Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1459
Электролиты на основе калиевого криолита для низкотемпературного получения алюминия
Статья научная
Исследованы и описаны общими регрессионными уравнениями основные физико-химические свойства (температура ликвидуса, электропроводность, растворимость оксида алюминия) смешанных калий-натриевых криолитовых расплавов с криолитовым отношением 1,3-1,5 с добавками LiF и CaF2. На основании выявленных закономерностей определены составы электролитов, перспективные для низкотемпературного электролитического получения алюминия: KF-AlF3 и KF-NaF-AlF3, содержащие 12-15 мас. % NaF, с криолитовым отношением 1,3-1,5 и температурой ликвидуса ниже 800 °С. Растворимость глинозема в таких электролитах составляет не менее 4,5 мас. % в интервале температур 700-800 °С. Для повышения электропроводности рекомендуются добавки LiF в количестве не более 3 мас. %. Присутствие CaF2 в электролите нежелательно.
Бесплатно
Электромеханические системы космических аппаратов и автоматизация их проектирования
Статья научная
Автоматизация проектирования включает стадию разработки математических моделей элементов электромеханических систем, прежде всего, электродвигателей различного типа на основе универсальной методики получения моделей с использованием символьных процессоров математических программ. Для их параметрической идентификации используются результаты экспериментального исследования электродвигателей с помощью специально разработанного аппаратно-программного комплекса на основе аппаратуры National Instruments и программного обеспечения LabView.
Бесплатно
Статья научная
В рамках реализации проекта 16-43-242013 р_офи_м «Влияние индуцируемого электрического поля на ионы водорода в расплаве алюминиевого сплава» при поддержке ФБУ «Российский фонд фундаментальных исследований», правительства Красноярского края, Краевого государственного автономного учреждения «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» разработан метод магнитногидродинамической обработки (МГДО) алюминиевых расплавов. Проведенными исследованиями показано, что индуцируемое в расплаве алюминиевого сплава 1417М электрическое поле изменяет концентрацию легирующих добавок в направлении вектора электрического поля. МГДО позволяет изменить среднее значение концентрации таких легирующих элементов, как церий и лантан, по ширине слитка на 8 и 13 % соответственно. На основании теории МГДО о перемещении в индуцируемом электрическом поле заряженных частиц можно утверждать, что в условиях эксперимента (температура 700 ºC, время охлаждения 3 мин) в алюминиевом сплаве 1417М происходит частичная ионизация атомов металлов, что позволяет перемещать их в направлении вектора электрического поля. МГДО дает возможность значительно снизить энергозатраты при осуществлении процессов электропереноса в алюминиевых сплавах. Проведена успешная апробация нового метода обработки металлических сплавов, осуществляющего электроперенос элементов внутри сплава и не требующего внедрения электродов в расплав и сооружения высоковольтных установок1.
Бесплатно
Электропроводность электролитов-суспензий системы NaF-AlF3-CaF2-Al2O3
Статья научная
Установлена закономерность изменения электропроводности электролитов-суспензий системы Na3AlF6-AlF3-5 мас. % СаF2 - Al2O3 при изменении молярного криолитового отношения (КО=[NaF]/[AlF3]) от 1,2 до 2,0. На основе экспериментальных данных получено регрессионное уравнение, описывающее зависимость электропроводности исследуемых электролитов- суспензий от КО, содержания дисперсного глинозема и температуры (=f(КО, [Al2O3], T)): ln =3,53986 + 15,6·10-3·КО - 14,99·10-3·w(Al2O3) -3476,07/T, где - удельная электропроводность, См/см; КО - молярное криолитовое отношение; w(Al2O3) - содержание дисперсного Al2O3, об. %; T - температура, К.
Бесплатно
Статья научная
Методом импедансной спектроскопии исследованы электрофизические свойства композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с ограниченной массовой концентрацией 0,5 мас.% оксида меди CuO в диапазоне частот от 102 до 108 Гц. Предполагается, что введение в состав полимера малых концентраций наночастиц способствует более равномерному их осаждению на поверхностях полимерных гранул. Это позволяет в процессе тестирования таких образцов выявить наиболее вероятные механизмы их поляризации и протекания электрического тока в относительно однородном ансамбле наночастиц в полимерной матрице. Установлено, что внедряемые в полимерную матрицу наночастицы незначительно влияют на процессы электрической поляризации, но приводят к появлению частотно-зависимой проводимости в широком диапазоне частот. Этот процесс сопровождается существенным возрастанием диэлектрических потерь. Электрофизические характеристики полученных композитов обсуждаются с учётом переноса электрических зарядов (ионов или электронов) как по внутренней, так и по поверхностной структуре наночастиц CuO.
