Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск
Том 48, № 2 (2021)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-2

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ 

9-19 185
Аннотация

Цель. Определить наиболее актуальный способ повышения энергоэффективности системы отгрузки сжиженного природного газа (СПГ) из крупнотоннажных хранилищ.
Метод. Использована методика анализа существующих систем отгрузки СПГ из накопительных емкостей для выявления критических (аварийных) элементов системы, подлежащих модернизации, и возможных вариантов модернизации конструктивных элементов.
Результат. Проанализирована работа системы отгрузки СПГ из накопительных емкостей, описаны основные характеристики работы системы. Рассмотрены основные проблемы, связанные с проектированием и конструированием погружных насосов, цели и задачи разработки новых конструкций погружных насосов. Были изучены основные виды и типы погружных насосов для СПГ, их разновидности, а также виды приводов с целью выбора наиболее оптимального нового варианта модернизации погружных насосов для систем отгрузки СПГ из танкеров. В дальнейшем необходимо произвести расчет гидротурбины в целях определения ее геометрических параметров, а также расчет режимов работы рабочего колеса турбины в сообщении с рабочим колесом центробежного насоса.
Вывод. Анализ опыта эксплуатации хранилищ показывает, что СПГ насосы являются наиболее критичным узлом, который значительно повышает производственные риски. Таким образом, в качестве метода повышения энергоэффективности системы отгрузки СПГ из накопительных емкостей была выбрана модернизация конструкции погружного насоса СПГ (ПНСПГ). На основании рассмотренных преимуществ и недостатков конструктивных элементов существующей конструкции ПНСПГ был определен наиболее оптимальный метод модернизации – замена электрического привода насоса на альтернативный.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ 

20-28 170
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение зависимости среднего значение ошибки в вычислении координат эпицентра землетрясения от ошибок измерения скоростей сейсмических волн для различных методов локализации сейсмических событий, а также определение распределения ошибок для метода определения координат гипоцентра землетрясения с использованием овала Кассини.
Метод. Задача решена с использованием статистических методов: частотного и регрессионного анализов, метода сравнения средних, а также перебора по сетке.
Результат. Установлена связь между точностью измерения скоростей сейсмических волн при определении координат эпицентра землетрясения для четырех различных методов вычисления координат гипоцентра землетрясения. Предложен метод определения координат гипоцентра землетрясения с использованием фигуры четвертого порядка овала Кассини. Осуществлено сравнение плотности распределения ошибок метода овала Кассини по сравнению с другими методами.
Вывод. Полученные результаты позволяют осуществить выбор того или иного метода вычисления координат гипоцентра исходя в зависимости от конкретной местности, в которой произошло сейсмическое событие и мест размещения сейсмических датчиков.

29-39 173
Аннотация

Цель. Целью исследования является анализ существующего методического обеспечения, используемого при оценивании эффективности функционирования систем защиты информации от несанкционированного доступа в автоматизированные системы, на основе исследования открытых литературных источников, международных и отраслевых стандартов РФ по информационной безопасности АС, руководящих документов и приказов Федеральной службы по техническому и экспортному контролю России, а также ведомственных приказов, инструкций и нормативных актов. Результатом анализа является выявление достоинств и недостатков указанного методического обеспечения, а также возможностей его использования при проведении количественной оценки эффективности функционирования подсистем управления доступом систем защиты информации от несанкционированного доступа на объектах информатизации органов внутренних дел.
Метод. Применен метод системного анализа подходов, используемых при оценивании эффективности средств и систем обеспечения информационной безопасности.
Результат. Представлены результаты анализа основных подходов, используемых при оценивании эффективности средств и систем обеспечения информационной безопасности автоматизированных систем. Определена связь показателя эффективности функционирования подсистем управления доступом систем защиты информации от несанкционированного доступа с основным недостатком их применения в защищенных автоматизированных системах органов внутренних дел. Обоснованы основные направления совершенствования существующего методического обеспечения, предложены способы и показатели для проведения количественной оценки эффективности функционирования подсистем управления доступом (в том числе модифицированных на основе использования новых информационно-коммуникационных технологий).
Вывод. Полученные результаты могут быть использованы для проведения количественной оценки защищенности существующих и разрабатываемых автоматизированных систем на объектах информатизации органов внутренних дел.

