Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Статья научная
Представлены результаты исследования влияния параметров электродной структуры встречно-штыревых преобразователей на основные характеристики поверхностных акустических волн (ПАВ) в подложках ниобата лития YZ-среза. В результате численного анализа получены оценки влияния коэффициента металлизации и относительной толщины металлизации на величину эффективной скорости волны и коэффициент отражения. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации конструкций акустоэлектронных компонентов на ПАВ.
Бесплатно
Оценка влияния изменения режимных параметров органического цикла Ренкина при изменении внешних
Статья научная
Цель. Определить влияние изменения внешних параметров на режимные параметры работы технологии органического цикла Ренкина.
Бесплатно
Статья научная
Негативное антропогенное воздействие на окружающую среду в значительной мере оказывает энергетика. Одной из альтернативных технологий по энергообеспечению и снижению влияния на экологию является пиролиз, при котором нагрев сырья осуществляется в бескислородной среде. Для проведения данного процесса необходимо затратить тепловую энергию, величина которой в значительной степени зависит от теплоемкости топлив. Значение теплоемкости зависит от типа сырья, происхождения и т.п., а ее определение осуществляется при наличии определенной приборной базы. В связи с этим в статье рассмотрены значения теплоемкости разных видов биомассы и твердых ископаемых топлив, определенные экспериментально (ЭД) и взятые из литературных источников (ЛД). На основе теплоемкостей рассчитаны тепловые затраты для осуществления процесса пиролиза. Отмечена разница между полученными значениями тепловых затрат на основе ЭД и ЛД, за исключением каменного угля.
Бесплатно
Оценка жаропроизводительности трёхкомпонентного водоугольного топлива (ВУТ) для котельных агрегатов
Статья научная
В работе предлагается аналитически- эмпирическая методика оценки жаропроизводительности трёхкомпонентного водоугольного топлива, содержащего угольную дисперсную фракцию, воду и жидкое топливо (мазут) в качестве энергоносителя-добавки для улучшения воспламеняемости. Рассматриваются зависимости тепловыделения, температура продуктов, коэффициенты сгорания и динамика горения. Получены формулы для расчёта удельной теплоты, коэффициента пересчёта на эффективную тепловую мощность и скорости горения. Проведены модельные расчёты и построены графики зависимости тепловой мощности от состава топлива.
Бесплатно
Статья научная
Необходимость увеличения ресурсной базы металлургических компаний, эксплуатирующих головные агрегаты автогенного типа, привела к широкому использованию в рамках рециклинга металлсодержащих материалов, имеющих техногенную природу. К ним можно отнести продукты флотационного обогащения металлургических шлаков, оборотные материалы плавильных агрегатов. Такая ситуация обусловила серьёзные технологические сбои в устойчивом ведении процесса в автогенных плавильных агрегатах - печах взвешенной плавки и печах плавки в жидкой ванне. Переработка низкоавтогенного сырья приводит к существенному изменению теплового режима работы печей, для нормализации которого требуется получение более богатых штейнов, сжигание повышенного количества топлива и работа на более высоком обогащении дутья, что создаёт трудности в управлении технологическим процессом, более выраженные при плавке во взвешенном состоянии, нежели в печах Ванюкова. Очевидно, что эти различия определяются тепловой работой обоих агрегатов, а именно дефицитом тепла, возникающим в процессе плавки. Это, в свою очередь, с большой долей вероятности определяется конструктивными различиями обоих агрегатов. С целью определения особенностей эксплуатации обоих агрегатов при переработке в них автогенного сырья необходимо провести расчёты тепловых балансов обоих процессов на одинаковых составах низкоавтогенного сырья, с учётом всех статей расхода тепла в процессе, полученных при реальных измерениях на промышленных агрегатах
Бесплатно
Статья научная
Актуальность предлагаемой тематики обусловлена объективным наличием симметричных составляющих обратной и нулевой последовательностей токов и напряжений основной частоты напряжения электропитания (50 Гц), а также дополнительных симметричных составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей токов и напряжений, обусловленных эмиссией высших гармонических составляющих (кратных основной частоте напряжения электропитания), циркулирующих в низковольтных электрических сетях уровня 0,4 кВ. Указанные симметричные составляющие снижают качество электрической энергии, затрудняя (а иной раз и останавливая) работу электроприемников в составе технологических установок товарного производства, потребителей административно-хозяйственного комплекса и коммунально-бытового хозяйства, а также в значительной степени увеличивают расход и потери электрической энергии. При этом выделяющаяся дополнительная тепловая энергия разрушает изоляцию электроустановок и токопроводов, в результате чего могут возникать пожары, угрожающие жизни и здоровью граждан, вызывающие огромный материальный ущерб. Кроме того, несбалансированность электропотребления, вызванная несимметричными режимами работы при неравномерном распределении нагрузок по фазам электрических сетей, приводит к перегреву токопроводов линий электропередачи, их разбалансировке, что способствует возникновению различного рода аварийных ситуаций, нарушая надежность электропередачи, вызывая значительный недоотпуск электрической энергии потребителям. Целью статьи является разработка метода и инструментария расчета несбалансированных режимов работы электрических сетей уровня 0,4 кВ, обусловленных несимметрично-несинусоидальным электропотреблением. Результаты произведенных исследований заключаются в возможности определения расчетных значений показателей небаланса режимов на основе использования предлагаемого программного обеспечения расчетов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы оценки электромагнитной обстановки в зонах одновременного влияния нескольких разноудаленных от точки контроля и излучающих электромагнитные волны в пределах одной плоскости источников с учетом наложения электрического, магнитного и электромагнитного полей в широком частотном диапазоне от 3 Гц до 300 ГГц. Представлен анализ общепринятых подходов к наложению электромагнитных волн. Рассмотрена методика определения суммы гармонических волн и результирующей амплитуды наложенных частотных составляющих электрического, магнитного и электромагнитного полей в рассматриваемых условиях влияния. Приведены выражения для расчета суммы гармонических волн и результирующей амплитуды составляющих электромагнитного поля в широком диапазоне от декамегаметровых до миллиметровых волн в зонах одновременного влияния двух источников, излучающих волны в пределах одной плоскости. Описан поэтапный процесс наложения гармонических электромагнитных волн. Показан алгоритм наложения электромагнитных полей в диапазоне частот до 300 ГГц. Представлены результаты экспериментальных измерений напряженности электрического поля наибольшей интенсивности в частотном диапазоне 10- 160 кГц от системы управления микроклиматом и электрической панели, расположенных в производственном помещении. Приведена картина наложения частотных составляющих электрического поля, полученных на первом этапе расчета с использованием разработанного программного обеспечения.
Бесплатно
Оценка эффективности высокочастотных методов определения расстояния в условиях шахт
Статья научная
В статье рассматриваются методы определения расстояния с использованием электромагнитных волн С-диапазона (4-8 ГГц) в условиях шахт. Представлен анализ распределения напряженности электрического поля дипольной антенны, установленной на кузов грузовой машины, в горных выработках с переменными свойствами горных пород. Дана характеристика негативных факторов, влияющих на точность определения расстояния методом Time-of-Flight (ToF). Также проведена экспериментальная оценка расстояния между двумя UWB модулями.
Бесплатно
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