Бесплатно
Электрохромные оксидные материалы
Статья научная
В статье рассмотрены теоретические основы электрохромизма, принципиальная схема электрохромных устройств и материалы, которые могут быть использованы для их создания. Наибольшее внимание уделено оксидным материалам, таким как WO3, V2O5, TiO2, Cr3O8, NiO, MoO3. Показаны характеристики этих материалов и возможные методы их получения. Приведены экспериментальные данные по получению тонких пленок оксида никеля с применением растворного метода, позволяющего наносить покрытия без использования вакуума. Показано, что полученный и исследованный электрохромный материал меняет светопропускание при приложении напряжения и может циклировать процессы затемнения и обесцвечивания длительное время.
Бесплатно
Электрохромные оксидные материалы
Статья научная
В статье рассмотрены теоретические основы электрохромизма, принципиальная схема электрохромных устройств и материалы, которые могут быть использованы для их создания. Наибольшее внимание уделено оксидным материалам, таким как WO3, V2O5, TiO2, Cr3O8, NiO, MoO3. Показаны характеристики этих материалов и возможные методы их получения. Приведены экспериментальные данные по получению тонких пленок оксида никеля с применением растворного метода, позволяющего наносить покрытия без использования вакуума. Показано, что полученный и исследованный электрохромный материал меняет светопропускание при приложении напряжения и может циклировать процессы затемнения и обесцвечивания длительное время.
Бесплатно
Эмпирическая связь между расходом и другими характеристиками потока воды
Статья научная
Исследована эмпирическая взаимосвязь параметров течения, выяснены зоны реального и возможного затопления при прохождении максимальных расходов, что может быть основой для детального пространственного прогнозирования стока воды и экстраполяции его хода во времени на примере р. Боржавы.
Бесплатно
Энергетическая модель литий-ионной аккумуляторной батареи
Статья научная
Разработана энергетическая модель литий-ионной аккумуляторной батареи. Исследования моделей элементов автономных систем электропитания были выполнены с помощью MATLAB 7.9. Модель может использоваться при проектировании различных энергетических систем.
Бесплатно
Энергетические модели элементов автономных систем электропитания
Статья научная
Разработаны энергетические модели элементов автономных систем электропитания: солнечной батареи (СБ), экстремального регулятора мощности СБ, импульсного стабилизатора напряжения (ИСН), аккумуляторной батареи (АБ) и нагрузки. Методика моделирования и исследования энергетических процессов в этих элементах использует информационные системы поддержки автоматизированного проектирования OrCAD 9.2 и MATLAB.
Бесплатно
Статья научная
Использование рекуперативного торможения позволяет получить значительное сокращение энергозатрат на осуществление процессов перевозок грузов и пассажиров; при этом снижается негативное воздействие на окружающую среду за счет уменьшения выбросов диоксида углерода. Однако режимы рекуперации характеризуются повышенным потреблением реактивной мощности электровозами, что приводит к ряду негативных эффектов: увеличивается несимметрия напряжений в сетях, питающих тяговые подстанции; возрастают потери активной мощности в линиях электропередачи и трансформаторах. Для количественной оценки положительных и отрицательных эффектов рекуперации разработаны цифровые модели системы тягового электроснабжения двухпутного участка железной дороги с тяговыми сетями 25 кВ и определены режимы их работы при движении поездов. Расчеты выполнялись с помощью программного комплекса Fazonord, версия 5.3.4.1-2024 для двух режимных ситуаций. В первой - рекуперативное торможение не использовалось, а во второй - осуществлялось. Анализировались следующие показатели: активное и реактивное электропотребление; напряжения на пантографах электровозов; несимметрия на шинах 220 кВ тяговых подстанций (ТП); потери активной мощности на головном участке питающей ЛЭП и трансформаторах ТП. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы: в режимах с рекуперацией суммарные расходы активной энергии на движение поездов снижаются на 24…27 %, реактивное электропотребление увеличивается в 1,6 раза; средние величины напряжений на токоприемниках электровозов уменьшаются на 4,4 %. Кроме того, наблюдается ухудшение качества электроэнергии по несимметрии и рост потерь активной мощности в трансформаторах и ЛЭП. Предложенная методика является универсальной и может использоваться для анализа режимов систем электроснабжения различной структуры и конструктивного исполнения.
