Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Статья научная
В статье рассматривается метод обнаружения малых беспилотных летательных аппаратов (МБЛА) с эффективной площадью рассеивания (ЭПР) менее 0,1 м2, узкополосной РЛС с использованием квазинепрерывного сигнала.Предлагается структурная схема радиолокационной станции, энергетическая оценка чувствительности метода для случая использования узкополосной РЛС с квазинепрерывным излучаемым сигналом. Показано, что РЛС с непрерывным сигналом может быть реализована как малоразмерная, компактная мобильная РЛС с мощностью излучения 5-10 мВт и дальностью обнаружения до 10 км.
Бесплатно
Статья научная
Цель статьи - аналитическая оценка транспорта электрической энергии по распределительным электрическим сетям одного из филиалов ПАО «Россети Волги» -«Саратовских распределительных сетей». Статья является продолжением цикла исследований уровня надежности передачи электрической энергии по системам электропередачи ПАО «Россети». В качестве исходных данных использована информация, опубликованная в открытой печати. Рассмотрены структура компании, характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, а также произведена количественная оценка аварийных ситуаций и величины недоотпуска электрической энергии, обусловленной перерывами электроснабжения, возникших за период с 2015 по 2023 гг. Приведена классификация причин возникновения отказов и установлена количественная оценка каждой группы отказов и их процентное соотношение. На основе полученных данных произведена прогностическая оценка возможных аварийных отключений, а также их последствий в исследуемых электрических сетях на ближайшую перспективу. В качестве методологической базы для создания прогностических моделей использовались технологии статистических методов, в частности регрессионный анализ. Получены уравнения авторегрессии исследуемых показателей аварийности для каждого месяца 2024 г., на основе которых произведен расчёт прогнозных значений этих показателей. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, а также численные методы анализа. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии Excel, а также графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.
Бесплатно
Статья научная
Подробно описан принцип работы винтового насоса и даны рекомендации по использованию установок винтовых погружных насосов для снижения себестоимости нефтедобычи на примере месторождения в Ираке.
Бесплатно
Повышение эффективности электропотребления в условиях изменяющегося качества электрической энергии
Статья научная
Это исследование посвящено анализу режимов работы действующих электрических сетей, осуществляющих питание различных групп потребителей. Установлено, что различный характер электропотребления приводит к существенному изменению норм качества электрической энергии, несоблюдение которых сопровождается значительными энергетическими затратами и нарушает условия электромагнитной совместимости технических средств в единой электромагнитной среде. Предложено новое техническое средство минимизации последствий указанных нарушений. Разработаны методы и программные расчеты показателей качества электрической энергии в условиях отсутствия и применения средства минимизации указанных искажений. Представлено имитационное моделирование влияния разработанного технического средства на нормы качества электрической энергии и энергетические потери в реальной действующей электрической сети низкого напряжения, питающей автозаправочную станцию, расположенную в сельской местности. Произведен анализ эффективности предлагаемого технического решения.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены реализуемые мероприятия, направленные на повышение эффективности энергосбережения изолированного объекта (на примере кампуса Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), влекущие сокращение финансовых затрат с поддержанием качественного и бесперебойного снабжения тепловой и электрической энергий путём задействования мощности имеющегося оборудования и регулирования режима потребления тепловой энергии через ограничение циркуляции теплоносителя от сторонней генерации в комбинации с осуществлением интеллектуального онлайн-надзора за комплексным состоянием энергохозяйства ДВФУ в целом, что в результате приводит к существенной разнице в стоимости покупаемой тепловой энергии от сторонней генерации и вырабатываемого теплового потока собственных мощностей ДВФУ.Статья привлекает внимание аналитикой и динамикой реализации, вариантами дальнейшего развития эффективного применения политики энергосбережения.Представленные мероприятия - это техническое решение в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности децентрализованных систем, и данный опыт может быть применен не только к существующим объектам, но и, например, в федеральном проекте «Развитие инфраструктуры для научных исследований и подготовки кадров», в рамках которого разрабатываются и вводятся в эксплуатацию кампусы нового инновационного типа.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты физико-химического анализа лома футеровок различного местообразования с целью определения модифицирования и обработки отхода, а конкретно - лома футеровочного кирпича. Установлен химический состав данного отхода методом РФА. Выявлены следующие вещества, подходящие для модификации сорбента: оксиды алюминия, железа, кремния и титана, в оптимальном процентном соотношении, что позволило при невысоких затратах на механическое измельчение и активацию получить функционально-активный сорбент с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Бесплатно