40-49 147
Аннотация

Цель. В последние десятилетия критерии определения потенциальных районов для строительства плотин развивались рука об руку с технологическими инструментами, такими как географические информационные системы (ГИС). Однако критерии сохранения охраняемых районов во многих случаях не учитываются, поэтому биоразнообразию окружающей среды наносится ущерб, который может стать непоправимым. В данной работе представлена оптимизация процесса обнаружения ключевых точек местности путем разработки гибридного алгоритма геопространственного анализа в QGIS. Цель состоит в том, чтобы ускорить вычислительное время, которое является критической переменной для всего процесса обнаружения ключевых точек, и предложить потенциальные области, которые не представляют опасности для биоразнообразия.
Метод. Используемая стратегия базируется на двух фундаментальных предпосылках: выделении вершин пространственных объектов (рек) и анализе расстояний между пространственными объектами (реки и прилегающие территории). Извлечение вершин позволяет получить потенциальные точки, а анализ расстояния позволит выделить из них те точки, которые находятся в диапазоне, допустимом для расположения плотины при условии нанесения наименьшего возможного ущерба биологическому разнообразию прилегающей территории. Валидация алгоритма была проведена на примере гидрологической сети муниципалитета Маникарагуа, Куба.
Результат. Полученные результаты сравнивались с точки зрения использованного времени расчета, количества извлеченных допустимых вершин и процента уменьшения общего числа областей. Это сравнение проводилось при использовании одного, двух и трех векторных слоев (.shp) с пространственными объектами, представляющими стратегические охраняемые территории.
Вывод. Полученные результаты показали, что чем более репрезентативны используемые космические данные (.shp), тем эффективнее будут результаты, полученные алгоритмом по отношению к задачам охраны окружающей среды. Достигнуто снижение до 13% от первоначально обнаруженных ключевых точек.

50-59 169
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка автоматизированных балансовых схем в товарно-сырьевых парках (ТСП).
Метод. Применены методы моделирования балансовых схем товарно-сырьевых парков с учетом схем перемещения и отгрузки нефтепродуктов.
Результат. Приводятся характерные для нефтеперерабытывающего завода (НПЗ) примеры автоматизированных балансовых схем товарно-сырьевых парков с описанием технологических процессов или процессов отгрузки нефтепродуктов. Показаны процессы автоматизации отгрузки железнодорожным, автомобильным, водным транспортом, а также отгрузка по средствам трубопроводов. Графически показываются оперативные и суточные сводки по балансовым объектам, таким как резервуар или группа резервуаров (товарная группа). Приводится пример автоматизированного диспетчерского листа, формирующегося на основе соответствующих автоматизированных балансовых схем.
Вывод. Внедрение автоматизированных балансовых схем для всех значимых объектов производства на НПЗ, в частности в ТСП, позволит обеспечить наглядность и прозрачность сведений по балансовому объекту, которые впоследствии используются для сведения баланса по предприятию в целом.

