Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1480
Статья
В настоящее время энергетика, в том числе коммунальная энергетика, потребляет значительное количество первичных и воспроизведенных энергетических ресурсов. Вследствие чего она является значимым источником выделения соответствующего количества парниковых газов и низкопотенциальных тепловых выбросов в окружающую среду. Этот аспект негативного влияния коммунальной энергетики сохранится до тех пор, пока мы не изменим общего и методического подхода к проблемам энергоснабжения зданий и коммунально-бытовых объектов и энергоснабжения вообще. Одним из новых подходов при этом может быть названо применение для указанных целей повсеместно присутствующих возобновляемых энергетических ресурсов, таких как солнечная энергия, ее производная - ветровая энергия и другие виды низкопотенциальных тепловых энергий окружающей среды. Этот подход, в общем-то, не новый, но тем не менее здесь имеется целый ряд проблем, связанных с их энергетической интенсивностью, приципом и способом преобразования и масштабом применения. В данной работе затронуты некоторые природно-климатические, энергетические и теплофизические аспекты проблем на примере Монголии, даны краткие характеристики резкоконтинентальности климатических условий Монголии, ресурсов солнечной и геотермальной энергии. Приведены энергетические и теплофизические аспекты использования возобновляемых энергоресурсов в условиях холодного климата, карта зонирования территории Монголии по градус-дню отопления и результаты некоторых расчетных и экспериментальных исследований по применению солнечного и геотермального обогрева зданий. В докладе для оценки эффективности солнечного и геотермального теплоснабжения в качестве показателя выдвинуто соотношение числа градус-дня отопления и прихода суммарной солнечной радиации за год для данной местности. В соответствии с картой зонирования территории Монголии по эффективности использования солнечного отопления зданий выделены четыре зоны.
Бесплатно
Термическая переработка энергетического угля под давлением с получением полукокса и тепловой энергии
Статья научная
Исследован процесс термической переработки бурых углей марок 1Б и 2Б под внешним избыточным давлением газов в диапазоне 0-4,0 МПа. Установлены зависимости основных характеристик получаемых продуктов - полукокса и горючего газа - от давления. Приведены материальные и энергетические балансы процесса термической переработки обеих марок угля.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования с помощью термического анализа, микрорадиографии и сканирующей электронной микроскопии термических превращений в моделях высокотемпературных окислительно-стойких сталей с нагревом и охлаждением.
Бесплатно
Термический анализ кавитационно-активированного углеродного материала
Статья научная
В статье представлены результаты исследования термических свойств древесной сажи и кавитационно-активированного углеродного материала, полученного на ее основе с помощью эффектов кавитации в суперкавитационном миксере. Методами синхронного термического анализа исследована кинетика термического разложения исследуемых углеродных материалов.
Бесплатно
Термогравиметрический анализ горения каменных углей Республики Хакасия, сосновых опилок и их смесей
Статья научная
Проведен термогравиметрический анализ (ТГА) горения в потоке воздуха двух длиннопламенных каменных углей из Республики Хакасия, сосновых опилок и их смесей в зависимости от химического состава и теплотехнических характеристик образцов. По кривым ТГ и ДТГ методом экстраполяции определены температура воспламенения и температура выгорания коксового остатка исследуемых образцов. С учетом временных параметров рассчитаны индексы воспламенения, выгорания и горения. Температура воспламенения сосновых опилок составила Ti = 308 °C, температура выгорания Tb = 490 °C. При добавлении опилок к каменным углям процесс горения смеси смещается в сторону более низких температур, а температура воспламенения снизилась более чем на 100 °C по сравнению с температурой воспламенения каменных углей. Установлены энергоэффективные составы смесей, обеспечивающих их высокие характеристики горения.
Бесплатно
Термодинамика восстановления железа из кислородных и сульфидных соединений
Статья научная
В статье представлены результаты термодинамической оценки возможности восстановления железа из кислородных и сульфидных соединений посредством различных восстановителей, в том числе содержащих серу с различной степенью окисления. Установлено, что наиболее предпочтительный восстановитель железа из оксидов - моноокись углерода. Из серосодержащих восстановителей наиболее активна элементарная сера, однако металлизация возможна при температуре выше 1000 °C. Предложено несколько вариантов взаимодействия сульфидов железа, пирита и пирротинов со щелочью для получения металлического железа, его гидроксидов и оксидов.
