Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск
Том 46, № 1 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-1

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ 

8-18 354
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка модели и проведение численных расчётов охлаждения тонких струй водорода и дейтерия применительно к установкам по получению криогенных монодисперсных мишеней.

Методы. Для реализации поставленной цели была создана модель истечения криогенной струи в область низкого давления. В программной среде PHOENICS численным методом исследовано изменение с течением времени температуры поверхности и внутренней части струи при различных внешних параметрах.

Результат. Получены зависимости изменения температуры жидких струй водорода и дейтерия вдоль поверхности струи и по радиусу в зависимости от диаметра струи, скорости, начальной температуры струи и давления в рабочей камере установок по получению криогенных монодисперсных мишеней.

Вывод. Показана принципиальная возможность создания высокоскоростных криогенных монодисперсных мишеней. В соответствии с расчётами, при вводе тонких жидких струй водорода или дейтерия со скоростью до 100 м/с в рабочую камеру с низким давлением, струи на расстоянии до 1 мм не успевают замёрзнуть и могут быть разбиты на монодисперсные капли. Капли за счёт испарения охлаждаются и становятся гранулами. Разработанная модель и программа для определения параметров устойчивого монодисперсного распада жидких криогенных струй, а также результаты численных расчётов могут быть использованы при создании установок по получению высокоскоростных криогенных монодисперсных мишеней.

19-31 392
Аннотация

Цель. Для проведения абляции опухолей успешно применяют криогенные хирургические инструменты. Длительное время процедуры криоабляции в России проводили при помощи криодеструкторов, охлаждаемых жидким азотом, которые способны отводить теплоту от объекта абляции с высокой плотностью теплового потока и быстро формировать зону криоабляции, при этом относительно дешевы и просты в эксплуатации. Однако эти инструменты оказались не пригодны для малоинвазивных операций, поэтому их вытесняют из практической медицины криохирургические инструменты охлаждаемы за счет дросселирования газообразного аргона. Это и обусловило цель исследования - выбор аппаратуры для организации локального переохлаждения патологической ткани.

Метод. Для решения задачи оптимизации криогенного трубопровода был выбран метод поиска Парето-оптимального решения. Для решения данной задачи достаточно повысить давление в потоке жидкости направляемой в NCS при помощи жидкостного микронасоса. В роли критериев качества в данной задаче выбраны: мощность гидравлических потерь и мощность тепловых потерь.

Результат. Получены следующие результаты: минимальное давление в сосуде, обеспечивающее движение жидкости в однофазном состоянии по магистрали длиной 1 м составляет 0,75 МПа; при таком давлении через магистраль диаметром 1 мм поддерживается расход жидкости до 6 кг/ч; теплоотводящая способность инструмента достигает 608 Вт. Тепловая нагрузка на систему охлаждения теплоотводящего устройства аппарата для CA носит нестационарный характер и формируется за счет аккумулированного в тканях пациента запаса теплоты.

Вывод. Использование в криохирургической аппаратуре жидкого азота в недогретом состоянии позволяет преодолеть отмеченные недостатки жидкостных криодеструкторов.

32-41 331
Аннотация

Цель. Целью статьи является рассмотрение конструкции термоэлектрической системы (ТЭС) для извлечения инородных объектов из тела человека методом примораживания, а также моделирование процессов теплообмена в ней.

Метод. Предложена конструкция и физическая модель системы для извлечения инородных объектов из тела человека, в которой источником холода является термоэлектрический модуль (ТЭМ), размещенный на специальном механическом приспособлении, выполненном в виде зонда, обеспечивающего также съем теплоты с горячих спаев модуля. Разработана математическая модель ТЭС, реализованная на основе решения задачи о росте слоя льда с использованием метода решения нестационарного дифференциального уравнения Фурье, представленного в частных производных путем приведения его к уравнению с полными производными на основе использования расширенной версии подстановки Ламе-Клапейрона, и представления решения в виде степенного ряда, который описывает распределение температур в слое намораживаемого льда и удовлетворяет краевым условиям задачи.

