Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1367
Способы модифицирования силуминов комплексным флюсом COVERAL MTS1582 производства FOSECO
Статья научная
В статье рассмотрена возможность модифицирования силуминов комплексным гранулированным флюсом COVERAL MTS1582 производства FOSECO. Показано, что использование данного флюса позволяет измельчать зерно отливок в 2-4 раза эффективнее по сравнению с прутковой лигатурой AlTi5B1, повышать стабильность качества металла по индексу плотности в 2 раза; изменения уровня механических свойств колес при этом не зафиксировано.
Бесплатно
Статья научная
В России разработка технологий по снижению вредных выбросов и парниковых газов в атмосферу соответствует направлению стратегии научно-технологического развития РФ до 2035 года. В рамках данной стратегии запланирован переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике. Переход на водородное топливо и водородсодержащие газы является огромным шагом на пути к декарбонизации. Наиболее доступным и экономически выгодным решением будет использование водородсодержащих газов нефтеперерабатывающих предприятий. Но перед использованием этих газов необходимо подвергнуть их предварительной очистке от неводородсодержащих ингредиентов и примесей. Анализ литературных источников позволил выделить основные способы очистки: абсорбция, хемосорбция, адсорбция, мембранные методы. Но наибольший интерес представляют адсорбционные методы, которые легче реализовать в промышленном масштабе и которые более экономически обоснованны. Поэтому в работе представлены результаты лабораторных исследований по определению улавливающей способности углекислого газа некоторых адсорбентов: активированный уголь, цеолит, бентонит, силикагель, извести гашеная и негашеная, высокоосновный анионит. Выбор сорбентов был обоснован их различной удельной поверхностью, различной природой происхождения, а также доступностью применения в промышленном масштабе.Эксперимент по улавливанию проводился на лабораторной установке, в адсорбер забивался сорбент и через него пропускался воздушный поток с углекислым газом. Непоглощенный сорбентом углекислый газ поступал в колбу с раствором гидроксида натрия концентрации 0,01 н. По завершении эксперимента у раствора гидроксида натрия определяли щелочность титриметрическим методом. По результатам эксперимента можно сделать вывод, что наибольшей улавливающей способностью по углекислому газу обладают следующие сорбенты: негашеная и гашеная известь, а также пропитанный в растворе гидроксида натрия цеолит. С точки зрения научного интереса можно выделить бентонит, который улавливает углекислый газ почти на 80 %. Остальные исследуемые сорбенты обладают средней улавливающей способностью.
Бесплатно
Способы повышения локомоционных характеристик шасси мобильных роботов
Статья научная
В данной статье представлены варианты организации шасси мобильных роботов, а также возможные пути улучшения характеристик шасси мобильного робота (МР) в части их проходимости по недетерминированным поверхностям.Применение робототехники и робототехнических комплексов в настоящее время получило широкое распространение в различных областях науки и техники, связанных с обслуживанием оборудования, транспортировкой предметов, контролем состояния систем и т.д. Одним из основных видов робототехники, участвующих в данных процессах, являются МР, которые на сегодняшний день могут обладать разным функционалом. Компонентами МР являются информационно-логическая система управления, датчики, исполнительные механизмы, система электропитания и шасси с движителем. Шасси и примененный движитель во многом определяют как конструктивный облик МР, так и его функциональные возможности, главная из которых - способность к передвижению в недетерминированной среде и приспособляемость к сложным условиям движения.На сегодняшний день существует большое разнообразие вариантов организации шасси МР, каждый из которых имеет свои особенности работы, достоинства и недостатки.Данная статья посвящена вопросу повышения локомоционных характеристик шасси МР. Решаемыми задачами являются рассмотрение вариантов организации шасси МР и определение возможных путей улучшения локомоционных характеристик выбранного варианта шасси МР.
