нелинейная динамическая модель, охватывающая контур управления мощностью посредством регулирования угла питча. Приведены функциональная и структурная схемы САУ, описаны подходы к разработке динамической модели в среде Matlab/Simulink и методика практического обучения с ее использованием. Предложена серия цифровых экспериментов с моделью по исследованию динамических процессов в САУ ветроустановкой в режимах включения, выключения и реакции на порыв ветра при нормальной работе. Представлены осциллограммы, полученные в ходе этих экспериментов. Предложены направления дальнейшего совершенствования модели.
Бесплатно
Разработка нового алгоритма шифрования данных с симметричным ключом
Статья научная
В статье описывается алгоритм шифрования данных с симметричным ключом с использованием комбинации практически необратимых преобразований. Предлагаемый алгоритм основан на сети Файстеля.
Бесплатно
Разработка нового серебряного ювелирного сплава белого цвета 925-й пробы для изготовления цепей
Статья научная
На основании анализа научно-технической литературы и теоретических исследований путем построения политермических разрезов многокомпонентных систем предложено два состава лигатур для выплавки новых сплавов на основе серебра. В статье представлены результаты опытно-промышленных исследований по получению и обработке новых сплавов. Проведена оценка свойств и структуры полученных литых и деформированных полуфабрикатов из новых серебряных ювелирных сплавов 925-й пробы.
Бесплатно
