Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Статья научная
В данной статье определен и обоснован показатель эффективности групповых действий истребителей в виде среднего числа сохраненных истребителей в процессе группового воздушного противоборства. На основе модели динамики средних установлена зависимость данного тактического показателя эффективности групповых действий от технического показателя эффективности функционирования бортовой радиолокационной системы в условиях непреднамеренных помех в виде реализуемого коэффициента подавления бортовой радиолокационной системы и подхода, основанного на распределении частных тактических задач между истребителями группы. Проведены расчеты и моделирование, свидетельствующие о повышении эффективности групповых действий истребителей при распределении задач атакующего истребителя и истребителя прикрытия в составе группы и учете данных задач в процессе наведения.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведен анализ эффективности метода определения расстояния между подвижными объектами в виде техники и персонала для целей предотвращения столкновений с использованием низкочастотных магнитных полей. Авторами сделаны оценки влияния геологии горных выработок, поверхности земли и транспорта на магнитное поле магнитного транспондера в VLF и LF диапазоне. Сформировано конструкторское решение для определения расстояния методом RSSI и получены экспериментальные результаты.
Бесплатно
Оценка эффективности перевода угольной котельной на топливные пеллеты из неликвидной древесины
Статья научная
Обоснована актуальность перевода котельных с каменного угля на топливные пеллеты на территории Республики Марий Эл, а также научная и практическая значимость с кратким обзором литературы по данному вопросу. Дан сравнительный анализ параметров каменного угля и топливных пеллет и рассмотрены преимущества и недостатки котельных на этих видах топлива. Рассматриваются варианты строительства новой котельной, перевод котельной на другой вид топлива, а также установка универсальных котлов. Приводится сравнение принципов работы котельной на разных видах топлива, а также подбор котельных агрегатов для них. Представлены результаты оценки эффективности работы котельной на каменном угле, топливных пеллетах и комбинированном топливе. Сравнение экономических показателей показало, что для получения наименьшей себестоимости 1 Гкал производства и передачи тепловой энергии эффективен перевод котельной на топливные пеллеты. Разработанные в ходе исследования технические и технологические решения могут быть использованы в работе угольных котельных Килемарского района Республики Марий Эл.
Бесплатно
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
Передаточные отношения эксцентрикового подшипника качения при ведущем наружном кольце
Статья научная
Создание и использование перспективных конструкций эксцентриковых подшипников качения (ЭПК) во многом затруднено недостаточным развитием методов их расчета и анализа особенностей работы. В данной работе рассматривается решение задачи определения передаточных отношений эксцентрикового подшипника качения (ЭПК) для случая преобразования вращательного движения ведущего наружного кольца в поступательное перемещение выходного внутреннего кольца, соединённого с исполнительным органом технологической машины. Определены формулы для расчёта передаточных отношений от входного наружного кольца к его ведомым звеньям: телам качения, сепаратору и внутреннему кольцу. Получены зависимости, определяющие закономерности линейного перемещения выходного кольца подшипника от геометрических параметров ЭПК и угла поворота ведущего кольца. Разработанные методы кинематического анализа позволяют проектировать эксцентриковые подшипники качения с требуемыми кинематическими параметрами, обосновывать область их применения как в виде отдельных узлов, так и в составе механических приводов для реализации заданных законов движения.
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
Повышение эффективности геотермального теплообменника
Статья научная
В настоящее время самым активно развивающимся вариантом использования геотермальной энергии являются тепловые насосы с грунтовыми теплообменниками. Для обеспечения условий идеального теплового контакта между элементами рассматриваемой системы используются увлажненные засыпки из песка. Использование увлажненного песка в качестве засыпки неизбежно будет связано с наличием фазовых переходов и изменением механизмов теплопереноса в конструкции геотермального теплообменника. В статье показана возможность повышения эффективности геотермального теплообменника за счет изменения теплопроводности элементов его конструкции и наличия фазовых переходов в них. Установлено, что учет наличия фазового перехода в песчаной засыпке приводит к росту теплопритоков на 16,13-21,81 % в зависимости от температуры разогретых пород и объемной влажности засыпки. Также выявлено существенное влияние нестационарности процессов переноса и температур горячих пород на интенсификацию теплообмена в рассматриваемой системе.