Бесплатно
Способы получения и практического применения синтез-газа (обзор)
Статья научная
В статье подробно рассмотрен процесс газификации топлива, протекающий внутри газогенератора при получении синтез-газа, приведены примеры промышленного применения синтез-газа, полученного из углей, как в России, так и за рубежом. Описаны различные виды газогенераторов. Проанализированы теплотворные характеристики синтез-газов, полученных из различных видов топлива и различными способами. Описан комбинированный цикл комплексной газификации биомассы BIGCC с приведенным примером эксергетического анализа. Освещена тема калорийности синтез-газа, полученного при термической деполимеризации органического топлива в отсутствие кислорода.
Бесплатно
Способы сжигания твердотопливных смесей в энергетических установках (обзор)
Статья обзорная
В работе представлен один из наиболее доступных способов перехода к ресурсосберегающей и экологически безопасной выработке тепловой и электрической энергии угольными объектами теплоэнергетики, заключающийся в сжигании смесей топлив. Проведен обзор существующего опыта перевода действующего теплотехнического оборудования как в России, так и за рубежом, подробно описаны основные трудности в процессе сжигания твердотопливных смесей. Наиболее эффективные смеси по своим экологическим показателям получаются на основе угля и биомассы с ее добавлением по теплосодержанию не более 20 %. Горение остается одним из самых сложных и не исследованных процессов, а при совместном горении нескольких твердых топлив происходят дополнительные взаимодействия, которые влияют на основные характеристики горения, поэтому в работе отдельно рассмотрены методики исследований процесса горения и оборудование для проведения опытного сжигания твердотопливных смесей.
Бесплатно
Способы снижения влияния высокого затухания в осадках
Статья научная
Бурное развитие спутниковой связи в мире привело к дефициту частотно-орбитального ресурса на геостационарной орбите. В поисках решения этого вопроса мировое сообщество связистов уходит во все более высокочастотный диапазон. Использование Ka-диапазона частот позволяет на время решить проблему дефицита частотно-орбитального ресурса, повысить пропускную способность каналов связи, снизить стоимость абонентских станций, однако требует от инженеров решения новых задач. Существенной преградой на пути использования Ka-диапазона частот является значительное затухание в осадках. В статье рассмотрены методы снижения влияния большого затухания в дожде на готовность радиолинии.
Бесплатно
Сравнение аэродинамических характеристик лопаточных венцов с различной формой оси лопатки
Статья научная
Экспериментально и расчетно изучено влияние формы оси лопатки на интегральные аэродинамические характеристики рабочего колеса осевого компрессора. Проведены измерения и сопоставление полей параметров потока для лопаточных венцов с различной осью лопатки. Даны рекомендации по профилированию лопаточных венцов с искривленной осью лопатки.
Бесплатно
Сравнение квантово-химических моделей расчета спектроскопических свойств GeO
Статья научная
В статье проведен расчет частоты валентного колебания газообразного GeO в различных квантово-химических моделях. Проведено сопоставление с экспериментом. Найдена корреляция между расчетными значениями длины связи r(Ge-O) и гармонической частотой колебания. Получены параметры линейной регрессии «гармоническая частота-длина связи». Проведена калибровка квантово-химических методов по расчету свойств GeO.
Бесплатно
Сравнение эффективности мельниц "АГО-2" и "Активатор-2SL" при механической активации порошка титана
Статья научная
Проведено сравнение эффективности двух планетарных мельниц марок «АГО-2» и «Активатор-2SL» при механической обработке (активации) порошка титана марки ПТОМ-2. На основе расчета энергетической мощности мельниц показано, что введение сопоставимых значений энергии в порошок титана разными мельницами приводит к схожим результатам по объёмному распределению частиц, но к отличающимся в счетном распределении частиц.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье представлена сравнительная оценка результатов численного моделирования гидродинамических процессов в МГД-системе при различных моделях турбулентности и детализациях сетки. Проведено взаимное сравнение результатов по основным гидродинамическим характеристикам, а именно осредненной и мгновенной скорости, турбулентной кинетической энергии, а также дана оценка вспомогательного параметра Y+.