Бесплатно
Термодинамика восстановления никеля и кобальта из кислородных и сульфидных соединений
Статья научная
Рассмотрена термодинамика восстановления никеля и кобальта из кислородных и сульфидных соединений в температурном интервале 298-1273 К с применением углерод- и серосодержащих восстановителей. Установлено, что элементная сера в условиях высоких температур (более 1000 К) является эффективным восстановителем никеля и кобальта из оксидов. Использование электронодонорных свойств серы, входящей в состав сульфидов никеля и железа для восстановления никеля из оксидов, приводит к образованию соединения Ni3S2. Исследована возможность восстановления никеля и кобальта из сульфидных соединений с использованием электронодонорных свойств собственной сульфидной серы. Определены условия осуществления процесса.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты совершенствования физико-химической модели процессов воспламенения и горения водоугольного топлива с учетом зольности и выхода летучих веществ твердой фазы. При этом за основу принята модель воспламенения и горения распыленного водоугольного топлива в виде двух систем: капель и чистых угольных частиц. В результате проведенного анализа установлено влияние зольности водоугольного топлива на выход горючих газов и содержание водяного пара в атмосфере топки. На основании сравнения коэффициентов диффузии газов и рассчитанных значений констант равновесия реакции в зоне горения сделан вывод о ведущей роли реакции окисления углерода водяным паром в вихревой адиабатической топке. Выполненные численные расчеты показали, что процесс горения указанных выше неоднородных систем (капель и частиц) в адиабатической топке в течение короткого времени становится идентичным. При этом установлены концентрации летучих веществ, кислорода (О2) и диоксида углерода (СО2) в различных сечениях топки.
Бесплатно
Терморезисторная сеть измерения температуры с небольшим количеством проводов
Статья научная
В статье предложена новая измерительная схема для контроля температуры на множестве точек изделия с помощью последовательности терморезисторов и диодов с тремя соединительными проводами и двумя источниками напряжения. Представлены математическая модель и расчетный алгоритм вычисления сопротивления терморезисторов, состоящие в формировании и последовательном решении систем линейных алгебраических уравнений при разных соотношениях напряжений двух источников питания. Рассмотрена модельная задача и результаты вычислительного эксперимента.
Бесплатно
Термоэлектрическая добротность в низкоразмерной полупроводниковой среде
Статья научная
В работе исследованы термоэлектрические характеристики полупроводниковых систем, которые могут быть использованы для создания термоэлектрических преобразователей. Экспериментально изучены и рассчитаны коэффициенты Зеебека и добротность в системах «полупроводник–пористый полупроводник». Показано, что электрохимическая обработка полупроводников вызывает изменение структуры и энергетических характеристик материалов, что приводит к многократному увеличению коэффициента Зеебека и, соответственно, добротности термоэлектрических систем.
Бесплатно
Термоэлектрический блок охлаждения
Статья научная
Проведены теоретические и экспериментальные исследования процессов теплообмена в термоэлектрическом блоке холодильной установки, предназначенной для судовых морозильных и провизионных камер. В оригинальной конструкции блока, включающей в себя 8 термоэлектрических модулей S-199-14-11, применены термосифоны, жидкостной теплообменник со встречными потоками охлаждающей жидкости и вакуумирование объема для размещения термоэлектрических модулей, что позволило до минимума снизить тепловые потери и повысить эффективность охлаждения. С помощью математической модели рассчитаны рабочие характеристики и режимы работы блока холодильной установки при различных условиях и вариантах компоновки. Создан экспериментальный образец термоэлектрического блока, и проведены его испытания, определены значения холодильной мощности в различных режимах работы.
