Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск
Том 26, № 3 (2024)
Скачать выпуск PDF

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

3-15 143
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ данного исследования заключается в необходимости практической реализации отечественной государственной стратегии экологического развития, позволяющей обеспечить функционирование основных отраслей экономики с низким уровнем выбросов парниковых газов с учетом мировых климатических изменений для постепенного перехода к полной углеродной нейтральности. Природоохранная политика в области охраны окружающей среды направлена на ограничение поступления выбросов парниковых газов в атмосферу посредством разработки и совершенствования организационных и технологических мероприятий. Таким образом, на основе сформированной стратегии энергетические предприятия могут участвовать в проведении эксперимента по квотированию выбросов загрязняющих веществ с целью определения нормативов допустимых выбросов парниковых газов в атмосферу для котельных установок тепловых электрических станций.

ЦЕЛЬ. В работе проанализирована законодательная база, нормативно-технические документы и методические подходы к установлению норм и оценке технологических показателей выбросов парниковых газов в атмосферу для котельных установок.

МЕТОДЫ. Расчеты выбросов углекислого газа в атмосферу при работе котельных установок тепловых электрических станций, использующих в качестве топлива каменный и бурый уголь (варианты), выполнены в соответствии с методическими рекомендациями, основанными на балансовых уравнениях, учитывающих теплотехнические характеристики топлива. Массовые и удельные выбросы углекислого газа определены для наиболее распространенных типов углей, используемых на российских ТЭС.

РЕЗУЛЬТАТЫ. С учетом состава и низшей теплоты сгорания топлива, входной тепловой мощности (50 МВт и более) и показателей тепловой экономичности ТЭС различного типа рассчитаны массовые и удельные выбросы углекислого газа в пересчете на тонну натурального и условного топлива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты исследования могут быть использованы на энергетических предприятиях и ТЭС при разработке программы повышения экологической эффективности и обосновании участия в государственном эксперименте по квотированию выбросов, в том числе постепенному переходу к полной углеродной нейтральности процесса производства энергии.

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

16-32 163
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в расширении технических возможностей локационного мониторинга воздушных линий электропередачи путем разработки способа подключения к ним локационной аппаратуры при отсутствии стандартной высокочастотной обработки линий.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы подключения аппаратуры локационного мониторинга к грозотросу воздушной линий электропередачи для ввода зондирующего импульсного сигнала в высокочастотный тракт линий электропередачи, обеспечивая при этом условия электробезопасности системы. Провести сравнение эффективности работы локационного мониторинга при стандартном подключении локатора к фазному проводу через высокочастотную обработку линии и при подключении к грозотросу линии. Выполнить исследования условий локационного мониторинга линий электропередачи в различных режимах заземления грозотроса. Исследовать возможность работы локатора через грозотрос для обнаружения повреждений на линии, наблюдая сигнал, отраженный от места повреждения.

МЕТОДЫ. Поставленные задачи решались путем моделирования. Использовалась имитационная модель стандартной высокочастотной обработки воздушных линий электропередачи напряжением 35–750 кВ в программной среде PSCAD, в которой имеется возможность подключать аппаратуру локационного мониторинга к фазным проводам и к грозотросу. Это позволяет изучать распространение импульсных сигналов локатора по проводам и грозотросу линий электропередачи, наблюдая при этом взаимонаведенные сигналы на всех фазных проводах и на грозотросе.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье обоснована актуальность темы, рассмотрены особенности влияния различных режимов заземления грозотроса на эффективность локационного мониторинга линии. Произведено сравнение экспериментальных сигналов локационного мониторинга линий электропередачи при стандартном подключении локатора к фазному проводу через высокочастотную обработку линии с сигналами имитационной модели при подключении локатора к фазным проводам и к грозотросу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Внедрение технологии локационного мониторинга линий электропередачи с использованием грозотроса повысит надежность подстанций России и подстанций стран ближнего зарубежья. При этом за счет дополнительной организации локационного мониторинга на линиях электропередачи, не имеющих высокочастотной обработки, количество контролируемых подстанций будет значимо увеличено. Подстанции будут оснащены современной диагностической аппаратурой, не имеющей аналогов в мировой практике, в виде интеллектуальной локационной системы мониторинга линий электропередачи, повышающей бесперебойность их функционирования в экстремальных условиях, обеспечивая эффективное энергоресурсосбережение.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ

33-49 131
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в необходимости усовершенствования действующих систем управления промышленными механизмами с минимальными вложениями на реконструкцию, а также в востребованности надежных систем управления, использование которых позволяет повысить срок эксплуатации устройства в целом.

