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

Расчетное исследование влияния моделей выхода летучих веществ на процессы горения пылеугольного топлива при закрутке потока

Кузнецов В.А., Дектерев А.А., Сентябов А.В., Чернецкий М.Ю.

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

Расчетное исследование влияния характеристик топливных форсунок на экологические параметры дизель-генератора

Гузей Д.В., Пантелеев В.И., Минаков А.В., Жигарев В.А.

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

Расчетное исследование применения полимерных растворов на основе смеси этиленгликоль-вода для бурения многолетнемерзлых пород

Минаков А.В., Пряжников М.И., Неверов А.Л., Гузей Д.В., Волков В.Г., Лукьянов В.В.

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

Чернецкий М.Ю., Дектерев А.А., Бурдуков А.П.

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

Федяев Александр А., Видин Юрий В., Федяева Валентина Н.

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

Расчёт и оптимизация режимов работы электрического привода газовой задвижки

Головенко Е.А., Кинёв Е.С., Павлов Е.А., Шалаев П.О., Лукьянов Е.Н., Литовченко А.В., Брызгова К.А., Помозов Е.И., Смирная А.А.

Статья научная

Применение автоматизированного электропривода в системах управления транспортом жидкости и газа имеет определяющее значение для передачи энергоресурсов от места добычи к промышленным объектам. Безаварийная эксплуатация транспортировочных магистралей и узлов обусловливает применение надежного запорно-регулирующего оборудования и эффективных алгоритмов управления.

Бесплатно

Рациональная технология отмывки гидроксидов нитрования растворов платиновых металлов

Рюмин А.И., Соломатов В.В., Миронкина Н.В.

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

Минин В.В., Павлов В.П., Зяблов С.Ф., Кузнецов Г.А.

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

Рациональный подход к выбору модели комплектования запасными инструментами и принадлежностями радиотехнических средств обеспечения полетов в условиях коммерциализации взаимоотношений с предприятиями военно-промышленного комплекса

Хоменко И.В., Гизатуллов О.Д.

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

Бозаров О.О., Кучкаров А.А., Эгамбердиев Х.А., Кучкарова М.А.

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

Реакционно-ионообменные методы извлечения ценных компонентов из минерального и техногенного сырья и получения дисперсных продуктов

Сайкова С.В., Пашков Г.Л., Пантелеева М.В.

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

Реализация искусственных нейронных сетей в непозиционной системе счисления для автоматизированных систем управления

Васецкий В.В.

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

Донцов А.А., Волков Н.В., Лагутин А.А.

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

Никифорова Э.М., Еромасов Р.Г.

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

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 аналитических, модельных и экспериментальных исследований использования мультистатики и просветного метода

Стародубцев П.А., Маргулис И.М., Дорофеев Г.В.

Статья научная

Наблюдение за подводной обстановкой до сих пор является одной из актуальных задач как в интересах обороны страны, так и в интересах народного хозяйства с целью эффективного применения морских ресурсов. В данной статье авторы приводят результаты аналитических, модельных и экспериментальных исследований использования мультистатики и просветного метода как наиболее перспективных классов пространственных структур систем подводного наблюдения. Мультистатические схемы имеют свои достоинства и недостатки, но их преимущество в обнаружении малоразмерных объектов на разном удалении. Развитие гидроакустического оборудования, совершенствование методов обработки сигналов позволяют расширить информативность данных пространственных структур, тем самым повысить точность обнаружения и классификации малоразмерных объектов в морских экономически важных зонах нашего государства.

Бесплатно

Результаты аэромеханического обезвоживания угля на стендовой установке

Мурко В.И.

Статья научная

В статье описаны результаты проведенных исследований по аэромеханическому обезвоживанию мелких классов углей на созданной экспериментальной установке. Аэромеханическое обезвоживание является альтернативой термической сушки углей с повышенным выходом летучих веществ. Основным аппаратом, в котором происходит аэромеханическое обезвоживание, является труба Вентури, в горловине которой осуществляется срыв жидкой пленки с поверхности частиц угля и превращение их в аэрозоль без перехода воды в газовую фазу. Установлена возможность снижения влаги угля кл. 0–3(6) мм на 25 % отн. При этом энергетические затраты на удаление 1 кг влаги не превышают аналогичные при термической сушке (35 кВт∙ч/т).

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