Результат. Получены данные об изменении температуры извлекаемого объекта и толщины слоя льда во времени при различных величинах холодопроизводительности ТЭМ. Установлено, что продолжительность образования слоя льда между извлекаемым объектом и холодной поверхностью ТЭМ, являющимся исполнительным элементом системы, находится в небольших пределах, удовлетворяющих медицинским нормам, при этом скорость протекания процесса роста льда зависит от его мощности (увеличение холодопроизводительности ТЭМ с 1000 до 3000 Вт/м2 снижает продолжительность образования слоя льда, толщиной 2 мм практически на 40 с, при этом температура извлекаемого объекта снижается с 269 К до 252 К). Указано, что подбор геометрических параметров ТЭМ и тока его питания должен ориентироваться на ограничения по эксплуатации прибора, а также медицинские нормы и стандарты во избежание процесса обморожения прилежащих тканей.

Вывод. Предложен способ повышения эффективности системы, согласно которому использует- ся предварительное охлаждение ТЭС внешним источником холода, а также применением форсированных режимов работы ТЭМ.

42-52 302
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка расчетной модели системы термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), основанной на совместном использовании рабочих веществ со стабильной температурой плавления и жидкостного метода теплоотвода, исследование теплофизических процессов происходящих при ее работе.

Метод. Создана расчетная модель системы термостабилизации РЭА, основанной на использовании рабочих веществ со стабильной температурой плавления. Модель включает в себя описание процессов теплообмена при ламинарном движении жидкости в теплообменнике, определение продолжительности стабильной работы элементов РЭА в зависимости от скорости потока, холодопроизводительности термоэлектрической батареи (ТЭБ).

Результат. Получены графики зависимости, отражающие основные характеристики разработанной системы, в частности, зависимости изменения продолжительности поддержания стабильной температуры элемента РЭА от его мощности, температуры холодных спаев ТЭБ, рассеяние при различных максимальных скоростях течения жидкости в теплообменнике.

Выводы. Результаты расчетов определяют, что длительность полного проплавления рабочего вещества, соответствующая длительности стабильной работы элементов РЭА, может находиться в необходимых пределах только при выполнении определенных вполне конкретных условий: использовании в термостабилизирующей системе достаточного количества рабочего вещества, соответствующей температуры и скорости протекания жидкости в теплообменнике. Данные параметры системы термостабилизации необходимо подбирать исходя из количества тепла, выделяемого в единицу времени элементом РЭА, длительности его работы, а также характеристик ТЭБ, используемой для охлаждения жидкости.

53-65 361
Аннотация

Цель. Моделирование теплообмена в плоских каналах, с симметрично расположенными на обеих его сторонах турбулизаторами в зависимости от поперечного сечения турбулизаторов и режимов течения теплоносителя.

Метод. Расчёт проводился на базе теоретического метода, основанного на решении факторизованным конечно-объёмным методом уравнений Рейнольдса, замыкаемых с помощью модели переноса сдвиговых напряжений Ментера, и уравнения энергии на разномасштабных пересекающихся структурированных сетках (ФКОМ), который был успешно апробирован в [23].

Результат. Получены результаты расчёта интенсифицированного теплообмена в плоских каналах с двойными турбулизаторами различных поперечных сечений (квадратного, прямоугольного, полукруглого, треугольного) в зависимости от определяющих параметров вполне удовлетворительно согласующиеся с существующим экспериментальным материалом, но имеющие перед последними неоспоримое преимущество, т.к. допущения, принятые при их выводе, охватывают гораздо более широкий диапазон определяющих параметров, чем ограничения, имеющиеся в экспериментах (Pr=0,7÷100; Re=103÷106; h/dЭ=0,005÷0,2; t/h=1÷200).

