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

Синтез широкополосных демпфирующих фильтров для систем тягового электроснабжения

Николаев И.Ф., Сташков И.А., Синяговский А.Ф., Довгун В.П.

Статья научная

В статье рассмотрена процедура расчета широкополосных демпфирующих фильтров для систем тягового электроснабжения, основанная на использовании методов синтеза резистивно нагруженных LC-четырехполюсников. Предлагаемый подход позволяет получить фильтрокомпенсирующие устройства, обеспечивающие коррекцию частотных характеристик системы тягового электроснабжения за счет согласования сопротивления фильтра и тяговой сети в заданном диапазоне частот.

Бесплатно

Синтез, свойства и области применения МАХ-фазы Cr2AlC (обзор)

Крутский Ю. Л., Гудыма Т. С., Апарнев А. И., Крутская Т. М., Бусыгин С. Л.

Статья обзорная

Обобщены исследования зарубежных и российских ученых по получению, изучению свойств и возможному использованию одной из перспективных МАХ-фаз - Cr2AlC. Это соединение, как и все МАХ фазы, имеет свойства как металлов, так и керамики. МАХ-фаза Cr2AlC обладает сравнительно малой по сравнению с жаропрочными сплавами плотностью, высокими значениями тепло- и электропроводности, прочности, повышенным модулем упругости, превосходной стойкостью к высокотемпературному окислению и термическим ударам, имеет высокую температуру плавления, легко поддается механической обработке. Это соединение перспективно для использования в защитных покрытиях. Также оно является прекурсором для получения МХенa Cr2CТх (2D-молекулярного соединения), обладающего уникальными адсорбционными и каталитическими характеристиками.

Бесплатно

Синтез-анализ использования кавитационных технологий

Радзюк А.Ю., Истягина Е.Б., Кулагина Л.В., Жуйков А.В., Гришаев Д.А.

Статья научная

Анализ литературных источников в области использования кавитационных технологий показал, что эффекты кавитации используются в широком спектре промышленных технологий. В данной работе приведены основные результаты работ по кавитационной обработке различных жидких композиций, многокомпонентных сред в последние десятилетия. Представленный обзор позволяет сделать вывод об актуальности использования кавитационных технологий в различных областях техники и технологии для решения важных практических задач и, как следствие, необходимости их всестороннего изучения.

Бесплатно

Система моделирования с переменной структурой для прецизионных динамических объектов

Бронов С.А., Курбатов Е.М., Авласко П.В., Поваляев В.А., Мищенко Д.Д.

Статья научная

Предложены и объяснены основные принципы построения системы моделирования прецизионных объектов (на примере электромеханических систем космических аппаратов), позволяющие разрешить противоречие между точностью и скоростью вычислений за счёт изменения структурымоделиисоответствующихметодоврасчётав процессемоделирования. Предложены способы решения возникающих при этом проблем, связанных с обеспечением математической корректности при смене моделей и методов, адекватностью моделей отдельных модулей и всего объекта в процессе моделирования.

Бесплатно

Система непрямого прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей на основе модифицированной нечеткой нейросети

Энгель Е.А., Энгель Н.Е.

Статья научная

Интеллектуальные системы прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей повышают эффективность солнечной электростанции и, таким образом, актуальны в соответствии с пунктом 20А Стратегии научно-технологического развития РФ. Вырабатываемая массивом солнечных панелей электроэнергия имеет сложную нелинейную динамику с неопределенностями, обусловленными изменением облачности. В связи с этим идентифицировать систему прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей классическими методами с заданной точностью нельзя, в то время как нейросети обеспечивают требуемую точность. Системы прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей на основе нейросетей в сравнении с традиционными методами обеспечивают требуемую точность прогноза, способствуя безопасному и эффективному управлению электрическими сетями, интегрирующими солнечные электростанции. В условиях неопределенности на основе модифицированной нечеткой нейросети, обеспечивающей средствами рекуррентных нейронов и механизма внимания эффективное формирование и передачу скрытого представления информации как сигнала выходного слоя скрытых рекуррентных нейронов глубоких нейросетей, на основе выходов которых алгоритмом нечетко-возможностной свертки генерируется прогнозируемое значение вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей. Модифицированная нечеткая нейросеть эффективно выделяет на основе архивных данных существенные функциональные аспекты прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей, включая аспекты идентификации облачности часа. Полученные результаты экспериментального моделирования системы прогнозирования на сутки вперед вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей на основе модифицированной нечеткой нейросети демонстрируют ее робастность и снижение среднеквадратичной ошибки прогноза в среднем в три и шесть раз в сравнении с рекуррентными нейросетями и стандартной моделью авторегрессии скользящего среднего в условиях неопределенности.