ЦЕЛЬ. Разработать простую и одновременно эффективную систему управления промышленным объектом, позволяющую демпфировать колебания гибкоподвешенного груза. На мостовых кранах одним из механизмов для перемещения груза по территории цеха является механизм тележки. Тележка мостового крана служит для перемещения груза вдоль пролета моста, при этом перемещаемый груз может иметь как жесткий, так и гибкий подвес. Использование гибкого подвеса приводит к появлению колебаний в виде раскачивания перемещаемого груза. Данные колебания являются негативным явлением, оказывающим отрицательное воздействие на механическую конструкцию крана и на электрическую систему управления электроприводом тележки. На рассматриваемом механизме установлен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, на основании проведенных исследований для управления им выбрана векторная система, в которую, для подавления колебаний груза предложено внедрение регулятора, функционирующего на базе нечёткой логики. Предлагаемый нечеткий регулятор производит корректировку скорости двигателя в зависимости от угла отклонения гибкоподвешенного груза, его уникальность заключается в простоте реализации и минимальном количестве сигналов управления. Регуляторы данного типа хорошо зарекомендовали себя, так как обладают высоким быстродействием, хорошим откликом в динамике, позволяют оптимизировать систему управления при косвенном определении параметров.

МЕТОДЫ. В ходе исследования, для решения обозначенных задач, была использована методика математического моделирования. Исследование системы управления проводилось в среде моделирования MATLAB в подсистеме Simulink.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье отражена значимость темы исследования, рассмотрены имеющиеся методы гашения колебаний гибкоподвешенного груза. Для исследования была разработана система, содержащая подсистему, в функции которой входит отслеживание динамики перемещения тележки и груза. В данной статье предложен контроллер управления, работающий на базе правил нечеткой логики. Регулятор прост в реализации, имеет один сигнал управления, при этом нечёткая логика позволяет гибко настроить систему управления, что дает возможность получить требуемые характеристики управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Моделирование процесса работы тележки в среде MATLAB Simulink происходило с изменением массы груза и длины подвеса, анализ всех вариантов моделирования привел к выводу, предлагаемый контроллер на базе нечеткой логики позволяет погасить колебания груза при различных исходных параметрах.

50-65 144
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ данного исследования заключается в том, чтобы определить наиболее эффективный метод оптимизации ротора синхронного электродвигателя с постоянными магнитами. В настоящее время синхронные электродвигатели с постоянными магнитами находят все большее применение в различных сферах. Для каждой определенной задачи необходимо разрабатывать синхронный электродвигатель с постоянными магнитами с определенным характеристиками (крутящим моментом, условиями охлаждения и т.д.). Для разработки оптимальной конструкции синхронного электродвигателя с постоянными магнитами используются различные методы оптимизации.

ЦЕЛЬ. Обычные методы оптимизации конструкции синхронного электродвигателя с постоянными магнитами направлены на определение оптимальных значений параметризованных переменных путем их изменения в заданном диапазоне с использованием алгоритмов оптимизации. Применение такого подхода ограничивается параметризацией, которая определена опытом проектировщика и производственными ограничениями. В настоящее время вследствие развития технологий производства металлов и постоянных магнитов, аддитивных технологий, появилась возможность изготавливать металлы и постоянные магниты различных геометрических форм. Это позволило применить метод топологической оптимизации. В настоящее время топологическая оптимизация широко применяется в строительстве, а применение топологической оптимизации в проектировании синхронных электродвигателей с постоянными магнитами только сейчас получает бурное развитие. Целью является рассмотреть существующие методы оптимизации, определить плюсы и минусы каждого из методов оптимизации.

МЕТОДЫ. При решении поставленных задач производился сравнительный анализ различных методов оптимизации роторов синхронных электродвигателей с постоянными магнитами.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность рассматриваемой темы. Определены наиболее эффективные методы оптимизации роторов синхронных электродвигателей с постоянными магнитам. Определены условия, в которых наиболее эффективно применение того или иного метода оптимизации ротора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье описаны различные методы оптимизации роторов синхронных электродвигателей с постоянными магнитами. Описаны плюсы и минусы различных методов оптимизации. После изучения различных видов оптимизации, пришли к выводу, что наиболее эффективным методом оптимизации является метод оптимизации топологии, для роторов синхронных электродвигателей с постоянными магнитами.