Бесплатно
Статья научная
Достоверность оценки качества радиолокационной информации и вклада радиотехнических средств специального назначения в эффективность боевых действий во многом зависит от выбранных для анализа показателей. В статье предложен новый обобщенный показатель технико-экономического анализа наземных радиотехнических средств специального назначения на основе свертки показателей тактико-технических (энергетических) и эксплуатационно-технических характеристик.
Бесплатно
Статья научная
В статье выполнен обзор литературных источников, посвященных использованию солнечных трекеров в опытной эксплуатации. Показано, что эффективность использования одноосных и двухосных солнечных трекеров зависит от месторасположения экспериментальных солнечных станций. В статье представлена методика расчета объема солнечной инсоляции, принимаемой фотоэлектрической панелью с учетом индекса ясности неба. Методика позволяет учитывать угол положения поверхности солнечных фотоэлектрических панелей относительно горизонтальной поверхности Земли в любой момент времени (с точностью до секунд) в течение всего года. Предложена математическая модель определения индекса и срока окупаемости солнечных электростанций, оснащенных системами слежения за Солнцем с точностью до года. Разработана математическая модель расчета расхода электроэнергии на поворот платформ с солнечными фотоэлектрическими панелями с помощью трекеров по углу склонения и азимута Солнца. Выполнена оценка эффективности применения систем слежения за Солнцем для различных регионов Юга, Поволжья, Урала, Сибири и Дальнего Востока России. Расчеты выполнялись с учетом реальных ежечасных метеорологических данных в течение последних пяти лет (2019-2023 гг.). Результаты расчета показали, что эффективность работы солнечного трекера на всей территории России весьма существенна. Прирост выработанной солнечной станцией, оснащенной двухосевым солнечным трекером, электроэнергии колеблется от 24 до 40 %. По разработанной методике на примере г. Оренбурга были выполнены технико-экономические расчеты, которые показали, что в данном регионе наиболее экономически целесообразно использовать одноосные трекеры. Расчеты показывают, что применение однокоординатных азимутальных, а также двухкоординатных систем слежения за Солнцем позволяет уменьшить срок окупаемости солнечной электростанции
Бесплатно
Статья научная
Проведено картирование растительности района Бакчарского болотного массива на основе анализа снимка Landsat и полевого обследования ключевого участка. При дешифрировании снимка использовалось разделение территории на крупные области (водораздельные, террасные и незаболоченные области) и последующая их классификация. На исследуемой территории выделено 24 типа растительности.
Бесплатно
Статья научная
На примере создания бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) космического аппарата (КА) представлены результаты разработки и апробации технических и информационных решений «электронного предприятия» ракетно-космической отрасли и отраслевого стандарта РД-134-0184-2010 «Методические указания по внедрению технологий информационной поддержки создания бортовой РЭА ракетно-космической техники (РКТ) на всех стадиях жизненного цикла», который включает в себя рекомендации по организации «электронного предприятия» и выбору программных и аппаратных средств. Результаты работы внедрены в процесс проектирования бортовой РЭА КА АО «ИСС» и позволяют повысить эффективность и конкурентоспособность своего производства, сократить затраты на закупку программного и технического обеспечения, время создания бортовой РЭА РКТ в 1,3 раза, материальные издержки в 1,25 раза.
Бесплатно
Технологические особенности контактной сварки пересекающихся стержней вкрест из алюминиевых сплавов
Статья научная
В статье описаны технология и технологические режимы контактной сварки стержней из алюминиевых сплавов вкрест. Исследована величина осадки стержней из сплава АД1. Получены зависимости для расчёта степени осадки двух пересекающихся стержней вкрест из алюминиевого сплава АД1. На практике подобраны режимы контактной сварки стержней из алюминиевого сплава АД1 диаметрами 4,3, 3,2, 2,5 мм. Построены циклограммы: изменяющегося усилия сжатия сварочных электродов и принудительного ограничения усилия сжатия сварочных электродов. Установлено, что принудительное ограничение осадки рельефа благоприятно влияет на прочность сварного соединения.
