Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1480
Экспериментальное исследование инееобразования в пластинчатом теплообменнике
Статья научная
Представлены результаты исследования инееобразования на поверхности ребер теплообменника при обтекании потоком влажного воздуха. Приведено описание экспериментального стенда и методики проведения экспериментов. Влияние инееобразования на эффективность теплопередачи оценивалось по временным температурным зависимостям в различных точках поверхности ребра. В ходе экспериментов толщина слоя инея и степень перекрытия межреберных промежутков контролировались визуально и с помощью анемометра. Анализ экспериментальных данных выявил особенности образования инея в зависимости от геометрических параметров ребер. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и проектировании теплообменников холодильного оборудования.
Бесплатно
Экспериментальное исследование сдвоенного прецессионного редуктора
Статья научная
Сообщается об измерениях нагрузочной способности и кинематической погрешности одного из построенных редукторов, имеющего схему сдвоенного прецессионного редуктора. Обсуждаются некоторые вопросы конструирования таких редукторов для улучшения их характеристик.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена экспериментальным исследованиям тепловых и гидравлических характеристик охлаждаемых лопаток газотурбинной энергоустановки. Проанализированы основные факторы, определяющие термонапряженное состояние лопаток, а также их теплогидравлическую эффективность. В качестве объектов рассматривались два варианта конструкции охлаждаемых рабочих лопаток первой ступени газовой турбины Siemens SGT600. По результатам гидравлических исследований установлено, что второй вариант лопатки имеет на 15 % большую пропускную способность в сравнении с первым. По результатам тепловых испытаний с использованием метода калориметрирования в жидкометаллическом термостате определены тепловые характеристики систем охлаждения лопаток. Установлено, что за счет наличия наклонных ребер в канале охлаждения входной кромки лопатки второй конфигурации и изменения соотношения радиусов интенсивность теплообмена увеличивается на 50-60 % в сравнении с первой. Сравнение тепловых потоков в сходственных сечениях лопаток показало, что интенсивность отвода тепла в каналах лопатки второй конфигурации на участке выходной кромки выше, чем в каналах первой лопатки в среднем на 25-40 %. С целью обобщения полученных экспериментальных данных были сформированы критериальные зависимости для расчета локальных коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения лопаток, которые могут быть использованы для расчетов тепловых полей лопаток и определения запасов прочности в условиях эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена структура метода синтеза полосно-пропускающих фильтров (ППФ) СВЧ на неоднородных линиях, позволяющего осуществить выбор структуры и параметров ППФ, обеспечивающих максимальную протяженность полосы заграждения для выполнения требований электромагнитной совместимости (ЭМС) при заданных ограничениях на характеристики затухания в полосах пропускания и заграждения и установленных конструктивно-технологических ограничений по перепаду волновых сопротивлений и допускам на изготовление. Приведены результаты экспериментальных исследований характеристик полосно-пропускающих фильтров сверхвысоких частот с увеличенной защитной полосой в интересах обеспечения ЭМС.
Бесплатно
Статья научная
Описанный в статье метод относится к построению полосно-пропускающих фильтров (ППФ) сверхвысоких частот (СВЧ) на неоднородных линиях. Этот метод позволяет выбирать структуру и параметры ППФ таким образом, чтобы достичь максимальной протяженности полосы заграждения, удовлетворяющей требованиям электромагнитной совместимости (ЭМС), при заданных ограничениях на характеристики затухания в полосах пропускания и заграждения, а также учитывать конструктивно-технологические ограничения по перепаду волновых сопротивлений и допускам на изготовление. В статье также представлены результаты экспериментальных исследований характеристик полосно-пропускающих фильтров сверхвысоких частот с широкими полосами заграждения на симметричной полосковой линии. Эти исследования проводились с целью обеспечения электромагнитной совместимости.
Бесплатно
Экспериментальное исследование электромагнитной обстановки с учетом наложения электромагнитных волн
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы оценки электромагнитной обстановки в помещении АПК с установкой для орошения сельскохозяйственных культур. Представлены результаты экспериментальных измерений плотности потока энергии от исследуемой установки. Определены зоны с высоким значением плотности потока энергии, превышающим предельно допустимые уровни. Указаны выражения, используемые для определения интенсивности результирующей электромагнитной волны. Приведен поэтапный процесс получения результирующей волны для каждой стороны установки путем наложения амплитудных значений интенсивности электромагнитного поля для выбранных частотных составляющих. Обоснована практическая ценность рассмотренной методики наложения электромагнитных волн в широком частотном диапазоне для дальнейшего использования полученных результатов при оценке состояния электромагнитной обстановки и обеспечении безопасного пребывания людей вблизи исследуемой установки.
