Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Статья научная
Photovoltaic-thermal (PVT) panels combine solar thermal and photovoltaic technologies and generate simultaneously both heat and electricity. They can be a good variant for small domestic households to reduce their energy costs. This paper looks at the potential of these systems into the climates of Vladivostok, Russia, and Tehran, Iran. In the article, some brief background information on PVT systems and the concept of prosumers is introduced. Next, a similar PVT system is proposed for a given household consumer in Vladivostok and Tehran with the variable weather conditions corresponding to the two locations. The PVT system is modeled in TRNSYS (v18, Thermal Energy System Specialists, Madison, USA). A performance analysis is carried out in order to establish the daily instantaneous energy output and the annual energy production. The results indicate a 15-20 % better performance in Tehran compared to Vladivostok due to slightly better weather conditions, though the total efficiency of system has a better performance in Vladivostok. The system efficiency was assessed through two different methods. This study concludes that both the Russian and Iranian PVT market has a good potential for adopting the technology, especially since it is currently less mature than other leader countries in renewable energies.
Бесплатно
Potential bases of physical modification of local minerals-heterocomposite polymer materials
Статья научная
The article explains that “Angren Kaolin” LLC produces enriched kaolin of AKF-78, AKS-30, AKT-10 brands, Kaolin AKF-78, mainly used as a filler in paper production and its unique properties include excellent adhesion and a high kaolin particle thickness ratio of 30:1 and solar curing of the polymer composition to control the strength response in the preparation of highly viscous epoxy composites using GS in a 10:10 (w/w) ratio with DBF, high-viscosity epoxy compositions using gossypol resin in a ratio of 50:50 with DBP, which is an effective way to save energy, and solar treatment of the polymer composition is important in their practical application in the industry for technological equipment and products operating under conditions of corrosion-hydroabrasive corrosion save energy in cooking, effective way to control the hardening reaction.
Бесплатно
Статья научная
This article examines the issues of hydraulic resistance of solar air heaters with concave tubes and reduction of pressure losses, as well as the determination of the air flow in concave tubes installed in the working chamber of the solar air heater and discusses the reduction of the number of common tubes to reduce pressure losses in the solar air heater and the installation of concave pipes to give air a swirling motion to eliminate a sharp decrease in the heat transfer process.
Бесплатно
Study on long-term tempering on the microstructure of creep strength enhanced ferritic P92 steel
Статья научная
Present paper deal with the studies of effect of long term heating on the microstructure and mechanical properties of creep strength enhanced Cr-Mo P92 steel. Such steels are used in supercritical power plant boilers where continuous operating temperature and pressure can be as high as 650 0C and 300 bar respectively. The P92 specimens were thermally exposed at temperature of 650 0C for duration of varying from 1000 to 3000 hours. Tensile fracture and impact toughness fracture surfaces were studied by using scanning electron microscope. The fracture surface of P92 impact toughness specimen exhibited both inter lath-decohesion and ductile dimple tearing. The various phases that formed in the tempered P92 steel were analyzed by X-ray diffraction. In XRD analysis of tempered P92 it was observed that amount of precipitates increased as compared to untemperedcondition. After tempering time of 1440 h, some new precipitates such as NbC, NbCrN were also observed.
Бесплатно
Supercapacitor as a buffer electrical source for induction motor
Статья научная
Mathematical substitutions in the equations and the used methods have shown the adequacy and correctness of their use. Analysis of the data, obtained from simulation modeling of the developed model, showed small discrepancies with the standard block from the Simulink library. The use of the obtained mathematical equations, as well as the model assembled in Matlab Simulink, will make it possible to qualitatively evaluate the operation of an induction drive in statics and dynamics. This model will be used in future research, including the creation of a buffer power source based on a supercapacitor for an induction electric drive.