Вывод. По результатам расчётов на основе разработанной модели можно осуществлять оптимизацию интенсификации теплообмена в плоских каналах с двойными турбулизаторами различных поперечных сечений, а также управлять процессом интенсификации теплообмена. При интенсификации теплообмена в плоских каналах симметричными выступами квадратного, прямоугольного и треугольного поперечных сечений, т.е. сравнительно резких очертаний, в вихрях до выступов и за ними выработка турбулентности сопоставима с диссипацией энергии, что приводит к увеличенным гидравлическим потерям; для плоских каналов с выступами полукруглого поперечного сечения, т.е. сравнительно плавных очертаний, диссипация энергии гораздо меньше, поэтому и гидравлическое сопротивление в таких каналах меньше. Был проведён подробный анализ структуры вихревых зон (основных, угловых, вторичных и т.п.) между периодическими поверхностно расположенными в плоском канале турбулизаторами потока квадратного, полукруглого, треугольного и прямоугольного поперечных сечений в зависимости от геометрических и режимных параметров течения теплоносителя, выявлено влияние этих зон на теплообмен и гидравлическое сопротивление канала; дополнительным образом подтверждена оптимальность применения к абрютированных турбулизаторов, где гидравлические потери много меньше, чем для турбулизаторов резких очертаний, что прямо или косвенно верифицируется существующим экспериментальным материалом [1—6].

66-78 499
Аннотация

Цель. Способы предотвращения наступления ролловера в хранилище сжиженного природного газа.

Метод. В статье рассматривается современные методы математического моделирования и программного обеспечения при решении задач в нелинейной постановке. Проведен нормативный анализ существующих методов транспортировки СПГ.

Результат. С помощью математической программы ANSYS смоделирован процесс ролловера в хранилище сжиженного природного газа. В програмном комплексе ANSYS было произведено 3d моделирование процесса тепло и массообмена страфицированной жидкости в хранилище сжиженного природного газа. При моделировании явления ролловера время до его наступления составило 30 минут, что отличается от экспериментального значения на 1,7 % По результатам проведенных расчетов можно определить, что время до наступления ролловера зависит от концентрации компонентныхв слоев, от заполнения и геометрии резервуара. Эти факторы приводят к увеличению испарения сжиженного природного газа 0,04 %.

Вывод. Метод численного эксперимента позволяет определить распределение давления, температуры, плотности, концентрации в исследуемом объекте, не прибегая к реальным экспериментам. Применение программного комплеса ANSYS вычислительной гидрогазодинамики при процессе тепло и массообмена страфицированной жидкости в хранилище сжиженного природного газа необходима при расчете повышенной точности.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ 

79-89 370
Аннотация

Цель. В статье рассмотрена проблема обеспечения точности при определении обобщённых координат рычажных механизмов задающих устройств копирующего типа с условием избыточной подвижности. Цель статьи заключается в определении аналитической зависимости обобщенных координат механизма задающего устройства копирующего типа с избыточной подвижностью.

Метод. Исследование основано на принципе формирования обобщённых координат задающего устройства копирующего типа для управления трёхзвенным антропоморфным манипулятором с 7-ю степенями подвижности, положенный в основу определения положения любых искомых точек устройства копирующего типа для управления трехзвенным антропоморфным манипулятором с 7-ю степенями подвижности при помощи решения обратной задачи кинематики.

Результат. Построены матрицы нахождения позиции узлов манипулятора в пространстве. Заданы матрицы преобразований поворота вокруг образующих осей и соответствующие формулы нахождения координат конечного узла. Описаны формулы для перехода к локальной системе координат соответствующих звеньев и формирования абсолютных значений координат.

Вывод. Выявлена комплексная зависимость, позволяющая вычислить абсолютные значения координат кистевого сочленения задающего устройства копирующего типа (ЗУКТ) с избыточной подвижностью при известных углах между звеньями и углах поворота сочленений. Представленный способ определения координат системы позволяет упростить расчётную часть и увеличить точность определения конечных точек, что влечёт за собой комплексное повышение производительности системы «задающее устройство – робот».

90-102 452
Аннотация

Цель. В настоящее время проведение вычислительного эксперимента над системой защиты информации от несанкционированного доступа, эксплуатируемой в автоматизированной системе, является трудоёмким процессом. Наибольшую сложность в данном направлении исследований представляет определение вероятностно-временных характеристик и формирование отчётов в процессе функционирования системы защиты информации. С целью анализа, получения и исследования вероятностно-временных характеристик данной системы необходимо разработать математическую модель её функционирования с использованием аппарата имитационного моделирования.