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

66-82 113
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ: К числу основных направлений развития современной энергетики относится использование распределенной малой генерации и различных объектов на их основе с интеграцией в существующие распределительные электрические сети централизованного электроснабжения, а также цифровизация таких объектов и технологий их проектирования, подготовки персонала.

ЦЕЛЬ: Исследуется возможность применения симулятора режимов и управления «Минигрид» (тренажера для обучения управлению режимами и подготовки оперативного персонала) в качестве средства получения интегральных показателей эффективности проектных решений при создании объектов малой генерации и их включения в сети централизованного энергоснабжения.

МЕТОДЫ: Используется имитационное моделирование нормальных и аварийных режимов Минигрид на годовом интервале времени с помощью разработанного в НГТУ цифрового симулятора. Режимы задаются суточными графиками нагрузки, возмущения стохастическими характеристиками. Моделируется режимное, противоаварийное и оперативное управление схемой сети, генерацией с учетом возможностей автономной и параллельной с внешней энергосистемой работой Минигрид с последующим расчетом интегральных показателей технической эффективности проектных решений по вариантам генерирующего оборудования и способам управления режимами.

РЕЗУЛЬТАТЫ: На примере характерного Минигрид рассмотрены различные проектные задачи, при решении которых по единым показателям эффективности можно оценить и выбрать предпочтительную конфигурацию локальной системы энергоснабжения. В частности, получены зависимости годового недоотпуска электроэнергии и коэффициента использования установленной генерирующей мощности электростанции от числа и мощности ее энергоблоков, режимов работы Минигрид при заданном суточном графике нагрузки. Продемонстрирована возможность расширения области применения цифрового симулятора режимов «Минигрид».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные результаты свидетельствуют об эффективности применения симулятора для решения ряда проектных задач при создании Минигрид. Разработанный цифровой симулятор режимов «Минигрид» помимо обучения управлению режимами может использоваться как унифицированный инструмент анализа и принятия решений на стадии проектных альтернатив.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ

83-95 139
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ. Увеличение в энергосистемах доли мощных нелинейных нагрузок, вызывающих несинусоидальность токов и напряжений, приводит к негативным техническим последствиям и экономическому ущербу для энергосистемы и неискажающих потребителей. В настоящее время отсутствуют практические рекомендации по выбору длин питающих линий электропередачи для подключения мощных нелинейных нагрузок с учётом их негативного влияния на показатели качества электрической энергии.

ЦЕЛЬ. В работе выполняется анализ условий возникновения резонансных перенапряжений на высших гармонических составляющих в схеме электроснабжения нелинейной нагрузки.

МЕТОДЫ. В качестве основных методов для исследования использованы составление схем замещения элементов электрической сети и расчёт токов и напряжений в электрических цепях с сосредоточенными параметрами. Для анализа несинусоидальных токов и напряжений применено разложение в ряд Фурье. С помощью имитационных моделей в MATLAB Simulink определены условия возникновения резонансов на высших гармониках при различных длинах линий электропередачи 35, 110 и 220 кВ и разных мощностях питающей системы.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены расчетные значения резонансных длин воздушных линий электропередачи 35-220 кВ, питающих нелинейную нагрузку, при которых в электрической сети возникают резонансные перенапряжения на высших гармониках с номерами от 3 до 49. Резонансные длины линий электропередачи на отдельных гармониках получены с учётом влияния сопротивления питающей системы. Полученные сочетания резонансных длин линий и сопротивлений систем предлагается учитывать при проектировании схем внешнего электроснабжения нелинейных нагрузок для исключения гармонических перенапряжений. Проведённые в работе расчёты позволили дать объяснение аномальным уровням токов и напряжений 35-й и 37-й гармоник в схеме внешнего электроснабжения алюминиевого завода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сформулированы практические рекомендации по выбору длин линий электропередачи 35-220 кВ в системах электроснабжения с мощными нелинейными нагрузками для исключения резонансных перенапряжений. Результаты определения резонансных длин линий электропередачи согласуются с данными натурных экспериментов в действующей энергосистеме.