Бесплатно
Технологические подходы к энергетическому использованию местных низкосортных топлив
Статья научная
Использование местных топливных ресурсов является одним из директивно обозначенных и обсуждаемых путей повышения энергетической безопасности и формирования экономически обоснованных топливно-энергетических балансов регионов Российской Федерации. Для территорий, обладающих локальными проявлениями запасов бурых углей, этот вид ископаемого топлива при наличии благоприятствующих условий имеет преимущественное значение. На примере Таловского месторождения Томской области рассмотрены технически осуществимые варианты вовлечения низкосортных топлив в использование на тепловых электростанциях региона, а также на энергетических объектах промышленного и муниципального назначения. Приоритетным условием реализации всех вариантов, включая сжигание местного угольного топлива «с колёс», в смеси с базовым топливом, поставляемым в регион, в смеси с продуктами термической переработки и др., принято отсутствие или минимизация затрат на реконструкцию действующего основного и вспомогательного оборудования. Для каждой из обсуждаемых технологий обозначены ограничения, которые накладываются свойствами используемого топлива.
Бесплатно
Статья научная
Целью научной статьи является разработка технологии оценки несбалансированных режимов в компонентах систем электроснабжения напряжением 0,4 кВ и способа минимизаций последствий этих режимов. Установлено, что несбалансированность режимов работы исследуемых электрических сетей обусловлена несимметрией и несинусоидальностью трёхфазной системы напряжения электропитания. Возникающие при этом дополнительные симметричные составляющие обратной и нулевой последовательности, обусловленные основной частотой, а также составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей, обусловленных эмиссией высших гармонических составляющих, вызывают ухудшение качества электрической энергии и возрастание потерь электрической энергии. Разработано универсальное балансирующее устройство, позволяющее в автоматическом режиме в каждый момент времени изменять свои параметры, в зависимости от изменяющегося уровня несбалансированного электропотребления. За счет этого происходит значительное улучшение показателей качества электрической энергии и более чем на 50 % снижаются потери электроэнергии. В качестве методологической базы исследования использовались разработанные автором методы оценки несбалансированных режимов при интеграции в электрическую сеть предлагаемой модели балансирующего устройства. На основе представленных алгоритмов расчета предложено разработанное программное обеспечение расчетов несбалансированных режимов. В качестве апробации полученных результатов произведено имитационное моделирование подключения балансирующего устройства в действующую систему цехового электроснабжения одного из промышленных предприятий, которое доказало эффективность использования полученных результатов исследования.
Бесплатно
Технология изготовления проволоки из сплава 01417 с заданным уровнем механических свойств
Статья научная
В 70-е годы прошлого столетия отечественными исследователями был разработан сплав алюминия с 7 % редкоземельных элементов (РЗМ), которые при скоростях охлаждения расплава до 104 град/с диспергируются в интерметаллидные фазы, значительно повышающие жаропрочность, коррозионную стойкость и свариваемость готовых полуфабрикатов для проводникового материала. Для обеспечения скоростей охлаждения расплава до 104 град/с в те годы применялось центрифугирование гранул в воду. Для повышения эффективности этого передела была применена опытно-промышленная линия для непрерывного прессования гранул методом Конформ. Разработан способ получения из сплавов системы Al-РЗМ заготовок малого сечения с измельченной структурой путем непрерывного литья прутковых заготовок малых сечений (∅8-12 мм) в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК), смонтированный в ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики», при этом достигается получение дисперсной структуры с незначительной внутридендритной ликвацией, гарантирующей высокий уровень механических свойств...
Бесплатно
Статья научная
В статье предложена технология обнаружения аномалий динамики чистой первичной продукции растительности и сделан анализ полученных данных. Авторы представляют основанную на экологической теории концептуальную технологию, которая позволяет проводить мониторинг протяженной территории, используя оценки ЧПП (MODIS NPP) в качестве индикатора состояния растительного покрова. Для обнаружения территорий с аномальной динамикой ЧПП использовался метод STL (Seasonal-Trend Decomposition Procedure Based on Loess). Исследование проводилось на территории юга Красноярского края, обладающего большим разнообразием природных ландшафтов - от степей до высокогорных альпийских лугов Саянских гор. Для анализа полученных аномалий динамики ЧПП использовались спутниковые данные по температуре и влажности.
Бесплатно