Метод. Одним из методов решения указанной проблемы является вычислительный эксперимент, в основе которого лежит построение имитационной модели. В качестве программного продукта имитационного моделирования была выбрана среда «CPN Tools», основными достоинствами которой являются: высокий уровень визуализации, возможность формирования различных отчётов по работе системы, быстрая модифицируемость моделей для решения другого класса задач, а также интеграция с другими программными средствами для формирования графических зависимостей.

Результат. Разработана имитационная модель системы защиты информации от несанкционированного доступа в программной среде «CPN Tools», позволяющая получать её вероятностно-временные характеристики, а также проводить исследования защищённости автоматизированной системы с учётом отвлечения значительных вычислительных ресурсов на процесс функционирования системы информационной безопасности при эксплуатации в автоматизированной системе в защищённом исполнении.

Вывод. Имитационная модель системы защиты информации от несанкционированного доступа в программной среде «CPN Tools» может использоваться как инструмент при оценке защищённости специальными органами по аттестации объектов информатизации и структурными подразделениями уполномоченных ведомств, а также при проектировании подобных систем с целью недопущения логических ошибок, определения их временных характеристик и сравнения с имеющимися в соответствии с техническим заданием на разрабатываемую систему защиты информации от несанкционированного доступа.

103-112 567
Аннотация

Цель. Целью исследования является выбор методов и средств для эффективной модернизации системы безопасности, существующей на предприятии.

Метод. Усовершенствование пропускного режима предлагается осуществить с помощью системы контроля и управления доступом на базе микроконтроллеров ARDUINO. Для выделения функций данной системы и требований к ней были построены UML-диаграммы. На основе этих диаграмм была разработана принципиальная электрическая схема аппаратной части системы с указанием всех входящих в нее элементов. На следующем этапе был предложен алгоритм работы аппаратной части системы контроля и управления доступом. Реализация части алгоритма для обмена информацией между устройством и информационной системой продемонстрирована в виде скетча на примере передачи пакетов по сети Ethernet по протоколу TCP. Для взаимодействия между системой и конечным пользователем был разработан интуитивно-понятный интерфейс. Необходимая информация хранится в базе данных, созданной в среде Microsoft SQL Server.

Результат. Разрабатываемая система была протестирована на предприятии по- средством скетчей и мультиметра. Результаты тестирования позволяют сделать вывод, что система готова к внедрению.

Вывод. В статье рассмотрен один из методов модернизации существующей системы контроля и управления доступом за счет более удобного интерфейса и добавления функций входа/выхода.

Работа выполнена по заказу предприятия ООО «Баранчинский электромеханический завод им. Калинина».

113-122 332
Аннотация

Цель. Актуальность данной статьи заключается в том, что проблема повышения безотказности подсистем авиационной и ракетно-космической техники при внезапных независимых отказах определяет одно из важных направлений научных исследований. Работа направлена на выявление и анализ специфических особенностей, которые необходимо учитывать при исследовании и разработке пассивно резервированных подсистем с учетом допусков при внезапных независимых отказах.

Метод. В ходе исследования расчеты проводились при использовании методов вероятности, перебора. Показана необходимость учета назначаемых и реализуемых допусков, кратного и некратного резервирования, дискретных шкал реализуемых допусков с различными уровнями значимости, критических вероятностей, определяющих диапазоны вероятностей элементов, где выгодно и невыгодно резервирование.

Результат. Выявлена возможность реализации любого допуска при различных значениях ряда возрастающих индивидуальных кратностей, что позволяет для заданного допуска ставить задачу поиска оптимальной кратности и соответствующей ей оптимальной структуры резервирования в интересах обеспечения максимальной безотказности резервированных подсистем. Анализ представленных зависимостей для реализуемых допусков первого и второго уровней показывает, что для каждого уровня допусков существуют равновесные значения ????????????, при которых критические значения ???????????? практически не меняются в зависимости от кратностей ????????.