60-72 195
Аннотация

Цель. Удаление асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на объектах нефтегазового комплекса является одной из актуальных и важных проблем, что требует значительных материальных и трудовых затрат для ее решения. Сокращение затрат возможно с помощью моделирования процессов обработки отложений на основе создания и внедрения эффективных технических средств.
Метод. В данной работе рассматривается концептуальный подход к решению проблемы обработки асфальтосмолопарафиновых отложений при транспортировке и хранении нефти, предложены возможные методы ее решения. Дается обзор различных способов очистки объектов транспорта и хранения от АСПО: химические (добавление присадок, растворителей), тепловые (нагрев при помощи специальных устройств или при разработке закачки перегретого пара), механические (использование скребков и поршней), в том числе рассмотрены научные работы по применению ультразвука для ускорения удаления отложений.
Результат. Предложены наиболее эффективные способы удаления отложений, а также использование удаляемого слоя в качестве вторичного энергоресурса. Применен модельный расчет использования ультразвукового оборудования для удаления отложений. В результате определена скорость движения фронта плавления отложений в зависимости от продолжительности воздействия.
Вывод. Моделирование ультразвуковой обработки асфальтосмолопарафиновых отложений создает возможность их применения в нефтегазовом комплексе в качестве вторичного сырья, что позволит снизить экологическое воздействие на окружающую среду и повысить эффективность использования оборудования.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

73-80 220
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение путей повышения уровня энергоэффективности за счет проведения комплексного анализа инженерных систем дома с учетом существующей модели энергообеспечения и контроля показателей влияния на эффективность работы инженерно-технического оборудования.
Метод. Основная методика базируется на обследовании уровня энергетической эффективности систем отопления и горячего водоснабжения
Результат. В статье рассмотрено понятие энергетической эффективности здания, класса энергоэффективности, основные инженерные системы жилого дома, показатели влияния на состояние системы, инженерная составляющая и пути ее совершенствования. Рассмотрены вопросы, касающиеся проведения полного анализа существующих систем с целью оценки внедрения необходимых мер по энергосбережению, риски и преимущества приведенных мероприятий. Определены возможности контроля энергопотребления, эффективности проводимой работы вследствие реконструкции инженерных систем дома. Проведены результаты анализа энергоэффективных мероприятий, целесообразности внедрение каждого из них с целью выявления оптимальных решений.
Вывод. Повышение уровня энергоэффективности инженерных систем здания является одной из приоритетных задач для создания комфортных условий проживания. Класс энергоэффективности инженерных зданий устанавливается согласно состоянию системы, учитывает все показатели качества по потреблению энергии, а энергетический сертификат в полном объеме показывает уровень энергоэффективности.

81-91 183
Аннотация

Цель. В статье рассмотрен процесс тепло- и массообменна в наружной ограждающей конструкции при внутреннем утеплении. Для предотвращения выпадения конденсата предлагается использовать вентилируемый воздушный канал внутри стеновой конструкции.
Метод. Исследование проводилось методами численного моделирования. Движение воздуха в канале описывалось решением уравнения Навье-Стокса в k-ε приближении. Выпадение конденсата рассматривалось в рамках совместного решения уравнении теплопроводности и диффузии. Решение задачи тепло и массообмена осуществлялось для конструкции при наличии внутреннего утепления; за слоем внутреннего утеплителя размещалась воздушный канал, в котором происходит движение воздуха при естественной или вынужденной конвекции.
Результат. В рамках работы было показано, что использование воздушного канала существенно снижает тепловое сопротивление конструкции, причем повышение скорости воздушного потока приводит к уменьшению теплового сопротивления и снижению вероятности выпадения конденсата. Снижение теплового сопротивления при увеличении скорости воздушного потока в прослойки происходит быстрей, чем увеличение количества уносимой влаги.
Вывод. По результатам работы установлено, что использование воздушного канала на протяжении всего периода эксплуатации здания не эффективно, а предлагается использовать данный канал периодический в зимний период времени для сушки выпавшего конденсата.