Бесплатно

Система связанных маятников с управлением вертикальными осцилляциями

Семенов М.Е., Пигарев А.Е., Малинина А.А., Попов М.А.

Статья научная

В статье рассматривается математическая модель системы, состоящей из двух обратных маятников с упругой связью (пружиной). Система управляется программно, посредством вертикальных осцилляций точки крепления одного из маятников. Проведено исследование динамики указанной механической системы, сформулированы условия, обеспечивающие ее стабилизацию. Построены зоны устойчивости в пространстве исходных параметров. Представлена эволюция зон устойчивости в зависимости от значений жесткости пружины. В работе также приведены результаты численных экспериментов, иллюстрирующих динамику системы.

Бесплатно

Система тепловых труб в составе радиоэлектронного оборудования космического аппарата

Соколов Н.Ю., Кулагин В.А., Нестеров Д.А.

Статья научная

Изложены результаты оптимизации одиночной плоской тепловой трубы в систему тепловых трубок. Сравнение проводится при одинаковых температурах и занимаемых объемах и для конкретной максимальной температуры радиоэлектронных устройств. Конечным результатом исследований является то, что предельная способность теплопередачи была найдена для одиночной тепловой трубы и двух- и трехуровневых тепловых труб в сборе с различными теплоносителями. Доказана универсальность математической модели, усиленной методом оптимизации.

Бесплатно

Система управления возбуждением вентильно-индукторного генератора в составе дизель-генераторной установки с переменной частотой вращения

Пантелеев В.И., Петухов Р.А., Сизганова Е.Ю.

Статья научная

В статье рассматривается новое решение по организации локально-изолированных энергетических систем - создание генераторов, адаптирующихся к изменяемым условиям по нагрузке и источнику энергии. Отмечается, что важным звеном рассматриваемой системы является вентильно-индукторный генератор, обладающий способностью обеспечить стабильные значения выпрямленного напряжения и КПД при изменении значений мощности, момента и частоты вращения генератора в широком диапазоне. Анализируются технические решения работы блока возбуждения генератора, обеспечивающие выдачу мощности в изолированную сеть при изменяемой частоте вращения. Проводятся обоснование выбора схемы блока возбуждения генератора и разработка принципиальной схемы управления возбуждением вентильно-индукторного генератора. Описываются и моделируются разные режимы работы блока возбуждения генератора от момента запуска до набора номинальных оборотов двигателя внутреннего сгорания. Делается вывод, что разработанный блок возбуждения генератора отвечает всем необходимым требованиям и пригоден для применения в дизель-генераторной установке переменной частоты вращения с вентильно-индукторным генератором.

Бесплатно

Системная модель формирования конфликтно-устойчивых операций управления эрготехническими радиоэлектронными средствами

Бунин А.В., Потапов А.Н.

Статья научная

С учетом текущего целевого предназначения эрготехнических радиоэлектронных средств (РЭС) и среды формирование операций различных взаимодействий представлено в нескольких вариантах. На основе постановки задачи по формированию операций управления эрготехническим РЭС получена концептуальная модель формирования конфликтноустойчивых операций управления операторами эрготехническими РЭС. Предложена системная модель формирования операций управления РЭС.

Бесплатно

Снижение ввода паразитической воды и подбор оптимальных концентрационных режимов глиноземного производства на ООО "НГЗ" (Украина)

Пригарин В.А., Ширина Н.В.

Статья научная

В условиях нестабильных и постоянно повышающихся цен на газ затраты на энергоресурсы составляют 46 % от себестоимости глинозема НГЗ. Одним из источников повышения расхода тепла и, соответственно, себестоимости готовой продукции является ввод паразитической воды на участках глиноземного производства. Анализ сложившейся ситуации позволил выделить основные проблемы по этому направлению: Разбавление алюминатного раствора на участке сгущения и промывки при приготовлении флокулянта для дозировки в сгустители. Использование технической воды на гидросмывы и механические уплотнения насосных агрегатов на участках глиноземного производства. Часть воды откачивается зумпфами в технологические баки и сгустители, снижая концентрацию алюминатного раствора. Разбавление алюминатного раствора на участке декомпозиции при промывке фильтрующих полотен дисковых вакуум-фильтров согласно графику. Расход реагента МАХ НТ на участке выпарки ведется на 1 м 3 маточного раствора, соответственно, при увеличении ввода паразитической воды в алюминатный и маточный раствор увеличивается дозировка реагента. Реализация мероприятий по снижению ввода паразитической воды и оптимизации концентрационных режимов глиноземного производства, позволила получить в 2014 г. эффект в размере $ 3,07 млн.

Бесплатно

Снижение вероятности ложной тревоги в измерительном узле системы гидроакустического мониторинга

Стародубцев П.А., Сторожок Е.А., Алифанов Р.Н.