Вывод. Выявлен разный характер изменения критических вероятностей ???????????? в зависимости от кратностей для различных значений реализуемых допусков. Так, при допусках первого уровня, больших 25% с ростом кратности величины ???????????? возрастают и меньших 25% с ростом кратности убывают. Аналогичный характер изменения величин ???????????? имеет местоотносительно допуска 28.6% для реализуемых допусков второго уровня.

123-131 332
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка информационной технологии проектирования систем мониторинга несущих конструкций зданий и сооружений повышенной категории ответственности на основании исходных данных об объекте строительства и результатов инженерных изысканий.

Метод. В статье рассматривается подход к формализации описания процедуры разработки проектов систем мониторинга зданий и сооружений, основанный на особенностях разработки СМИК строительных сооружений, инженерном опыте проектирования данных систем.

Результат. В статье представлены концептуальные основы разработанной информационной технологии, алгоритм определения режима мониторинга на основании сведений об объекте строительства, алгоритм работы макроса определения наиболее нагруженных узлов и элементов в комплексе конечно-элементного моделирования. Даны рекомендации по определению параметров контроля, состава измерительного оборудования.

Вывод. Разработанные в процессе исследования концептуальные основы информационной технологии позволяют провести дальнейшую разработку алгоритмов и программ для автоматизированного анализа сведений об объекте и участке строительства с целью получения автоматическом режиме результатов, необходимых для разработки систем мониторинга зданий и сооружений повышенной категории ответственности.

132-141 382
Аннотация

Цель. Решение основных задач проектирования объектов строительства в соответствии с экологическими стандартами невозможно без систем автоматизированного проектирования и управления базами данных. В статье рассматривается часть программного комплекса, который позволит автоматизировать процесс обеспечения соответствия объекта стандартам «зеленого» строительства.

Метод. В основу проектных разработок положены критерии системы добровольной экологической сертификации объектов недвижимости, утвержденные распоряжением Минприроды России, а также критерии стандартов LEED. Для анализа данных использовался программный комплекс MapInfo.

Результат. Разработана структура программного продукта, которая будет отвечать на основные вопросы, возникающие при проектировании любого здания с учетом стандартов зеленого строительства. Для каждой категории основополагающими факторами (исходными данными) выступают соответствующие данные каждого критерия.

Вывод. Разработанный программный комплекс даст возможность минимизировать воздействия строительного объекта на окружающую среду и повысить энергоэффективность строящегося объекта. Также, повысить качество организационно-технологических решений строительного процесса, уменьшить влияние объекта строительства на окружающую среду и эффективно использовать ресурсы. Полная реализация алгоритма даст возможность сократить время и затраты на проектирование зданий и сооружений, увеличить точность прорисовки деталей и элементов конструкции, улучшить качество и технико-экономический уровень итогов проектирования, а также минимизировать затраты на ручное моделирование и испытания.

142-151 355
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка комплекса взаимосвязанных информационных блоков для формирования, последующей обработки и применения данных в процессе подготовки отчетных и функциональных документов.

Метод. Выбор регулярно применяемых шаблонов в качестве основы для разработки информационных блоков. На основании структуры и форм выбранных шаблонов разработаны программные модули интерфейсов информационных блоков.

Результат. По результатам выявления и анализа проблемных вопросов в деятельности оперативной дежурной смены для автоматизации и интеллектуализации деятельности специалистов предложена идея разработки и применения универсальных информационных блоков в составе системы управления базами данных автоматизированных рабочих мест. Интерфейсы информационных блоков включены в состав каждого автоматизированного рабочего места и обеспечивают процессы: ввода, изменения, поиска и фильтрации данных; предварительного просмотра, печати и сохранения документов. В разработке алгоритмов применены оригинальные программные решения: объединения данных подготовленных несколькими специалистами, генерации реквизитов документов, передачи информации между разными автоматизированными рабочими местами, контроля времени готовности документов, доступа к необходимой справочной информации.