Бесплатно
Статья научная
In this paper, we analyzed the vehicle’s driving modes and opted for the idle mode to save fuel. The synergy of the vehicle with the traffic light depends on many factors and has been studied on the example of the information model of the “Intelligent start-stop system”. A vehicle with an “intelligent start-stop system” was saved 8.25 % of fuel during 100 km in urban conditions. In addition, emissions of harmful gases into the environment have been minimized. It was found that an average of 132 liters of fuel was saved when one vehicle traveled 20,000 km per year. Moreover, the idling time of the vehicle’s engine was characterized by a reduction of 28-32 % in 100 km of the total test distance. Also included are the concepts of order parameter and flexible parameter on the principles of synergetic by using intelligent transport systems in the local condition.
Бесплатно
Synthetic fuel production: thermal behavior of lemon and orange peels composite fuel diesel
Статья научная
This study aimed to investigate the thermal combustion behavior of lemon peel powder, LPP and orange peel powder, OPP composite fuel diesel. The pyrolysis experiments of the diesel/ citrus composite fuel were conducted in combustion chamber. The results showed that the citrus/diesel composite fuel sustains its combustion properties at 30 % of the added citrus peels powder,. The results showed that calorific values of diesel containing 30 % LPP or 15 % LPP + 15 % OPP were very close to that of the pure diesel. The maximum calorific values were obtained at α = 0.85, 0.80 and 0.90 for 30 % OPP, 30 % LPP and 15 % OPP + 15 % LPP composite fuels respectively.
Бесплатно
The influence of thallium additives on the kinetics of oxidation of the Zn22Al alloy
Статья научная
The article presents the results of a thermogravimetrical study of the effect of thallium alloying additives on the oxidation kinetics of the Zn22Al alloy. Established in the temperature range of 473-623 K the kinetic and energy parameters of the oxidation of alloys. The oxidation of alloys proceeds according to the hyperbolic mechanism and has the order of 10-4 kg∙m-2∙sec-1. Higher activation energies indicate that the oxidation of these alloy samples results in the formation of oxide films with good protective properties. Additives of thallium in amounts of 0.01-1.0 wt.% contribute to a decrease in the oxidizability of the Zn22Al alloy. The resulting products during the oxidation of the studied alloys consist of a mixture of oxides ZnO, ZnAl2O4, Al2O3, Tl2O3.
Бесплатно
Thin magnetic film magnetometer
Статья научная
This paper presents a novel design of a dual resonator broadband sensor for weak magnetic fields based on thin magnetic films. Such sensors are widely used in various fields, e.g. in geological exploration. The magnetic field of the feedback coil in the sensor is orthogonal to the plane of the printed circuit board with the microwave oscillator. This makes it possible to extend the frequency bandwidth of the measured magnetic fields in the sensors based on thin magnetic films. This is achieved by reducing the effect of the electromagnetic shielding covering the microwave oscillator in the device.
Бесплатно
Статья научная
At present, the process of converting potential energy concentrated in the surrounding air is of considerable interest when using its active component. For many years, searches have been made for ways to increase the efficiency of existing energy sources, the continued study of which would not lead to environmental consequences for mankind. Much attention of scientists is attracted by the problems of energy inversion. And the most acute issue is the control of energy inversion, which is a single process of energy transformation from one state to another, occurring simultaneously in the “concentration-dispersion” format in the surrounding air. This kind of opportunity to use ambient air as renewable energy sources is provided by air heat pump systems, the heat supply of which is practically the only effective, environmentally friendly source of heat supply in buildings at present. However, modern air heat pump systems cannot be attributed to systems operating only on renewable energy sources, since their operation requires, according to the technology, a certain amount of electrical energy to start the compressor engine, which ensures the operation of a closed compression cycle of the evaporative-condensation unit. At present, it is not possible to achieve a full autonomous mode of operation of an air heat pump system without the use of an additional energy source. Continuing the innovative and effective way of developing the extraction of the surrounding air for the purpose of obtaining thermal and electrical energy, scientists propose to use the capabilities of modern quantum wave technology, based on thermodynamics and electrodynamics. To solve this problem, they followed the path of development of modern electronics, realizing that electrons - “quanta” determine the vast majority of the physical and chemical properties of the bodies around us. Such a process of heat and mass transfer, in the conditions of the surrounding air, under the influence of external forces of the energy field, is the environment in which natural and artificial electric currents propagate.
