Статьи журнала - Вестник Мурманского государственного технического университета
Все статьи: 2115
Статья научная
Предложена модель неравновесного испарения топлива, предназначенная для решения задач проектирования и эксплуатации дизеля. Сложная модель испарения представляет собой систему простых моделей, включающую модель осредненного движения неиспаряющейся струи, регрессионную модель турбулентности и модель конвективного переноса массы и теплоты при испарении. Показано, что учет турбулентных пульсаций особенно важен при расчете тепломассообмена в периферийных зонах поперечного сечения струи. Представлены расчетное и экспериментальное распределения температуры в испаряющейся струе.
Бесплатно
Моделирование процессов теплообмена, протекающих в пластинчатых теплообменных аппаратах
Статья научная
Разработана математическая модель водо-водяного пластинчатого теплообменного аппарата, которая учитывает передачу энергии от греющего контура к нагреваемому контуру. На основе данной модели исследованы возможности эффективной реализации нечетких методов управления, способствующих оптимизации работы систем отопления и горячего водоснабжения.
Бесплатно
Статья
Развитие электрического транспорта неразрывно связано с модернизацией сопутствующей инфраструктуры, и одним из факторов медленного внедрения электротранспорта в России является малое количество зарядных станций. У большинства существующих решений в области зарядных станций есть недостаток – отсутствие мобильных установок. Коллективом КГЭУ и ПО "Зарница" разрабатывается мобильная зарядная установка для заряда электротранспорта (МУЗЭ). На этапе проектирования возникла проблема с тем, что проводить постоянные испытания на полноценном прототипе мобильной установки заряда электротранспорта (МУЗЭ) будет затруднительно из-за массогабаритных параметров оборудования. При этом существует необходимость в предварительном подтверждении соответствия МУЗЭ группам климатического (УХЛ1) и механического исполнения (М3). Для выполнения данной задачи было принято решение о моделировании работы МУЗЭ в ПО COMSOL: необходимо смоделировать модуль из четырех аккумуляторных батарей (АКБ) с целью подтвердить параметры производителя, и таким образом верифицировать полученную модель. На этой основе можно реализовать полную модель МУЗЭ, состоящую из 1 200 АКБ, которую используют для проверки соответствия заданным условиям. Для тепловых расчетов необходимо проверить заранее выбранные параметры мощности кондиционирования и выбрать толщину теплоизоляции. В результате исследований получена 3D-модель в COMSOL, определены параметры всех используемых материалов, построены связи решений, выбрана физика процессов и вид решателя. На основе моделирования выбрана толщина изоляции, получены результаты моделирования работы системы кондиционирования для поддержания рабочей температуры аккумуляторных батарей, и продемонстрированы результаты, которые подтверждают механическую надежность МУЗЭ.
Бесплатно
Моделирование работы управляемых компенсаторов в электрических сетях
Статья научная
Произведен выбор управляемого статического компенсатора реактивной мощности для ПС 20 Никель. Выполнено моделирование участка энергосистемы с подключенным компенсатором с целью анализа характеристик энергосистемы.
Бесплатно
Статья
Скорость внедрения электротранспорта зависит от уровня развития зарядной инфраструктуры, к которой предъявляются все новые требования, в том числе по повышению удобства эксплуатации и снижению времени заряда. Решением проблемы может стать внедрение беспроводной зарядки электромобилей (устройство индукционное зарядное – УИЗ). Однако для изготовления эффективного УИЗ (без предварительного расчета и моделирования КПД устройства может не достигать 10 %) необходимо выбрать параметры катушек и провести моделирование частотных характеристик напряжения. Для этого в рамках реализации проекта по созданию мобильной установки заряда электротранспорта была решена задача по моделированию работы УИЗ. В соответствии с техническим заданием построена катушка в Excel, которую в качестве геометрии использовали в Comsol для оценки распределения магнитных полей. Для изучения частотных характеристик использовалась программа CST Studio. При помощи данных программ проведено моделирование разных методов реализации УИЗ с получением частотных характеристик. Подтверждено, что коэффициент связи растет с уменьшением расстояния между частями УИЗ. Проведены расчеты резонансных контуров, ожидаемого КПД для обоих типов резонансных контуров, сделан вывод, что уменьшение расстояния приводит к уменьшению резонансной частоты системы связанных контуров. Разработанная модель позволяет получить значения емкостей контура для образования резонанса, переходить к практической реализации и проводить верификацию полученных моделей.