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 игольчатого кокса из нефтяного и угольного сырья
Статья научная
Игольчатый кокс, углеродный продукт с уникальными физическими свойствами, используется для получения широкого спектра графитовых материалов для важнейших областей техники и технологии. Промышленное производство игольчатого кокса основано на замедленном коксовании полиароматического сырья, локализовано в ограниченном числе стран (в основном в Китае, США, Японии, Корее). В России потребности в игольчатом коксе для динамично развивающихся отраслей промышленности обеспечиваются исключительно посредством импорта. В статье рассмотрены химико-технологические основы формирования игольчатого кокса из нефтяного и угольного сырья, влияние компонентного состава сырья и параметров стадий карбонизации на его качество. Представлен краткий обзор методов получения игольчатого кокса, видов традиционного сырья, используемых для его получения. Приведены данные о способах модифицирования традиционного сырья и возможности использования альтернативных источников, что позволит расширить сырьевую базу для производства игольчатого кокса и повысить его качество.
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
Применение аддитивных технологий для разработки микрофлюидных чипов-моделей горных пород
Статья научная
В статье представлены результаты работы по апробации возможности применения современных и доступных аддитивных технологий на основе фотополимерного принтера для изготовления прототипов микрофлюидных устройств, пригодных для решения задач нефтегазовой индустрии. Исследовано два способа создания микрофлюидных устройств с помощью аддитивных технологий. Первый - изготовление мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС, второй - изготовление микрофлюидного чипа с полностью трехмерными каналами. Отработана методика создания мастер-формы с каналами необходимой геометрии для заливки ПДМС из фотоотверждаемого полимера методом стереолитографической печати. Данная методика была успешно протестирована на изготовлении микрофлюидного чипа с каналами минимальной ширины 100 мкм. Был спроектирован и изготовлен микрофлюидный чип с трехмерной структурой каналов. Показано, что с помощью печати мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС возможно изготавливать микрофлюидные чипы с шириной канала 100 мкм при высоте 50 мкм. Такие устройства могут найти своё применение при моделировании процессов нефтевытеснения из твёрдых горных пород.
Бесплатно
Статья научная
На основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в системах электроснабжения железнодорожного транспорта (СЭЖТ) возможно повысить надежность энергообеспечения процессов перевозок и повысить их энергетическую эффективность, а также улучшить показатели качества электроэнергии. Для получения количественных показателей, характеризующих результаты применения ВИЭ, разработаны компьютерные модели системы электроснабжения участка магистральной железной дороги постоянного тока. К вводам 10 кВ тяговых подстанций подключались ветропарки, мощность которых изменялась во времени. С помощью этих моделей возможно решение следующих задач: оценка воздействия ВИЭ на качество электроэнергии; определение областей их применения в СЭЖТ; выявление мест наилучшего размещения ВИЭ в сетях. Результаты цифрового моделирования СЭЖТ показали, что за счет ВП достигаются следующие положительные эффекты: напряжения, подводимые к электровозам, увеличиваются на 1…2,5 %; коэффициенты k2U на вводах 110 кВ тяговых подстанций (ТП) снижаются на 60…64 %; коэффициенты гармоник kU уменьшаются в 2,6…2,8 раза; средние значения потерь мощности в головной ЛЭП 110 кВ понижаются в 2,4 раза. Таким образом, применение ВИЭ дает возможность стабилизировать напряжения на токоприемниках электровозов, снизить уровни несимметрии и несинусоидальности на шинах 110 кВ ТП, а также электропотребление из электроэнергетической системы (ЭЭС) и потери электроэнергии. Таким образом, на основе интеграции ВИЭ в СЭЖТ можно повысить показатели энергоэффективности и улучшить качество электроэнергии. За счет снижения электропотребления из ЭЭС, использующей тепловые электростанции, могут быть заметно уменьшены выбросы парниковых газов.
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
