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

Энергетические модели элементов автономных систем электропитания

Иванчура В.И., Чубарь А.В., Пост С.С.

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

Энергетическое использование инвазионных растений на примере биомассы борщевика Сосновского

Любов В.К., Булыгин Ю.В., Алексеев П.Д.

Статья научная

Проблема неконтролируемого распространения борщевика Сосновского является актуальной для многих субъектов Российской Федерации. На борьбу с данной проблемой расходуются значительные ресурсы. Использование борщевика в разных отраслях промышленности может открыть хорошие перспективы. Одним из возможных вариантов такого применения может стать энергетическое использование борщевика после предварительной подсушки в естественных условиях и измельчения в дробилке. Однако более эффективным направлением его энергетического использования является сжигание топливных гранул, изготовленных из его биомассы. Целью исследования является изучение теплотехнических свойств борщевика Сосновского, его элементного состава и состава золы, образующейся при его сгорании. Исследован элементный состав и теплотехнические характеристики биомассы борщевика Сосновского, а также его золы. В результате анализа элементного состава образцов установлено, что содержание оксидов щелочноземельных и щелочных металлов (СаО, Na2O, K2O), определяющих загрязняющие свойства золы, более чем в 3 раза превышает предельные значения. Низшая теплота сгорания на горючую массу 18,809 МДж/кг, зольность на сухую массу 7,7 %. Полученные результаты исследования показали, что теплотехнические характеристики растительной биомассы борщевика Сосновского позволяют рассматривать его как возможное энергетическое топливо, однако элементный состав золы, образующейся при его сгорании, позволяет прогнозировать высокие загрязняющие свойства очаговых остатков

Бесплатно

Энергоэффективность и качество электроэнергии в сетях 220 кВ питающих тяговые подстанции, в режимах рекуперативного торможения

Крюков А. В., Суслов К. В., Черепанов А. В., Крюков А. Е.

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

Тимофеев В. Н., Хацаюк М. Ю., Хоменков П. А., Тимофеев Н. В., Михайлов Д. А.

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

Эффективное использование соломы зерновых культур в качестве сырья для комплексной переработки в биотопливо

Бурдуков А.П., Ломовский О.И., Бычков А.Л., Чернецкий М.Ю., Чернова Г.В.

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

Романов А.А., Рубанов К.А.

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

Козирацкий А.А., Мамаджанян Е.А., Шмаров А.Н.

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

Галеев Р.Г., Краснов Т.В.

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

Бродова И.Г.

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

Геворкян М.Р.

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

Орелкина Т.А., Меркулова Г.А., Корягина Т.И., Лопатина Е.С., Дроздова Т.Н., Жереб В.П.

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