Вывод. Внедрение разработанных информационных блоков: «График дежурств ОДС», «Реквизиты», «Журнал несения дежурства», «Контроль», «Справочник» в состав комплекса автоматизированных рабочих мест оперативной дежурной смены в Центре управления в кризисных ситуациях позволяет в результате автоматизации отказаться от ручного заполнения текстовых шаблонов и, как следствие, снизить трудоемкость, увеличить ресурс и улучшить качество подготовки оперативных отчетных документов при возникновении происшествий, чрезвычайных ситуаций, пожаров и функциональных документов в режиме повседневной деятельности в соответствии с регламентными, должностными и функциональными обязанностями специалистов.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

152-159 359
Аннотация

Цель. В работе рассматривается целесообразность применения техногенного сырья угольного ряда при изготовлении высокоэффективной стеновой керамики. Интерес к техногенному сырью угольного ряда (шлам, отсев и кек), как к сырью, используемому при производстве керамических изделий в настоящее время сильно возрос. Причиной этому послужило сокращение базы качественного глиняного сырья, удорожание его использования при производстве стеновой керамики, большое количество скопившегося запасов различных пород техногенного сырья угольного ряда.

Метод. В исследованиях использовался следующий состав сырьевой смеси: 70% техногенного сырья угольного ряда (отсев) и 30% глинистого сырья. Определение физико-механических свойств образцов проводились по ГОСТ 530-2012. Угольные отвалы представляют собой тонкозернистые продукты, в твердой части которых содержится значительное количество угля.

Результат. Определены технологические параметры получения стеновых керамических изделий на основе угольных шламов. Изучены основные физико-технические характеристики полученных материалов. Изучены фазовые преобразования, протекающие при обжиге и закономерности формирования структуры черепка. Показана целесообразность производства высокоэффективных керамических изделий с пониженной теплопроводностью и плотностью на основе техногенного сырья угольного ряда с использованием технологии компрессионного формования.

Вывод. Результаты теоретических исследований подтверждаются практическими данными, заключающимися в том, что в сырьевых смесях, содержащих техногенное сырье угольного ряда, резкое увеличение прочности, с учётом полно- го выгорания углерода, наступает при температурах 1000 -1060°С. Приведённые изменения в процессе производства изделий данным способом помогут достигнуть существенного энергосбережения газа и оптимизации режима обжига.

160-168 350
Аннотация

Цель. В данной статье рассматриваются варианты дополнительных удерживающих устройств для подпорных конструкций, изготовленных из полимерных шпунтов. Вопрос повышения устойчивости полимерных шпунтовых свай играет одну из ключевых ролей в проектировании и строительстве сооружений с применением данного вида материала. В статье приведено сравнение двух вариантов удерживающих устройств и сравнение их с неукрепленным вариантом на примере выемки одинаковой глубины.

Метод. Расчеты проводятся методами Кулона-Мора, реализованными в программном комплексе GEO5 модуль «Ограждение котлованов – анализ».

Результат. Полученные расчеты показали возможность применения обоих типов удерживающих устройств в подпорных конструкциях из полимерных шпунтов.

Вывод. Расчеты показали эффективность обоих методов при их использовании в качестве дополнительных удерживающих устройств для подпорных конструкций с использованием поливинилхлоридных шпунтов. Вариант с установкой опорной трубы позволяет несколько снизить деформацию шпунтовой конструкции, но при этом у него отсутствует возможность регулировки вертикального положения стенки, которая присутствует в варианте с анкерной системой за счет приваривания резьбовых шпилек к концам металлических тяг, либо использования талрепов.

169-176 306
Аннотация

Цель. В статье приводится вывод разрешающего уравнения для расчета на устойчивость плоской формы деформирования призматических балок с учетом реологических свойств материала.

Метод. Задача сводится к дифференциальному уравнению второго порядка относительно угла закручивания, решение которого выполняется численно методом конечных разностей в сочетании с методом Эйлера.