Бесплатно
Энергоэффективные индукторы магнитогидродинамических устройств металлургического назначения
Статья научная
В данной статье представлены результаты теоретического исследования односторонних линейных индукционных машин с жидкометаллическим рабочим телом, используемых в металлургии для электромагнитного перекачивания, дозирования и перемешивания расплавов через большой немагнитный зазор. Представлены существующие технические решения, описаны особенности, достоинства, недостатки и предложен путь оптимизации оборудования за счет использования новых типов обмотки. Для решения этой задачи предложена аналитическая модель, основанная на применении рядов Фурье с комплексными коэффициентами. Модель позволяет учесть различные варианты исполнения обмотки индуктора, включающего компенсирующие элементы. На основе модели выполнен сравнительный анализ энергетической эффективности и массогабаритных показателей через обмоточный коэффициент, определённый по первой гармонике.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена новая стратегия переработки лигниноцеллюлозного сырья - соломы зерновых культур, связанная с организацией биотехнологического производства, использующего углеводы для производства биоэтанола, а также побочного производства, получающего из лигнифицированных отходов высококалорийное твердое топливо. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по сжиганию высоколигнифицированного дисперсного топлива. Предложены новые технологические решения по созданию высокоэффективных и экологически безопасных энергетических установок средней мощности, осуществляющих как энергообеспечение биотехнологического предприятия по переработке углеводов в биоэтанол, так и в случае излишков энергии - энергообеспечение сопутствующих потребителей.
Бесплатно
Эффективность непараметрических классификаторов в условиях лимитированной обучающей выборки
Статья научная
В работе представлен сравнительный анализ эффективности применения метода опорных векторов и искусственных нейронных сетей для классификации космических снимков среднего пространственного разрешения на примере области высокой степени гетерогенности и лимитированной обучающей выборки. В качестве исходных данных для формирования тестовых наборов использовались результаты полевых исследований. Нейросетевой подход показал незначительно лучший результат по точности классификации (89,9 против 86,2 % метода опорных векторов), но при этом оказался более требовательным относительно временных ресурсов.
Бесплатно
Эффективность обнаружения малозаметных объектов мультисенсорными системами разведки
Статья научная
На основе теории свидетельств Демпстера-Шефера разработана методика и выполнен анализ эффективности обнаружения объектов со сниженной заметностью мультисенсорными системами разведки. Установлены зависимости вероятности правильного обнаружения объектов от числа сенсоров в системе разведки, их эффективности и отношения сигнал/шум на выходе оптимального обнаружителя каждого сенсора.
Бесплатно
Эффективность подавления структурных помех в широкополосной радионавигационной системе
Статья научная
Приведены результаты разработки и моделирования компенсатора структурных помех для приемников широкополосной радионавигационной системы «Спрут». Имитационное моделирование компенсатора и корреляционного приемника, выполненное в среде Matlab- Simulink, свидетельствует, что предложенный адаптивный компенсатор обеспечивает высокую точность формирования копии структурной помехи. Предложенный адаптивный компенсатор структурной помехи позволяет повысить помехоустойчивость приемника шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией: допустимый уровень структурной помехи с использованием адаптивного компенсатора составляет более 80 дБ.
Бесплатно
Эффективные способы измельчения структуры алюминиевых сплавов
Статья научная
Представлены экспериментальные результаты по созданию мелкокристаллических алюминиевых сплавов с разным масштабом структурных составляющих, от десятков микрон до десятков нанометров, путём различных внешних воздействий в жидком и твёрдом состояниях. Установлено, что комплексная обработка расплава, включающая его нагрев до температуры, соответствующей точке гистерезиса на политерме вязкости, и быстрая закалка со скоростью не менее 1000 К/с приводят к получению мелкокристаллической структуры в литых сплавах с переходными металлами. Предложены новые лигатурные сплавы, обладающие высокой легирующей и модифицирующей способностью за счёт формирования в их структуре дисперсных метастабильных алюминидов циркония или титана, а также наночастиц карбида титана. Исследованы закономерности формирования субмикрокристаллических сплавов новым методом высокоскоростной пластической деформации - динамическим канально-угловым прессованием и наноструктурных сплавов методом кручения в наковальнях Бриджмена.
Бесплатно
Ювелирные камни-самоцветы Присеванского офиолитового пояса
Статья научная
Породы офиолитовой ассоциации Армении вмещают самые различные типы минералов самоцветов, которые разделяются на ювелирные, поделочные и декоративно-поделочные. Среди ювелирных особенно важны алмаз, хромдиопсид и гранаты, которые описаны в статье.
Бесплатно
Яркий ученый, педагог и организатор. К 75-летию профессора, доктора технических наук В.С. Биронта
Статья научная
В мемориальной статье, посвященной 75-летнему юбилею профессора, доктора технических наук В.С. Биронта (1937-2011), представлены основные направления научной работы выдающегося металловеда Сибири, его яркой педагогической и организаторской деятельности.
Бесплатно