Статья научная

Вероятность ложной тревоги в измерительном узле системы гидроакустического мониторинга может быть снижена, если проводить первичную идентификацию источника сигнала. Для этого необходимо предусмотреть наличие в составе узла базы данных шумовых портретов целей. Сигналы с выхода предварительного усилителя измерительного узла сравниваютссигналами, хранящимисявбазеданных, путемвычислениясреднеквадратического отклонения. Определяют сигнал с минимальным отклонением и соответствующий ему источник. Сравнение сигналов может быть произведено и вычислением корреляционной функции. В данной статье приведены результаты компьютерного моделирования блока первичной классификации измерительного узла в системе MATLAB&SIMULINK. Сравниваемые сигналы представлены в частотной области.

Бесплатно

Снижение оксидов азота в топках котлов

Жуйков А.В.

Статья научная

Изложены основные пути и методы снижения вредных газообразных выбросов в атмосферу от тепловых электрических станций и котельных, а так же способ снижения оксидов азота, внедренный на промышленной котельной г. Красноярска.

Бесплатно

Снижение потерь железа при мокрой сепарации в высоких полях

Якубайлик Э.К., Ганженко И.М., Бутов П.Ю., Килин В.И.

Статья научная

Изложены результаты исследований по снижению потерь магнетитового железа при мокром обогащении железорудных концентратов в высоких магнитных полях. Потери магнетитового железа обусловлены низкими величинами магнитных характеристик тонких - менее 50 микрон - классов магнетита. Для увеличения магнитной силы притяжения необходимо поднимать напряженность магнитного поля сепарации и его градиент. Мокрый магнитный анализ показал, что потери магнетитового железа в полях Н=480 ка/м вдвое меньше, чем в поле Н=80 ка/м; потери же в условиях высокоградиентной сепарации до ~ 0,1 %. Потери магнетита с отвальными хвостами Абагурской обогатительной фабрики усредненно составили в 2013 г. 0,9 %, в 2014 г. - 0,89 %. На фабрике модернизировано 28 сепараторов ПБМ90/250 с заменой в магнитных системах феррита бария на неодим-железо-бор; при этом напряженность поля возросла со 111 до 175 ка/м.

Бесплатно

Снижение радиолокационной заметности истребителя при работе его бортовой радиолокационной станции на излучение и при ведении противником радиотехнической разведки

Богданов А.В., Коротков С.С., Закомолдин Д.В., Лютиков И.В.

Статья научная

В данной статье приводится один из возможных путей снижения радиолокационной заметности истребителя при функционировании его бортовой радиолокационной станции, а также бортовой радиолокационной станции противника на излучение и при ведении им радиотехнической разведки.

Бесплатно

Совершенствование конструкции опытно-промышленной установки СЛИПП-2,5

Довженко Н.Н., Сидельников С.Б., Беляев С.В., Солдатов С.В., Беспалов В.М., Леонов В.В.

Статья научная

В статье обосновано применение компенсирующего устройства для совершенствования конструкции опытно-промышленной установки СЛИПП-2,5 и представлена методика расчета силового нагружения прижимного устройства матрицы к валкам при изготовлении прутка из алюминиевого сплава с цирконием.

Бесплатно

Совершенствование методики расчета параметров буровзрывных работ при строительстве горизонтальных и наклонных горных выработок на примере рудников ЗФ ОАО ГМК «Норильский никель»

Кирсанов А.К., Вохмин С.А., Курчин Г.С.

Статья научная

Статья посвящена актуальной на текущий момент задаче повышения эффективности буровзрывных работ при строительстве горизонтальных и наклонных подземных горных выработок. Предложена методика расчёта параметров буровзрывных работ при проведении горных выработок, базирующаяся на достоверном определении основных зон действия взрыва.

Бесплатно

Совершенствование модели Модильяни-Миллера при определении стоимости энергетических компаний

Баранова М.П., Джундубаев А.К., Алымкулов А.Ш., Муканбетов С.Т.

Статья научная

В статье представлен расчет стоимости энергетических компаний с государственным пакетом акций по усовершенствованной модели Модильяни-Миллера на примере ОАО «Электрические станции». Эта модель позволяет более точно определять стоимость энергетических компаний, что весьма важно для контроля стоимости государственного пакета акций в качестве государственного имущества. Также усовершенствованная модель может быть применена для обеспечения цикличности реформ, преодоления социальных проблем в государстве и создания благоприятных условий для экономических импульсов. Целью работы было нахождение более точных инструментов определения цены энергетических предприятий. Социальный характер тарифа на электроэнергию в долгосрочной динамике развития отрасли будет всегда приводить к тому, что энергокомпании в Кыргызской Республике, на первый взгляд, будут считаться планово-убыточными. Однако, финансируемые за счет заемных средств капиталовложения в поддержку живучести энергосистемы, они будут увеличивать стоимость активов энергокомпаний в соответствии с требованиями технического регулирования и поддержки безопасности производства.Усовершенствованная модель Модильяни-Миллера позволит решать эту задачу путем регулярной переоценки активов, на основе показателей которой становится возможным дробить акции и производить их эмиссию для приведения в соответствие реальной стоимости активов и капитала.