Результат. Полученное дифференциальное уравнение позволяет учесть наличие начальных несовершенств в виде начального прогиба балки, начального угла закручивания, а также эксцентриситета приложения нагрузки. Представлено решение тестовой задачи для консольной полимерной балки под действием сосредоточенной силы. В качестве закона ползучести используется нелинейное уравнение Максвелла-Гуревича. Введена величина длительной критической нагрузки и показано, что при нагрузке меньше длительной критической ползучесть носит ограниченный характер. Установлено, что, как и для сжатых стержней, при нагрузке меньше длительной критической скорость роста перемещений во времени затухает. При ???? = ????дл перемещения растут с постоянной скоростью, и при ???? > ????дл скорость роста перемещений возрастает во времени. Полученные результаты подтверждают достоверность выбранной методики.

Вывод. Получено универсальное разрешающее уравнение для расчета на устойчивость плоской формы изгиба балок прямоугольного сечения, подходящее для произвольных законов ползучести.

177-186 277
Аннотация

Цель. Обозначены и проанализированы актуальные в настоящее время вопросы энергетической и экологической безопасности строительных объектов и обслуживающих их инженерных систем климатизации.

Метод. Используя тепловые методы и средства контроля теплоэнергетических параметров в переходных условиях подвода и отвода энергии в системе «источник энергии – приемник энергии», рассмотрена возможность идентификации ее силовых и потоковых характеристик, определяющих и формирующих процессы и режимы, отражающие основные количественные и качественные уровни текущих энергоформопреобразований.

Результат. Предложены варианты решения данной проблемы посредством комплексного контроля некоторых энерго-экологических характеристик строительных конструкций зданий и сооружений на лабораторно-экспериментальном научно-исследовательском стенде «источник энергии – приемник энергии». Представлены алгоритм идентификации термодинамических сил, потоков, свойств, изменения и воспроизводства энтропии в системе «источник энергии – приемник энергии», функциональная модель и иерархическое представление трехуровневой открытой термодинамической системы «источник энергии – приемник энергии», некото-ые результаты расчетно-экспериментального определения экоэнергетических характеристик фрагмента ограждающей строительной конструкции на примере кирпичной стенки.

Вывод. Предположено и доказано, что опыт совместного использования законов неравновесной и феноменологической термодинамики для исследования и моделирования неравновесных термодинамических процессов, протекающих в системах различного рода, позволяет контролировать их экологическое состояние и повышает точность прогнозирования затрат и рационального использования энергоресурсов.

187-194 360
Аннотация

Цель. Пеностекло и керамзит абсолютно пожаробезопасные, надежные и экологически чистые теплоизоляторы. Но в себестоимости их производства затраты на энергоресурсы достигают 40…60 %.

Метод. Предложено часть тепловой энергии, необходимой для производства стройматериалов, вырабатывать ветроэлектрической станцией (ВЭС).

Результат. Разработана теплофикационная ВЭС с турбиной Дарье, способной работать в тяжелых климатических условиях. Несущая часть ветросиловой установки состоит из трех простых мачт, работающих преимущественно на сжатие. Мачты симметрично расставлены относительно центра ВЭС. Особенность конструкции в том, что вертикальный вал с турбиной подвешен вверху на вертлюге в точке, где сходятся три почти горизонтальных каната. Свободные концы канатов проходят через блоки на вершинах мачт и закреплены анкерами на уровне земли. Поэтому вал работает преимущественно на растяжение и кручение и хорошо противостоит поперечным колебаниям. На ВЭС работает простой генератор без аппаратуры для регулирования напряжения и частоты тока, так как для электронагревателей печей, на которые подается ток генератора, кондиционирование электроэнергии не требуется. При уменьшении скорости ветра и падении мощности ВЭС автоматика подает больше топлива в горелки для поддержания температуры по регламенту.

Вывод. Таким образом, мощность ВЭС восполняет часть потребной тепловой мощности печей, а недостающую часть тепловой мощности компенсируют сжиганием газа или мазута. Если ВЭС находится вблизи предприятия, то электроэнергия подается потребителю без трансформаторов. Дешевле проложить кабели увеличенного сечения, чем комплектовать ВЭС двумя силовыми трансформаторами.

РЕДАКЦИОННЫЙ ОТДЕЛ 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-6185 (Print)
ISSN 2542-095X (Online)