Бесплатно
Статья научная
The study reports results of analyzing the dynamics of forest vegetation phenology associated with climate change in Siberia (the Stolby National Park, Krasnoyarsk Krai). Correlations between the start of growing season (SOS) and land surface temperature (LST) in March, April, May, and June and between the end of growing season (EOS) and LST in August and September have been analyzed. Regions where the growing season of forest vegetation tends to increase have been revealed. The study shows that the longer growing season of forest vegetation is associated with the earlier start of the season, which is correlated with the rise in April air temperature. The later end of growing season of forest vegetation is determined by higher temperatures in both August and September
Бесплатно
Статья научная
Для эффективного решения задач по вскрытию подводной обстановки и обнаружению подводных объектов необходимы совершенные гидроакустические системы. Их создание должно не только основываться на «грубом» увеличении чувствительности приемных элементов и совершенствовании их конструкции, но и носить комплексный характер, основанный на научно обоснованном подходе. Предложен вариант подхода к построению гидроакустической системы (ГАС) с критерием минимума потерь и адекватного отображения подводной обстановки. Применен метод дискретизация зоны обнаружения и вычисление оптимального размера дискрета. На базе данного подхода разработана структура агрегирования варианта ГАС и ее элементы, содержание базы исходных данных, предъявляемые требования к модулю формирования контура требований к ГАС, решаемые задачи модулем формирования вариантов ГАС и необходимые для этого данные.
Бесплатно
Адаптивная регулировка спектральной составляющей мощности излучения многоволновой лазерной системы
Статья научная
В данной статье представлен способ повышения энергетической эффективности систем, использующих для передачи информации лазерное излучение, путем автоматического выбора рациональной мощности излучения. Разработана модель процесса адаптивной регулировки спектральной составляющей мощности излучения многоволновой лазерной системы на основе анализа величины отраженного от ретрорефлектора оптического сигнала в интересах обеспечения требуемого уровня мощности лазерного излучения для надежной передачи информации каждым отдельно взятым каналом. В программной среде MATLAB Simulink, на основе математического аппарата теории автоматического управления, произведена имитация исследуемого процесса и подтверждена адекватность предложенной модели. Модель подразумевает возможность ее коррекции путем изменения усиливающих и инерционных свойств элементов схемы для описания частных случаев функционирования многоволновой лазерной системы.
Бесплатно
Актуальность использования грунтовых теплотрансформаторов в Сибири
Статья научная
Выполнен полный обзор геотермальных ресурсов на территории страны, приведены актуальные аналитические данные, связанные с исследованием температуры земной коры, проведен анализ существующих типов тепловых насосов по виду передачи тепловой энергии, по источнику тепла, по виду теплоносителя и выделен наиболее эффективный из них. Приведены практические актуальные данные по исследованию геотермальных ресурсов на территории города Омска. Выполнено сравнение нормативных значений ГСОП в городах Западной Сибири. Сделаны выводы по необходимым действиям для улучшения работы геотермальных теплотрансформаторов в условиях Сибири.
Бесплатно
Алюминотермическое получение титанового порошка
Статья научная
В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.
Бесплатно
Алюминотермическое получение титанового порошка
Статья научная
В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.