Бесплатно
Экспериментальное определение режима течения при радиальном движении жидкости
Статья научная
Представлены результаты экспериментального исследования режимов течения при радиальном движении жидкости. Предложено использовать изменение зависимости скорости сдвига от сдвигающих напряжений в качестве критерия, позволяющего определить момент перехода от сплошного потока к кавитационному. Описана конструкция экспериментальной установки, представлен алгоритм построения номограммы для определения областей движения в сплошном и газожидкостном потоке воды.
Бесплатно
Экспериментальные исследования макета радиолокационной станции вертикального зондирования
Статья научная
Одной из проблем современных радиотехнических войск страны является невозможность обнаружения маловысотных малоразмерных воздушных объектов над позицией радиотехнического подразделения, что обусловлено наличием мертвой воронки зон обнаружения обзорных РЛС. Решением данной проблемы может быть применение мобильных малогабаритных РЛС вертикального зондирования. В статье приведены состав и структура макета РЛС ВЗ с малоэлементной антенной решеткой, а также результаты его экспериментальных исследований. В ходе проведения экспериментов было исследовано влияние структуры зондирующего сигнала на качество получаемой информации. В качестве зондирующих сигналов были использованы обыкновенные радиоимпульсы, 7- и 13-разрядные коды Баркера с изменением несущей частоты от 48 до 55 МГц, длительности сигнала от 1 до 10 мкс и периода повторения от 10 до 300 мкс. Анализ результатов обработки выборок отраженных сигналов по дальности показал реальные мощные отражения сигнала от подстилающей поверхности и приземного облачного слоя, а также небольшие по мощности отражения от неоднородностей атмосферы и воздушных объектов, которые и представляют научный интерес. В процессе натурных испытаний был обнаружен трассовый самолет, измерены его текущие координаты, составлен радиолокационный портрет воздушного судна. Результаты экспериментальных исследований позволили сделать вывод о перспективности применения РЛС ВЗ для обнаружения маловысотных малоразмерных воздушных объектов и исследования атмосферы. Макет РЛС ВЗ показал свою работоспособность и имеет большой технический потенциал по дальнейшему улучшению характеристик.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена физическому моделированию электромагнитных и гидродинамических процессов в жидком алюминии при воздействии на расплав МГД-перемешивателя с постоянными магнитами. Экспериментальная установка была выполнена с возможностью моделирования параметров, соответствующихреальным печам, в которых электромагнитное перемешивание необходимо для уменьшения времени плавки и достижения однородного состава и распределения температуры в расплаве алюминия. В отличие от используемых в настоящее время МГД-перемешивателей с трехфазным индуктором переменного тока в статье представлен новый энергосберегающий вариант создания бегущего магнитного поля с помощью индуктора с системой синхронно вращающихся цилиндрических магнитных диполей, образующих систему Halbach. Такой перемешиватель создает в жидком металле потоки с высоким уровнем нестационарных пульсирующих скоростей. Проведены измерения осредненных и пульсационных характеристик возникающих турбулентных течений и их взаимосвязь при различных режимах работы перемешивателя. Измерения всех трех компонент скорости проведены с помощью ультразвукового доплеровского анемометра и кондукционного анемометра со встроенным миниатюрным постоянным магнитом. Сравнение данных, полученных двумя способами, позволило с высокой надежностью оценить количественные характеристики значений скорости и использовать результаты экспериментов для анализа данных трехмерных численных расчетов перемешивающих потоков в крупномасштабных плавильных печах.
Бесплатно
Экспериментальные исследования на физической модели МГД-насоса жидкого металла
Статья научная
В данной статье описаны результаты исследований, проведенных на физической модели плоского линейного индукционного МГД-насоса с перекрещивающимися обмотками. Проведено сравнение результатов натурных экспериментов с математическим моделированием численным методом. Получены картины распределения скоростей и температур расплава с гидродинамическими течениями, а также тепловые картины магнитопровода и обмоток МГД-насоса.
Бесплатно
Статья научная
В статье изложена разработанная методика проведения испытаний по определению показателей безотказности инжекционной системы питания бензиновых двигателей в дорожно-климатических условиях Центральной Азии. Полученные результаты при экспериментах должным образом обработаны и определены характерные особенности отказов. Представлены основные факторы, влияющие на безотказность, т.е. запыленность окружающей среды и загрязненность топлива. Установлены критические элементы системы питания и рассчитаны численные значения безотказности.