Бесплатно
Моделирование сейсмической локации в трехмерных средах
Статья научная
Дано описание и представлен принцип работы программы "Сейсмоконфигуратор", разработанной в Кольском филиале Геофизической службы РАН (КФ ГС РАН). Показано, что данная программа позволяет задать трѐхмерную скоростную модель сейсмической среды, лоцировать в ней сейсмические события и моделировать ошибки локации, вызванные неточностью скоростной модели и погрешностями измерений времѐн приходов сейсмических волн на станции. Применѐн новый подход к моделированию, в котором проводящая среда заменяется стохастическим графом из большого числа вершин и рѐбер. Для описания моделей предложен простой язык задания параметров.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты численного моделирования теплового режима объекта долговременного хранения отработавшего ядерного топлива в варианте встроенной железобетонной конструкции. Приведены доказательства по обеспечению безопасного теплового режима объекта в условиях выбранной компоновки для широкого диапазона параметров модели.
Бесплатно
Статья научная
Проведено экспериментальное и расчетное исследование наведенного напряжения на отключенной воздушной линии электропередачи, вызванной влиянием контактной сети железной дороги переменного тока. Методом теоретического исследования при выполнении расчетов наведенного напряжения являлось математическое моделирование. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс ATP-EMTP, который позволяет моделировать линии электропередачи и тяговые сети железных дорог на основе их физических параметров с учетом изменения геометрии взаимного расположения и производить расчеты при различных режимах заземления ремонтируемой линии. Исходными данными для расчетов являлись измеренные значения токов и напряжений тяговой сети. Экспериментальное исследование значений наведенного напряжения и токов в тяговой сети проводилось на отключенной воздушной линии электропередачи и на проходящем вблизи однопутном участке железной дороги переменного тока. Для расчетного исследования наведенного напряжения были построены модели сближения исследуемых объектов в двух вариантах: когда на влияющем участке железной дороги находятся один и два электроподвижных состава. Сравнение результатов расчетного и экспериментального исследований наведенного напряжения на линии в большинстве рассмотренных случаев показало незначительные проценты относительной погрешности расчетных значений (4-7 %). Таким образом, результаты выполненного исследования позволяют рекомендовать программный комплекс ATP-EMTP для оценки уровня наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях электропередачи, имеющих участки сближения с электрифицированными железными дорогами, с возможностью задания максимальных рабочих токов во влияющей контактной сети.
Бесплатно
Моделирование элементов энергетических систем при транспортировании тепловой энергии
Статья научная
Теплоснабжение промышленных предприятий и объектов жилого сектора является в последние годы экономической и технической проблемой. Следует учитывать, что эффективность работы теплогенерирующего оборудования зависит не только от его технического совершенства, вида топлива, но и работы распределяющей сети, учитывающей тепловые, гидравлические потери, характеристик и режимов использования объектов теплоснабжения - зданий и технологических процессов. Возможность отпуска из системы теплоснабжения максимального расхода теплоты с учетом несовпадения максимумов и видов потребляемого ресурса у отдельных потребителей должна обеспечиваться правильным выбором набора оборудования источников энергии, а также пропускной способностью транспортных систем и возможностью ее регулирования. Крайне важно настраивать систему на эффективную работу не только на расчетном режиме (обычно на режиме максимальной нагрузки), но и всем диапазоне нагрузок, ибо расчетный режим во времени зачастую занимает относительно небольшую часть эксплуатационного времени. Таким образом, эффективность работы систем теплоснабжения во многом определяется используемым методом ее регулирования, включающим возможности регулирования работы основных агрегатов и элементов системы. В статье определены управляющие факторы, влияющие на эффективность работы системы. Представлены математические модели элементов системы, позволяющие регулировать количество отпущенной потребителям тепловой энергии в функции от режима работы системы. Отдельно рассмотрена и реализована математическая модель системы управления работой приводов электрических машин, используемых в системе.