Бесплатно
Анализ влияния параметров ЛЭП 110 кВ на вероятность их отказов
Статья научная
Рассматривая оборудование системы электроснабжения, необходимо отметить, что наиболее часто перерывы в электроснабжении случаются из-за повреждений линий электропередачи. Для сетевых компаний важно своевременно диагностировать неисправности и восстанавливать электроснабжение, чтобы минимизировать возникающие потери. Поэтому заблаговременное определение вероятности отключений электроэнергии на основе параметров самих линий может помочь электросетевым компаниям гораздо эффективнее модернизировать и строить новые, менее подверженные отказам электрические сети. Цель исследования - анализ влияния параметров линий электропередачи напряжением 110 кВ на вероятность их отказов. Настоящее исследование заключается в подготовке данных по отключениям ЛЭП 110 кВ путем группирования, удаления ненужной информации, создания синтетических параметров и их обработки путем заполнения пропущенных значений и удалений дубликатов. Затем производился разведочный анализ данных, включающий в себя анализ статистических характеристик рассматриваемых параметров, выявление выбросов и аномалий и корреляционный анализ. Исследование производилось на языке программирования Python в среде разработки Jupyter Notebook, задействованы библиотеки Pandas, NumPy, Matplotlib, Seaborn, Phik. Данные для анализа были подготовлены с помощью методов группировки и слияния, удалены наименее значимые параметры, параметр «срок эксплуатации ЛЭП» стандартизирован, синтезирован целевой признак - «Факт отключения на ЛЭП». Итоговым результатом стала таблица, содержащая 10 параметров, включая целевой признак, и 395 строк. В ходе анализа категориальных параметров были выявлены дисбаланс классов целевого признака, влияние типа провода и транзитности линии на отказ ЛЭП 110 кВ. Анализ распределения значений количественных переменных подтвердил, что снижение вероятности отключений наблюдается с улучшением технического состояния ЛЭП, уменьшением длины линий, количества опор и снижением срока эксплуатации ЛЭП. Корреляционный анализ позволил установить отсутствие сильной корреляции с целевой переменной и наличие мультиколлинеарности между всеми параметрами, отображающими протяжённость ЛЭП и количество ЖБ опор.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье произведен качественный и количественный анализ возможности применения различных децентрализованных энергосистем в условиях Республики Татарстан. Произведен расчет себестоимости вырабатываемой электрической энергии для таких установок, как газопоршневой агрегат, твердооксидный топливный элемент, ветрогенератор, дизельный генератор и солнечные фотоэлектрические панели. Выявлены преимущества и недостатки рассматриваемых энергетических установок.
Бесплатно
Статья научная
В представленной статье проведен анализ образования и механизмов формирования электромагнитных помех, обусловленных механизмами образования вторичных электромагнитных переизлучений, образующихся при эксплуатации реальных конструкций радиотехнических устройств. По результатам проведенных исследований предлагается методика прогнозирования спектральных характеристик контактных помех радиоприему. В работе рассмотрен и проведен анализ методики прогнозирования спектрального состава контактных радиопомех. В основу разработанной методики и математического аппарата положены детерминированные и вероятностные модели образования контактных радиопомех. Рассмотренные в работе предложения, основанные на детерминированных и вероятностных моделях образования контактных помех, дают возможность осуществлять прогнозирование контактных радиопомех на мобильных объектах связи при различных условиях эксплуатации, с учетом конструктивных особенностей. Представленные в работе результаты анализа механизмов образования контактных радиопомех направлены на обеспечение электромагнитной совместимости различных приёмопередающих устройств на мобильных объектах.
Бесплатно
Анализ технологии озонирования в рамках подготовки воды питьевого качества
Статья научная
Очистка природной воды поверхностного водоисточника осложняется антропогенными факторами среды. Промышленная, бытовая, сельскохозяйственная деятельности человека негативно сказываются на качестве природной воды, так как увеличивается доля химических и органических соединений, которые существенно снижают эффективность очистки. Данная работа посвящена вопросам улучшения показателей качества очистки природной воды до питьевых требований. Экспериментальная часть проводилась на станции очистки воды, расположенной на берегу реки Оки. В основе экспериментальных исследований лежит поэтапная работа анализа действующей озонаторной установки с определением выходной концентрации озона в озоно-воздушной смеси, а также апробирование на лабораторной озонаторной установке первичного и вторичного озонирования. В рамках эксперимента определялись ключевые показатели качества воды для возможности интерпретирования влияния озонирования на различные типы вод с отличными дозировками. Наосновании полученных результатов сделаны выводы повозможности применения первичного озонирования для исследуемой воды, определена оптимальная дозировка. Учитывая специфику обработки озоном природной речной воды, описаны рекомендации по снижению концентрации побочных продуктов процесса озонирования. Также в рамках эксперимента определено влияние вторичного озонирования на органолептические характеристики очищенной воды.
Бесплатно