Получение экологически чистой энергии из биомассы экстремофильных организмов
Статья научная
Экологическая обстановка вынуждает искать альтернативу традиционным видам топлива. Интерес исследователей в последнее время направлен на микробные топливные элементы (МТЭ) и получение экологически чистой энергии с помощью микроорганизмов без загрязнения окружающей среды. Мало изученным, но перспективным направлением стало использование экстремофильных микроорганизмов, способных существовать в экстремальных условиях. Примером таких бактерий являются железобактерии, обитающие в почвах угольных отвалов. Субстратом для МТЭ могут служить компоненты сточных вод. Цель исследования - получение биоэнергии с помощью железобактерий. В результате выделено 5 изолированных культур железобактерий путем культивирования суспензии почвы угольного отвала «Моховский». Проведен ряд исследований по подбору оптимальных условий эксплуатации МТЭ. Установлено, что культуры № 1 и № 2 экстремофильные, так как генерировали максимальное напряжение (350,9 мВ и 346,8 мВ) в среде с pH=3. Подтверждено, что отобранные таким образом культуры биосовместимы. Составлен консорциум данных культур в соотношении 1:1, который использовали в дальнейших экспериментах. По итогам исследования установлено, что наиболее оптимальная температура для эксплуатации МТЭ - 37 °С, консорциум бактерий при этом генерировал напряжение 256,1 мВ. Наиболее оптимальным временем эксплуатации МТЭ определено 48 ч, по прошествии которого бактерии генерировали напряжение 212,3 мВ. Наиболее оптимальным субстратом для загрузки в МТЭ оказалась среда, содержащая в своем составе глюкозу и раствор микроэлементов. На этой подложке бактерии генерировали напряжение 403,4 мВ. По прошествии оптимального времени эксперимента зафиксировано осветление субстрата № 1 и выпадение осадка на дно камеры, что свидетельствует о том, что МТЭ может также использоваться для очистки сточных вод.
Бесплатно
Статья научная
В ходе проведенного исследования выполнена оценка изменений высоты растительности посевов сельскохозяйственных культур. Объектами исследования являлись яровая пшеница и ячмень, расположенные на территории учебно-опытного хозяйства “Миндерлинское” Сухобузимского района Красноярского края. Работа основывается на данных беспилотной съемки. Измерения выполнены камерой ZENMUSE X5S, установленной на беспилотном воздушном судне DJI Matrice 210 RTK V2. Построены карты пространственного распределения высот растений посевов ячменя и яровой пшеницы. Пространственное разрешение полученных карт составляет 2,7 см. Проведена оценка динамики роста и развития сельскохозяйственных культур методами дистанционного зондирования. Показана эффективность применения беспилотных воздушных судов для определения высоты сельскохозяйственных культур. Установлена возможность выявления внутрипольной неоднородности посевов на различных стадиях роста и развития культурных растений.
Бесплатно
Статья научная
Освещены вопросы использования вихревого и струйного эффектов для автоматизации загрузки технологического оборудования. Рассматриваются конструкции захватных устройств, способные удерживать объекты, имеющие плоскую поверхность. Удержание происходит за счет создания вакуума в области захвата, соприкасающегося с плоскостью объекта. Предложены конструктивные элементы, позволяющие увеличить область и величину отрицательных давлений, что увеличивает подъемную силу. Вихревые струйные захватные устройства являются перспективным средством загрузки технологического оборудования в силу экономичности, простоты и других преимуществ. В данной работе рассмотрены возможные конструктивные схемы исполнения вихревых струйных захватных устройств и их влияние на грузоподъемность устройства, а также в зависимости от конструктивных особенностей захватываемых объектов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена возможность прогнозирования эффективности режимов работы котельного агрегата на примере котла БКЗ-210-140-8 ст. № 14 Владивостокской ТЭЦ-2 при различных режимах его работы. Согласно «Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 г.», цифровизация является одним из основных направлений развития отрасли. Уже сегодня это позволяет оптимизировать работу как отдельных агрегатов и машин, так и целиком производственной цепочки, что даёт возможность оценить экономический эффект от тех или иных планируемых мероприятий.