Бесплатно
Модель аналитической системы поиска повреждений на воздушных линиях вследствие грозовых разрядов
Статья
Проблема поиска повреждений на воздушных линиях (ВЛ) вследствие грозового разряда актуальна для потребителей электроэнергии и ее поставщиков. Прямое попадание молнии в элементы ВЛ приводит к разрушению изоляторов, обрывам проводов и тросов, отключению потребителя. Основной задачей обслуживающего персонала является поиск повреждений, которые возникают после грозового разряда. Обычно для этого применяются специальные, установленные на подстанциях устройства, основанные на волновом методе, также используется визуальный метод. Предлагается модель обнаружения вероятных повреждений элементов воздушных линий путем создания подробной базы данных ВЛ региона и объединение этой базы данных с пополняемым в реальном времени архивом грозовых разрядов. Такая модель в соответствии с предложенным алгоритмом позволит составить список опор, вероятно попавших под воздействие грозового разряда, выявить принадлежность этих опор к конкретным ВЛ, и оповестить обслуживающий персонал о координатах и опорах ВЛ, где возможны повреждения. Модель имеет низкие эксплуатационные издержки, легко разворачивается в любой энергосистеме, но требует достаточной точности обнаружения грозовых разрядов и определения их координат. Решение проблемы точности обнаружения сводится к установке в регионе некоторого количества грозопеленгаторов той или иной системы. В статье рассматриваются данные вопросы на примере энергосистемы Мурманской области и грозопеленгаторов системы Blitzortung.
Бесплатно
Статья научная
На основе предложенной новой модели деятельного слоя многолетнемерзлых пород усовершенствована методика расчёта напряженно-деформированного состояния промерзающих-оттаивающих оснований. Она учитывает влияние морозобойных трещин, вертикальных и горизонтальных составляющих тепломассообмена, что позволяет повысить достоверность результатов расчетов, надёжность, продолжительность эксплуатации надземных трубопроводов в северных регионах и позволяет более широко применять поверхностные фундаменты.
Бесплатно
Модель и механизм функционирования системы управления безопасной эксплуатацией судов
Статья научная
Описывается модель двухуровневой системы управления безопасной эксплуатацией судов (СУБ). Рассматриваются возможности назначенного лица компании по формированию реализуемого механизма функционирования СУБ.
Бесплатно
Модель испарения капель керосина в атмосфере и загрязнения грунтов приаэродромной территории
Статья научная
Загрязнение грунтов приаэродромных территорий обусловлено образованием и рассеиванием капель керосина при его неполном сгорании в форсажном режиме работы двигателя самолета. При постоянном воздействии на объекты окружающей среды даже небольших количеств несгоревшего топлива в течение десятилетий эксплуатации аэродромов (прежде всего военных) вклад этой составляющей в загрязнение грунтов становится не менее значимым, чем при аварийных сбросах. Описание каплеобразования керосина основано на том факте, что отработавшие газы авиационных двигателей и дренажных систем не могут конденсироваться, так как находятся при температурах выше критической температуры для керосина. В процессе конденсации они должны перейти в парообразное состояние. Охлаждение отработавших газов и конденсация паров керосина происходит в спутном следе самолета с высоким уровнем турбулентности потоков воздуха. В результате формируются газодинамические образования, имеющие различные массы, которые при достижении температуры конденсации превращаются в капли жидкого керосина...
Бесплатно
Статья научная
Предложена модель многопараметрического контроля состояния безопасной эксплуатации по интервальным оценкам мореходных качеств судна. Выполнен структурный анализ модели и предложены основные расчетные формулы.