Бесплатно
Статья научная
В работе изложены экспериментальные исследования ползучести композитного материала металлокомпозитного бака высокого давления. Композитный материал представлял собой однонаправленную ленту на основе углеродных волокон IMS60 и эпоксидного связующего ЭД-И. Испытания на ползучесть проводились при различных нагрузках и температурах с учетом уровня напряжений в конструкции и измеренной температуры стеклования материала. Для испытаний применялась специальная оснастка для установки образцов в захваты испытательной машины. По результатам испытаний построены кривые ползучести образцов. Представлены кривые ползучести по модели Финдли. Для стадии установившейся ползучести определены диапазоны изменения скорости ползучести при различных температурах и рассчитано усредненное значение скорости ползучести по всем испытанных образцам. Полученные результаты могут быть использованы в численных моделях прогнозирования ресурса металлокомпозитных баков высокого давления в условиях ползучести.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований электрических характеристик радиационностойких монолитно-интегральных схем двухпозиционного коммутатора и малошумящего усилителя, разработанного и изготовленного на основе арсенид-галлиевой технологии собственного производства для применения в составе бортовых многоканальных навигационных приёмников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем космических аппаратов всех типов орбит для их автономного координатно-временного обеспечения.
Бесплатно
Эксплуатационные свойства полимерных сорбентов
Статья научная
Рассматриваются сравнительные характеристики сорбирующих свойств полимерных сорбентов для очистки сельскохозяйственных земель, под водой и на поверхности воды при утечке нефтепродуктов и нефти. Показано, что сорбент Unipolymer-М (униполимер - М) оказывает значительное положительное влияние на рост микроорганизмов, участвующих в очистке загрязненных нефтью почв при условии стимуляции этих микробов с добавлением биогенных элементов, чтобы сбалансировать их рацион питания.
Бесплатно
Электрическая модель заряженной аэрозольной частицы в переменном электромагнитном поле
Статья научная
В статье предложена модель токовой цепи заряженной аэрозольной частицы, позволяющая исследовать резонансные явления, возникающие в переменном электромагнитном поле.
Бесплатно
Электродинамические параметры коаксиального кабеля при распространении биполярных импульсов
Статья научная
Технология многопользовательского сетевого взаимодействия стандарта IEEE 802.3 разработана в основном для разделяемой кабельной среды и повышения скорости передачи данных. Хотя высокоскоростное сетевое взаимодействие уже и обеспечивается оптико-волоконным кабелем, коаксиальные направляющие востребованы в схожих применениях. Анализируется оценка электродинамического состояния внутреннего и внешнего направляющих проводников при распространении периодических биполярных импульсов по коаксиальному кабелю. распределение плотности тока в поперечном сечении внутреннего проводника получено решением уравнений Максвелла при периодических граничных условиях, заданных произведением двух функций, первая из которых введена в неявной форме для профиля поверхностной плотности тока осевого направления, а другая - определяет переходные состояния этого профиля. Что касается экранирующей оплетки, которая является внешним проводником кабеля, то соответствующее распределение плотности тока выведено из анализа гармоник поля, проникающих в проводящие подповерхностные слои этого проводника при аналогичных граничных условиях. Показано, что импликативное задание граничных условий на обоих проводниках позволяет получить, по крайней мере при вспомогательном условии, завершенные формулы, полезные для оценки приемлемой степени уменьшения длительности импульсов при их передаче по коаксиальному кабелю. Статья содержит также некоторые сравнительные и численные результаты.
Бесплатно
Статья научная
Современный способ получения алюминия (процесс Эру-Холла) не претерпел более чем за 100 лет своего существования принципиальных изменений. Он характеризуется низкой удельной производительностью (около 1 кг/м2*ч), большой энергоемкостью и имеет неудовлетворительные экологические показатели. В 70 - 80-х годах прошлого столетия было проведено большое количество исследований, направленных на совершенствование существующей технологии и создание альтернативных способов получения алюминия. Наибольшего развития достигли карботермический способ и неклассические процессы электролиза (низкотемпературный электролиз хлоридных и фторидных расплавов с вертикальными «инертными» (малорасходуемыми) электродами). Ввиду недостаточной освещенности в отечественной литературе основных тенденций развития новых и совершенствования существующих способов производства алюминия в рамках данной статьи проведен соответствующий обзор.