Бесплатно
Статья научная
Произведен анализ транспорта электрической энергии по электрическим сетям филиала ПАО «Россети Волги» - «Самарские распределительные сети» за период 2018-2022 гг. Рассмотрена структура компании, дана характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, произведена оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе использования статистических методов прогнозирования получены уравнения авторегрессии и установлены превентивные значения потерь электроэнергии на 2023 г. по электрическим сетям различных классов напряжений. На основе опубликованной в открытой печати информации по уровню аварийности в электрических сетях компании произведена оценка количества аварийных ситуаций, возникших за исследуемый период, а также величины недоотпуска электрической энергии, обусловленного этими перерывами. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. На основе данных за 2022 г. произведены анализ основных причин повреждаемости элементов электрических сетей и классификация отказов, рассмотрены их основные характеристики за этот период. Дана оценка возможности применения различных методов прогнозирования для анализа превентивных значений аварийных отключений. Установлено, что наиболее целесообразным методом превентивной оценки аварийных отключений является использование вероятностного метода на основе использования трёхпараметрического степенного гамма-распределения. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, численные методы анализа, методы теории прогнозирования. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.
Бесплатно
Статья научная
Процесс нефтедобычи в шельфовых зонах мирового океана сопряжен с риском загрязнения окружающей среды, исключение такой возможности требует проведения регулярного экологического мониторинга. Кроме того, в последнее время возросла угроза диверсий на гидротехнических объектах, что требует создания систем гидроакустического мониторинга. В связи с этим создание новых и совершенствование существующих систем мониторинга является актуальной задачей. В статье проанализирована возможность применения языка UML в ходе проектирования системы мониторинга с использованием языка UML и CASE-средства IBM Rational Rose.
Бесплатно
Радиоэлектронное подавление системы абонентских терминалов спутниковой системы связи «Starlink»
Статья научная
В работе поднимается проблема радиоэлектронной борьбы с системой спутниковой связи «Starlink» на фоне современной геополитической обстановки. Применение многоспутниковых группировок из малых космических аппаратов является перспективным направлением развития спутниковых систем связи. Такие системы имеют высокие показатели эффективности. Для радиоэлектронного подавления системы связи «Starlink» в работе предложено использование мобильного комплекса радиоэлектронного подавления, в котором применяется пассивный радиоотражатель, выполненный в виде сферы и вывешенный на аэростате с системой стабилизации. Приведен предварительный расчет выходной мощности передатчика помех комплекса подавления с учетом его расположения в непосредственной близости от линии соприкосновения.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен прогрессивный подход в применении разрядного диодного плеча с целью повышения энергетических показателей тягового режима электровозов переменного тока. Способ подразумевает использование электромагнитной энергии, запасенной в цепи выпрямленного тока, для закрытия отработавших тиристорных плеч тяговых преобразователей через буферный контур, обеспечиваемый разрядным плечом.Проведено математическое моделирование электромагнитных процессов работы штатного и предлагаемого преобразователей. Анализ результатов позволяет обнаружить наиболее оптимальную величину угла открытия тиристорных плеч, при котором разрядное плечо полностью закрывает отработавшие плечи с соблюдением условия повышения коэффициента мощности электровоза.Разработанный способ управления предлагаемого преобразователя представлен таблицей подаваемых на электроды тиристоров импульсов, а также алгоритмом вычисления момента времени формирования этих импульсов.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены результаты исследований по разработке плавлено-керамических флюсов для износостойкой наплавки деталей подвижного состава. Разработана методика получения флюсов. Проведены теоретические расчеты и экспериментальные исследования, по результатам которых были получены флюсы (гранодиорит - 5,8 %, флюорит - 3,7 %, мрамор - 4,1 %, циркониевый концентрат - 4,9 %, ферромарганец - 19,6 %, титаномагнетит - 3,7 %, браунит - 1,2 %, шеелит - 2,1 %, графит - 5,5 %, феррохром - 28,9 %, АН22, или АН348А - 20,6 %). Требуемые свойства обеспечиваются за счет восстановления легирующих элементов и образования в наплавленном слое карбидов хрома (Cr7C 3), железа (Fe3C) и других веществ.