92-102 166
Аннотация

Цель. Одним из эффективных способов оценки тепловой защиты строительных объектов различного назначения является тепловой контроль.
Метод. В соответствии с действующим на территории Российской Федерации национальным стандартом «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций» результаты тепловизионного мониторинга объектов капитального и завершенного строительства в зависимости от поставленных целей и задач делятся на качественные и количественные. Качественная оценка заключается в компьютерной обработке и визуальной расшифровке термограмм с помощью специализированного программного обеспечения. Количественный анализ термограмм заключается в определении и численном сравнении значений параметров реперных участков и характеристик обнаруженных дефектов в объекте теплового контроля.
Результат. В работе изложены специфика и результаты качественного и количественного анализа термограмм (тепловых изображений), полученных по результатам термографирования фрагментов наружных ограждающих конструкций объекта завершенного строительства – многоквартирного дома. Проанализированы существующие методики количественной оценки термограмм, взятые из нормативных документов и методических рекомендаций, а также представлены конкретные примеры их применения.
Вывод. Тепловизионная диагностика позволяет качественно и количественно оценить уровень тепловой защиты строительной оболочки объекта контроля посредством «расшифровки» термограмм и сравнения полученных расчетных параметров с нормативными показателями.

103-112 163
Аннотация

Целью работы является изучение механизма и кинетики процессов, приводящих к слёживанию цементов.
Метод. Для определения фазового состава использовались современные физико-химические методы: РФА, дериватография и электронная микроскопия.
Результат. Полученные данные показывают, что «лежалость» цемента при его вынужденном хранении во влажном воздухе через адсорбцию паров воды, а затем и СО2 связана с процессами гидролиза, гидратации в поверхностных слоях частиц, в первую очередь, для наиболее реакционно способных минералов портландцементного клинкера. Углубление этих процессов зависит и от состояния корродированной поверхности минералов.
Вывод. В результате проведённой работы можно предварительно определить условия хранения свежемолотых портладцементов (по кинетике сорбции – продолжительность хранения, по изотермам – допустимую относительную влажность), при которых величина п.п.п. товарного цемента остается стабильной в необходимое минимальное время.

113-123 167
Аннотация

Цель. При связанной подаче теплоты в системе теплоснабжения, строительные конструкции выполняют роль теплового аккумулятора. Поэтому при расчете времени остывания помещений при авариях в теплосети необходимо учитывать не только погодные условия, но также снижение поступления тепла от системы теплоснабжения, поскольку при низких температурах наружного воздуха потери теплоты помещениями будут больше теплопоступлений от системы теплоснабжения, что приведет к накоплению влаги в материалах конструкций.
Метод. Для построения модели внутреннего режима помещений в аварийном режиме работы системы теплоснабжения применена теория потенциала влажности, позволяющая рассчитать влажностный режим строительных конструкций при различных непериодических воздействиях.
Результат. Предложена методика расчета влагонакоплений в наружных стенах жилых помещений с применением теории потенциала влажности.
Вывод. Определено влияние влагонакоплений на тепловую аккумуляцию наружных стен и динамику температуры внутреннего воздуха помещений в аварийных условиях работы системы теплоснабжения.

124-132 179
Аннотация

Цель. При определении напряженно-деформированного состояния трехслойных конструкций в большинстве случаев используются гипотезы, в соответствии с которыми принимается, что несущие слои подчиняются гипотезе Кирхгофа-Лява, а заполнитель - гипотезе Нойта (Vander Neit) или «ломаной линии». Но во многих случаях результаты наших исследований показывают, что это не всегда соответствует действительности.
Метод. Трехмерную задачу по определению напряженно-деформированного состояния трехслойных конструкций предлагается решать при помощи кубической функций закона распределения деформации заполнителя по нормали, полученной на основе закона о совместности деформации на границах «заполнитель - несущий слой» и построении граничных условий в зонах стыка.
Результат. Полученные на основе этой гипотезы уравнения равновесия трехслойной балки приведены в таблице 1. Приведенные дифференциальные уравнения в частных производных имеют 12-ый порядок и для упрощения решения преобразованы в однородные уравнения 1-го порядка. Реализуется данное решение с помощью пакета прикладных программ математического моделирования «Mаple 5.4».
Вывод. Работа заполнителя в направлении оси ОХ имеет определенное значение, которое влияет на общее напряженное состояние трехслойной конструкции (в существующих гипотезах оно равна нулю).



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


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