96-107 104
Аннотация

ЦЕЛЬ исследования заключается в изучении проблемы коммутационных перенапряжений в генераторных сетях 10 кВ. Используя пакет MATLAB Simulink, создать модель собственных нужд электростанции на 10/0,4 кВ, рассчитать перенапряжение при разных срезах тока, оценить влияние вакуумных выключателей друг на друга, оценить эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений, при параллельной коммутации.

НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ состоит в получении метода расчёта переходных процессов при одновременной коммутации нескольких выключателей.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ заключается в возможности использовать полученную модель для более точного подбора защитного оборудования.

МЕТОДЫ. Для создания модели собственных нужд 10/0,4 кВ и расчётов переходных процессов в ней использовался пакет MATLAB Simulink.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье рассмотрены коммутационные перенапряжения в собственных нуждах 10/0,4 кВ. Оценено влияние параллельной коммутации вакуумных выключателей на рост кратности перенапряжений. Так же было оценено влияние удельной энергоёмкости нелинейных ограничителей перенапряжений на кратность перенапряжений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Данная модель показала, что параллельная коммутация двух вакуумных выключателей может повысить кратность перенапряжения на 20-40 %, что может привести к повышению износа, как изоляции защищаемого оборудования, так и к вероятности повторного пробоя в вакуумной камере. Причём чем выше срез тока, тем выше будет рост кратности перенапряжение, также кратность будет расти, если будет уменьшаться время отключения между выключателями. Основным средством защиты от коммутационных перенапряжений является нелинейный ограничитель перенапряжений, но при их выборе учитывается в первую очередь номинальное рабочее напряжения, что приводит к тому, что рост кратности перенапряжения от параллельной коммутации может нивелировать эффективность нелинейного ограничителя.

108-119 116
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ. Газоперерабатывающая промышленность является довольно энергоемкой и требует значительных затрат энергии для осуществления своей деятельности. Поиск путей повышения энергоэффективности предприятий этой отрасли является необходимой и актуальной задачей.

ЦЕЛЬ. Определение возможностей повышения энергоэффективности работы действующих промышленных печей газоперерабатывающего предприятия с разработкой энергосберегающих мероприятий.

МЕТОДЫ. Для реализации поставленной цели проведено исследование действующих промышленных печей газоперерабатывающего предприятия на предмет возможности полезного использования низкопотенциального тепла уходящих дымовых газов. Проведено технико-экономическое обоснование предлагаемых энергосберегающих мероприятий.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Анализ предприятия выявил низкий коэффициент полезного действия технологических печей. Причинами низкого КПД является завышенный коэффициент избытка воздуха и высокая температура уходящих дымовых газов. Предложены следующие направления повышения эффективности печей: утилизация тепловой энергии дымовых газов и поддержание коэффициента избытка воздуха на нормативном уровне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Рассчитанный потенциал энергосбережения при снижении температуры уходящих дымовых газов до 160 °C составил 82348,8 Гкал, а при снижении коэффициента избытка воздуха до нормативных 5 % - 8986 Гкал. В сумме эта величина составит около 23% от общей выработки тепловой энергии промышленными печами. Предложенные энергосберегающие мероприятия позволят осуществить утилизацию тепловой энергии дымовых газов и снизить коэффициент избытка воздуха для достижения нормативного соотношения топливо/воздух. Эффект от предложенных мероприятий составит 79694 Гкал, что равно около 20% от общей выработки тепловой энергии промышленными печами.

120-131 182
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ. На сельскохозяйственных предприятиях образуются растительные отходы, которые сложно утилизировать. Такие отходы могут быть использованы для сжигания в котлах, обеспечивая тепловой и электрической энергией сельскохозяйственный энергокомплекс. Гибридная мини-ТЭС, объединяющая возобновляемые источники энергии и растительное биотопливо, сможет обеспечить более экономичные, экологически чистые и надежные поставки тепловой и электрической энергии при любых условиях спроса по сравнению с использованием одной из этих систем.

ЦЕЛЬ: Определение расхода топлива при сжигании различных видов растительных отходов сельского хозяйства в гибридной мини-ТЭС с параллельным подключением концентраторов солнечной энергии в условиях солнечной инсоляции Республики Татарстан.