Бесплатно
Разработка системы химической очистки воды для паровой установки, применяемой в нефтепромысле
Статья научная
Исследована работа системы химической очистки воды в режиме «умягчение» для бесперебойной работы парового прямоточного котла змеевикового типа, работающего на нефтепромысловой площадке. Описана основная проблема, возникающая при эксплуатации системы химической очистки воды для котельного агрегата. Представлена схема установки Na-катионитового фильтра, работающего в составе водоподготовительной установки. Спрогнозировано повышение жёсткости воды в связи с истощением фильтрующего материала во время режима «умягчение» при работе Na-катионитового фильтра. Представлена модель змеевика парового прямоточного котла змеевикового типа при ухудшении качества воды из-за превышения времени режима «умягчение». Сделаны выводы о корректировки времени режима«умягчение» и возможном редактировании режимных карт системы химической очистки воды для своевременного переключения с основного фильтра на резервный во избежание ухудшения качества воды.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается разработка комбинированного решения снижения вредных выбросов в водогрейных котлах с циклонно-вихревым предтопком за счет впрыска воды в зону горения газообразного топлива и использования теплового потенциала уходящих газов в конденсационном теплообменнике с активной насадкой для глубокого охлаждения дымовых газов. Проблема утилизации тепла уходящих газов в настоящее время является актуальной, поскольку несет в себе новые возможности для повышения эффективности работы энергетического оборудования и рационального использования потенциала невозобновляемых видов топлива.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты разработки технологии получения водоугольного топлива из бурых углей месторождения Кара-Кече Кыргызской Республики. Лабораторные исследования, испытания в опытно-промышленных условиях показали возможность получения такого топлива с требуемыми структурно-реологическими и теплотехническими характеристиками. Разработана пластифицирующая добавка, позволяющая достичь значений вязкости менее 500 мПа·с при содержании твердой фазы 53 % и низшей теплоте сгорания не менее 10,5 МДж/кг (2500 ккал/кг).
Бесплатно
Расчет скорости газов в стволах четырехствольной дымовой трубы
Статья научная
Сделан обзор и выполнен анализ методик проектирования дымовых труб тепловых электростанций (ТЭС). Показано, что основные положения разработанной еще в СССР методики актуальны и в настоящее время. Основной особенностью тех положений методики является то, что стоимость денег принималась постоянной. Учет современных экономических условий и изменений в ценах на электроэнергию, на материалы и на зарплату позволил разработать более общую методику, которая более эффективна, чем лучшие зарубежные аналоги.В работе Thermal Engineering была проведена модернизация этой методики в части расчета 3-ствольных дымовых труб со стволами различных диаметров. Для этого впервые была получена аналитическая зависимость расчета диаметра наружной ж/б оболочки для 3-х стволов различного диаметра.В данной работе сделано дальнейшее расширение применения этой методики на 4-ствольные трубы. Удалось впервые получить аналитическое решение нахождения диаметра ж/б дымовой трубы и для 4 стволов различного диаметра. Показано, что скорости газов должны выбираться в зависимости от расхода и температуры в каждом стволе.Приведен анализ основного современного ценового обеспечения строительства 4-ствольных дымовых труб. Приведены многовариантные примерные расчеты как для реальных, так и для перспективных случаев эвакуации дымовых газов.
Бесплатно
Реактивная гидравлическая турбина с соплом на основе колеса Сегнера
Статья научная
В статье представлены теоретические анализы и результаты экспериментальных испытаний реактивно-сопловой гидротурбины, разработанной на основе колеса Сегнера, которая эффективно работает при низких напорах воды, то есть на источниках воды с напором 1,6 метра и выше. В 1754 г. Л. Эйлер привел свое мнение о быстроте и высоком КПД гидротурбины на основе колеса Сегнера. Эксперименты показали, что КПД созданной реактивной гидротурбины при 2-метровом напоре воды составил 62,05 % и оказался на 5,5 % меньше результатов теоретических расчетов. При увеличении давления воды КПД увеличился до 74 %. При напоре воды 2 метра и расходе воды 0,2 м3/с частота вращения гидротурбины составила 144 об/мин. Такие гидротурбины очень удобно использовать в источниках воды с низким напором 2-5 метров, из-за низкой стоимости срок окупаемости небольшой.
Бесплатно