Бесплатно
Сравнительный анализ методов адаптации параметров регулятора системы управления робота-манипулятора
Статья научная
При действии внутренних и внешних неконтролируемых воздействий управление многозвенным манипулятором требует постоянной адаптации регулятора. Предложены методы адаптации классического ПИД-регулятора на основе алгоритма поисковой оптимизации, а именно симплексного инвариантного метода. Структура предложенных алгоритмов совпадает со структурой известных алгоритмов на основе искусственных нейронных сетей. Рассмотрены две конфигурации адаптивного ПИД-регулятора: в первой осуществляется непосредственная настройка коэффициентов; во второй в функции ошибки слежения формируется дополнительное воздействие, которое суммируется с выходом ПИД-регулятора. В работе в качестве объекта управления использован двухзвенный робот-манипулятор с нагрузкой в схвате. Представлено сравнение траекторий движения робота с применением различных адаптивных регуляторов на основе нейронных сетей и симплексного инвариантного метода. Приведены результаты управления манипулятором с постоянной и переменной нагрузкой, определены зоны эффективного применения предложенных алгоритмов адаптации. Математическое моделирование показало, что предлагаемый метод эффективно решает задачи адаптации в условиях дрейфа параметров робота-манипулятора.
Бесплатно
Статья научная
Проведен сравнительный анализ способов дополнительной цифровой модуляции периодических шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией. Приведены результаты анализа помехоустойчивости при дополнительной фазовой и частотной манипуляции шумоподобного сигнала цифровым сообщением.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны алгоритмы импорта космических снимков в ГИС, позволяющие манипулировать ими как векторными слоями полигональных объектов. Разработаны программные средства автоматизации импорта космических снимков, представленных в форматах GeoTIFF (Landsat) и HDF EOS (Terra ASTER). Рассмотрены вопросы оценки состояния растительного покрова лесоболотных территорий юго-востока Западной Сибири с использованием космических снимков и геоинформационных технологий.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится статистический анализ изменения коэффициентов, характеризующих несинусоидальность и несимметрию питающего напряжения и потребляемого тока в системах электроснабжения индивидуального жилищного строительства (ИЖС). Показано, что в зависимости от времени суток можно выделить три характерных периода в суточном графике потребляемой мощности электроприемниками ИЖС. Экспериментами установлено, что изменения коэффициентов относятся к случайным процессам с явно выраженным трендом и гармоническими составляющими. Рассчитаны законы изменения числовых характеристик случайного процесса в функции времени для каждого характерного периода. На основании этих выражений определяются наиболее вероятные значения коэффициентов с учетом ежегодного роста нагрузок на 5 %. Эти значения позволяют оценить потери энергии в системах ИЖС и выбрать технические решения для их снижения.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены перспективы развития интеллектуальных электроэнергетических систем. Подробно представлен подход к оптимизации режимов электроэнергетических систем по реактивной мощности. Решение данной задачи требует учета многорежимности, определения интегральных характеристик режимов и др. Аналитическое моделирование изменения нагрузок методом факторного анализа позволяет резко снизить объем информации без существенной потери точности получаемых решений. Для этого реально коррелированные электрические нагрузки различных узлов электроэнергетических систем представляются в виде линейной комбинации независимых случайных величин, а именно обобщенных графиков нагрузок. Показано, что учет многорежимности ортогональными графиками приводит к значительному упрощению решения многорежимных задач. Выбор состава зависимых и независимых переменных при решении задачи оптимизации с учетом режимов электропотребления оказывает основополагающее влияние как на моделирование ограничений, формирование приведенного градиента и основных расчетных выражений, так и на скорость оптимизационного поиска в целом.
Бесплатно
Статические характеристики и методы расчета установившихся режимов работы синхронных двигателей
Статья научная
Приводятся аналитические зависимости, описывающие связи между активной мощностью, реактивной мощностью, напряжением статора, током статора и током возбуждения. Они учитывают явнополюсность ротора и изменение насыщения магнитной цепи и позволяют при минимальном объеме исходных данных рассчитать установившийся режим работы синхронного двигателя.