Бесплатно
Электролитическая переработка Pb-Bi-сплава
Статья научная
Металлический висмут главным образом производится как побочный продукт при получении свинца, вольфрама, меди, серебра, золота, олова и цинка. Из свинцовых, медных и других концентратов получают ~90 % всего добываемого висмута. Основной источник висмута - свинцовые концентраты, получаемые при переработке свинцовых, а также свинцово- цинковых и других полиметаллических руд. При переработке этих концентратов висмут почти полностью попадает в свинец черновой, из которого удаляется при его рафинировании. Наиболее распространенные технологии для восстановления висмута из свинцовых слитков - процесс Kroll-Betterton и электролитический процесс Betts. При электролизе Bi-Pb-сплава установлено выделение трех продуктов - анодного и катодного сплавов, а также солевого плава. Подтверждена сложность пироэлектрометаллургической переработки бедного по висмуту сплава с получением висмута чернового в одну стадию, что обусловливает необходимость использования двух стадий электролиза. На I стадии электролиза выделен анодный продукт-1 (17,3-48,5 % от исходного Pb-Bi-сплава) состава,%: 16,6-48,4 Bi; 51,4-83,2 Pb; операционное извлечение,%: 92,2-96,6 Bi; 9,8-44,4 Pb; основные фазы Bi0,3Pb0,7 и Bi0,95Pb0,05. В анодном продукте достигается шестикратное обогащение по висмуту. На II стадии электролиза ранее выделенного анодного продукта состава,%: 26,7 Bi; 73,1 Pb; 0,13 Cu; 0,08 Zn, получен анодный продукт-2 (28,1 % от обогащенного Pb-Bi-сплава) состава,%: 93,6 Bi; 4,1 Pb; 0,086 Ag; 0,0066 As; 0,006 Sb; 0,0013 Cu; 0,001 Sn; 0,0014 Zn;стадиальное извлечение,%: 98,6 Bi; 1,6 Pb; основная фаза Bi0,95Pb0,05.В результате пироэлектрометаллургической переработки Pb-Bi сплава (~10 % Bi) с анодной поляризацией в две стадии получен анодный продукт (8,7 % от исходного сплава) состава,%:≥ 93,6 Bi; 4,1 Pb; извлечение из исходного сплава,%: 93,0 Bi; 0,4 Pb. Рекомендованы для пироэлектрометаллургической переработки в две стадии Pb-Bi-сплава следующие режимы: температура процесса 550-600 ºС; анодная плотность тока: на первой стадии - 0,5 А/см2; на второй стадии 0,2-0,3 А/см2; катодная плотность тока: на первой стадии 1,5 А/см2; на второй стадии 1,0 А/см2; рабочее напряжение на ванне: на первой стадии 8-12 В; на второй стадии 5-8 В; состав электролита на обеих стадиях,%: 7 NaCl; 35 KCl; 18 PbCl2; 40 ZnCl2; количество электролита, выводимого на переработку: на первой стадии - 10 % от массы Pb-Bi-сплава после щелочной обработки; на второй стадии - 10 % от массы анодного продукта первой стадии.
Бесплатно
Электролитно-плазменное упрочнение поверхностных слоев алюминиевого сплава
Статья научная
В данной статье приведены результаты исследований влияния электролитно-плазменной обработки на структурно-фазовое превращение образцов алюминиевого сплава. Разряд зажигался от источника постоянного тока. При включении напряжения происходит ионизация и кипение электролита. При возникновении пузырькового кипения вокруг активного электрода наблюдаются большие пульсации силы тока. Вследствие образования газопаровой рубашки и прохождения через нее электрического тока образуется низкотемпературная плазма, которая имеет характерный голубой цвет свечения оболочки вокруг детали. На поверхности изделия возбуждается электрическая микродуговая плазма, в которой от тепловыделения происходит интенсивный разогрев заготовки. После микродугового оксидирования на поверхности образца наблюдается микроструктура закалки и искусственного старения в потоке электролита. В результате закалки в потоке электролита твердый α-раствор меди в алюминии и точечные мелкодисперсные включения растворяются от температуры микроплазмы, фазы, окисляясь, образуют корунд алюминия. Рентгеноструктурный анализ образцов после электролитно-плазменной обработки выявил увеличение интенсивности и уширение дифракционных линий относительно исходного состояния, что свидетельствует об остаточном напряжении поверхности, которая в процессе эксплуатации обеспечивает повышение износостойкости детали. Средняя микротвердость после электролитноплазменной обработки составляет 746 МПа, что примерно в 2,5 раза выше, чем у исходного материала.
Бесплатно
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