Бесплатно
Модель расчета опасности навала при швартовной операции
Статья научная
Рассматривается вероятность навала швартующихся в условиях открытого моря судов с точки зрения обеспечения их безопасности. Получены зависимости, определяющие математическое ожидание части траектории швартующегося судна, приводящей к опасному сближению судов и возможному навалу. Для повышения достоверности предсказания разработана модель интервальной оценки опасности навала.
Бесплатно
Модель эволюции энергии в природно-технических системах
Статья научная
Рассмотрена взаимосвязь двух ведущих параметров динамической системы в процессе ее эволюции. Получено решение однородной системы дифференциальных уравнений первого порядка с двумя неизвестными функциями для нескольких частных случаев изменяющихся во времени коэффициентов системы уравнений. Дана физическая трактовка рассматриваемых примеров. Установлено, что характер изменения ведущих параметров динамической системы зависит от вида функций-коэффициентов, входящих в систему дифференциальных уравнений
Бесплатно
Статья
Предложена методика модельной оценки погрешности полного электронного содержания (ПЭС) в ионосфере на основе данных пространственно разнесенных приемников сигналов низкоорбитальных спутников. Выполнена оценка погрешности расчета ПЭС как для спокойных ионосферных условий, так и при наличии плазменного кольца. Для оценки погрешности использовалась динамическая модель электронной концентрации ионосферы Земли. Для выбранных входных параметров (день года, время суток и т. д.) рассчитывалось модельное двумерное распределение электронной концентрации по этой модели. При расчете в это двумерное распределение электронной концентрации вносились изменения, которые преобразовали его в распределение в наибольшей степени соответствующее реальной ионосфере, например, наличие плазменного кольца, провала и т. д. Используя полученное распределение, рассчитывались модельные величины (разностная фаза и полное электронное содержание). Затем они использовались для модельной оценки погрешностей расчета полного электронного содержания методом разнесенного приема. Для спокойных условий в ионосфере относительная погрешность определения начальной фазовой постоянной не превысила 3 %, а в случае плазменного кольца – 13 %, для вертикального полного электронного содержания относительная погрешность в спокойных условиях не превышала 7 %, при наличии плазменного кольца – 60 %. Большие значения относительной погрешности были в областях резкого изменения вертикального полного электронного содержания.
Бесплатно
Модернизация арктической системы транспортировки минеральных ресурсов
Статья научная
Систематизированы существующие в экономической науке подходы к определению понятия "регион". Выделен регион Западной Арктики по признаку локализации месторождений медно-никелевых руд, объектов арктической никелевой промышленности на основании природно-хозяйственного подхода. Обоснованы перспективы развития никелевого потенциала Западной Арктики. Обоснована ведущая роль региона Западной Арктики на мировом товарном рынке никеля.
Бесплатно
Модернизация производства как решающий фактор повышения конкурентоспособности продукции
Статья научная
Рассмотрено состояние отечественной промышленности, в частности машиностроения. Показана необходимость обновления основных фондов промышленных предприятий. Представлены методы, позволяющие поддерживать оборудование в работоспособном состоянии. Уделено внимание вопросам конкурентоспособности, качеству и надежности.
Бесплатно
Молочная сыворотка в качестве растворителя среднемолекулярного хитозана
Статья научная
Рассмотрена возможность использования молочной сыворотки, являющейся жидким отходом молокоперерабатывающей промышленности и содержащей в своем составе более 200 органических веществ, в качестве растворителя хитозана определенной молекулярной массы. Исследованы образцы молочной сыворотки, отобранной на молокоперерабатывающем предприятии, среднемолекулярные хитозаны и растворы их в молочной сыворотке. Установлено, что образец хитозана с Мм 28,5 кДа растворяется в сыворотке, содержащей сухих веществ не более 5 % и характеризующейся значением pH = 4,85, с образованием вязкого раствора концентрацией 0,72 %, динамической вязкостью 0,016 Па·с. Полученный раствор в процессе хранения при температуре окружающей среды остается стабильным без разделения фаз
Бесплатно