Бесплатно
Стационарные и динамические процессы в технологических печах
Статья научная
В статье предложены математические модели для стационарных и динамических процессов технологических печей как объектов с распределёнными параметрами. Эти математические модели получены на основе законов сохранения энергии, массы и импульса и включают в себя дифференциальные уравнения в частных производных. Проведено численное исследование стационарных режимов трубчатых печей. Для этого сформулирована краевая задача для расчета концентрации горючего вещества, плотности, скорости, температуры дымовых газов и температуры нагреваемого сырья, идущего на разделение в ректификационную колонну. Представленырезультатырасчетатехнологическихпараметров. Предложенныйметодможет бытьиспользованприавтоматизацииректификационныхустановоквнефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Бесплатно
Стеновые материалы на основе горелых пород
Статья научная
Показана возможность получения эффективных безобжиговых стеновых строительных материалов на основе горелых пород месторождений Красноярского края. Приведены результаты исследований основных эксплуатационных свойств разработанных материалов. Рассмотрены технологические способы изготовления безобжиговых стеновых материалов на основе горелых пород. Установлено, что изделия на основе горелых пород сопоставимы по прочности при сжатии с керамическим кирпичом (ГОСТ 530-2012), но имеют значительно более высокую прочность при изгибе, чем у керамического кирпича данной марки. Отражены вопросы преодоления неоднородности состава и строения горелых пород (глиежей). Дан анализ свойств безобжиговых стеновых материалов в зависимости от методов производства.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время спрос на энергию растет высокими темпами, и возникают проблемы, стоящие перед интеграцией электрической сети, в первую очередь с передачей энергии на большие расстояния. Описанная выше проблема может быть решена с использованием систем передачи HVDC. Основные преимущества этих систем связаны с более низкими потерями при передаче, а также меньшими затратами по сравнению с традиционными системами передачи HVAC. По ряду причин технология преобразования напряжения (преобразователь источника напряжения - VSC) с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ) системы передачи постоянного тока высокого напряжения (VSC- HVDC) имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с системой передачи постоянного тока с использованием преобразователей с линейной коммутацией (LCC-HVDC), в частности, упрощается реализация многотерминальных систем передачи постоянного тока HVDC, появляется возможность быстродействующего и независимого регулирования активной и реактивной мощности, возможность двунаправленной передачи мощности при сохранении неизменной полярности напряжения постоянного тока. Благодаря высокой степени управляемости преобразователей источника напряжения (VSC) в основном рассматривается в недавней литературе работа HVDC. В прошлом было проведено много исследований и разработок в области передачи VSC-HVDC, особенно в аспектах ее управления. Однако в большинстве случаев для описания операционных характеристик различных предлагаемых стратегий управления использовались только качественные методы. Поэтому цель исследовательской работы в этой статье - заполнение некоторых пробелов, таких как исследование различных стратегий управления терминалами VSC-HVDC для использования в сетях постоянного тока.
Бесплатно
Стратегические ориентиры для ядерной энергетики в новой реальности
Статья научная
Необходимость замыкания топливного цикла для расширения ресурсной базы требует переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ) для извлечения делящихся изотопов. Одновременно с этим наибольшие опасения относительно атомной энергетики вызывает наличие радиоактивности и возможность радиоактивного заражения территории. В настоящее время в целях замыкания топливного цикла рассматривается переработка высокоактивного ОЯТ тепловых и быстрых реакторов. Их переработка сопровождается работой с высоким уровнем радиоактивности и неизбежно возникающими безвозвратными потерями радионуклидов. При этом с увеличением объемов перерабатываемого ОЯТ будут расти и потери в абсолютных величинах. В качестве альтернативы рассматривается переработка низкоактивных бланкетов термоядерного реактора. В статье сравниваются варианты с переработкой высокоактивного и низкоактивного ОЯТ. Показано, что при одной и той же экономии природного урана за счет различных стратегий замыкания ядерного топливного цикла (ЯТЦ) можно на 3-4 порядка сократить уровень радиоактивности, с которой придётся работать. Это, в свою очередь, благоприятно скажется на экологии, персонале, общественном мнении по отношению к атомной энергетике.
Бесплатно