Бесплатно

Совершенствование процесса управления и прогнозирования технологических нарушений путем непрерывного мониторинга информации о распределении тока по анодам

Пузанов И.И., Завадяк А.В., Клыков В.А., Макеев А.В., Плотников В.Н.

Статья научная

За последние десятилетия система АСУТП электролиза достигла больших возможностей по улучшению сбора и обработки сигналов, которые обеспечивают основу для регулирования питания, теплового баланса и магнитогидродинамической (МГД) стабильности. Несмотря на значительное развитие, постоянно растут потребности в датчиках контроля, которые могут распознавать и реагировать на возникающие изменения. C 2008 г. на электролизерах опытного участка РА-400, расположенного в опытно промышленном корпусе электролиза ОАО «РУСАЛ Саяногорск», эксплуатируется система непрерывного мониторинга информации о распределении тока по анодам, интегрированная в АСУТП СААТ-2. На протяжении промышленных испытаний система мониторинга постоянно совершенствовалась в части достоверности информации, обеспечения работоспособности оборудования в условиях агрессивных сред, а также при выполнении технологических и ремонтных операций на электролизере. Полученная информация о распределении тока по анодам позволила разработать алгоритмы, прогнозирующие на ранней стадии отклонения в питании глиноземом электролизера с последующим перераспределением по точкам автоматической подачи глинозема (АПГ), прогнозирование и распознавание технологических нарушений на подошве анодов («конуса»).

Бесплатно

Совершенствование систем пожарной безопасности объектов теплоэнергетики

Кулагина Л.В., Шефер Э.А.

Статья научная

Пожары и возгорания на объектах теплоэнергетики представляют собой серьезную угрозу, способную привести к значительным экономическим потерям и нарушению энергоснабжения страны. Традиционные методы проведения разведки пожара при помощи путевого троса являются времязатратными в условиях пониженной видимости, сложных объемно-планировочных решений и потенциальной угрозы обрушения кровли. Решением данной проблемы могут стать ультразвуковые устройства, эффективные в условиях ограниченной видимости, принцип действия которых основан на способности звуковых волн распространяться в условиях задымления и ограниченной видимости. Показано, что ультразвуковые системы способны обнаруживать возгорания на ранних стадиях, оперативно передавать сигналы тревоги и, что наиболее важно, генерировать ультразвуковые волны, которые воздействуют на пламя, разрушая его структуру и способствуя тушению пожара без использования воды или других традиционных средств. Внедрение ультразвуковой технологии повысит безопасность проведения работ газодымозащитниками (далее по тексту – ГЗДС) и эффективность спасения пострадавших, минимизируя время нахождения в опасной зоне и снижая вероятность получения серьезных травм или отравлений продуктами горения.

Бесплатно

Совершенствование технологии теплоизоляции зданий

Петров П. В., Кулагин В. А., Резанов Е. М., Стариков А. П.

Статья научная

Актуальность исследований обусловлена тем, что в настоящее время современные нормы сбережения тепловой энергии и теплозащиты зданий ориентированы на применение весьма ограниченного набора решений по снижению энергетического потребления, не всегда отвечающих конкретным условиям строительства и зачастую весьма дорогостоящих. Предложена методика исследования эффективного утепления ограждающих конструкций стен зданий, учитывающая взаимосвязь конструктивных, теплотехнических, режимных параметров и экономических показателей. Целью является определение оптимального значения толщины утепления теплоизоляционным материалом объекта с учетом отпускаемой ему тепловой энергии. В проведенном исследовании использовались методы математического моделирования теплообмена, оптимизационной задачи. Представлено экспериментальное исследование, показывающее возможность применения методики технико-экономической оптимизации тепловой изоляции ограждающих конструкций стен здания. Результатом исследования является снижение расходов тепловых потерь через ограждающие конструкции и электрической энергии на регулирование системы «отопление, вентиляция и кондиционирование». Проведенные исследования свидетельствуют о целесообразности использования предложенных разработок, способствующих определению оптимальной толщины утепления теплоизоляционным материалом стен объектов, нахождению минимальных приведенных затрат, выгодному выбору способа регулирования отпускаемой тепловой энергии.

Бесплатно