МЕТОДЫ. В статье рассмотрены химический состав и характеристики различных видов растительных отходов сельского хозяйства. Определена средняя суммарная нагрузка энергопотребления сельскохозяйственного предприятия.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Для определения расхода биотоплива для работы котла КЕ10-14СО проведен расчет теоретических объемов продуктов сгорания и тепловой расчет котла. Определена потребность во вспомогательном топливе на мини-ТЭС при параллельном подключении концентрационных установок солнечной энергии. Произведен расчет тепла, собираемого солнечным коллектором.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование концентраторов солнечной энергии при параллельном подключении с котлом на биотопливе дает возможность равномерного энергоснабжения предприятия и формирования запасов биотоплива. Расчеты показали, что использование гибридных установок для сжигания биомассы и солнечных коллекторов способствует снижению расхода топлива.

132-145 109
Аннотация

В ряде случаев, например, как средство верификации вариантных расчетов в среде ANSYS, требуется исследование траектории дымового факела в натурных условиях. Одним из наиболее простых, удобных и дешевых способов определения траектории является ее фотографирование с дальнейшей расшифровкой фотоснимка. Так, например, вертикально стоящая дымовая труба, в том случае, если направление съемки фотоаппарата приподнято над горизонтом, а труба расположена не по центру снимка, на фотоснимке она выглядит наклонной. Угол, под который был установлен фотоаппарат, можно рассчитать по фотографии. Чем дальше расположен предмет, тем меньше места он занимает на снимке. Таким образом, чтобы рассчитать траекторию дымового факела по фотоснимку, нужно знать ориентацию главной оптической оси во время снимка и расстояние до плоскости снимка.

ЦЕЛЬ. Разработка новой, более простой методики пересчета траектории дымового факела от дымовой трубы с использованием доступных карт Google для расчета исходных масштабов на фотографии.

МЕТОДИКА. Позволяет проследить всю последовательность действий от определения координат точки съемки до пересчета на ортогональную плоскость координат выбранных точек границ факела на фотоснимке относительно источника выброса.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана новая методика расчета траектории дымового факела по одиночному фотоснимку, точность которой проверена по известным размерам исходных объектов, и которая оказалась выше, чем применявшаяся для этих целей ранее.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА

146-155 104
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ. В данной статье предлагается математическая модель для расчета температурного поля в кольцевом пористом слое внутрискважинного реактора при непрерывном разогреве призабойной зоны, содержащей высоковязкую нефть (ВВН) и природный битум (ПБ). Процесс нагрева считается бесконечным.

ЦЕЛЬ. Для решения данной задачи необходимо использовать предложенную математическую модель. Получить профиль температуры в пористом слое при постоянном нагреве с оттоком теплоты.

МЕТОДЫ. Уравнения математической модели построены на основе законов сохранения энергии и массы, для их исследования и оценки применяются аналитические методы теории дифференциальных уравнений, методы теории подобия и размерностей, а также численные методы решения краевых задач.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе исследования были обнаружены зависимости расстояния, на котором достигается заданная температура в реакторе, прямо пропорционально массовому расходу, линейной плотности теплового потока и теплоемкости смеси.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Математическая модель показывает, как изменяется температура в кольцевом пористом слое внутри реактора при бесконечном нагреве и оттоке тепла.

156-172 121
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования определяется тем, что вертикальные конические диффузоры используются в качестве вспомогательных аппаратов во многих технических приложениях в различных отраслях (химическая промышленность, энергетическое машиностроение, технологические устройства и т.д.).

ЦЕЛЬ. Оценить влияние способа (конструкции) подвода воздуха, формы поперечного сечения подводящих каналов и сопловых трубок на газодинамическую структуру потока в вертикальном диффузоре для разных расходных характеристик.

МЕТОДЫ. Структура (распределение) потока внутри вертикального диффузора при подаче воздуха с помощью разных конструкций подводящих каналов изучалось на экспериментальном стенде. На основе метода тепловизуализирующей съемки изучалась структура потока в вертикальном диффузоре. В данном исследовании изучалось два способа подвода воздуха в вертикальный диффузор: подвод воздуха через один прямолинейный канал снизу и сопловая подача воздуха через четыре трубки. Каналы и сопла имели поперечные сечения в форме круга, квадрата и треугольника. Соответственно, было изучено влияние шести конструкций подвода воздуха в вертикальный диффузор и их влияние на газодинамическую структуру течения.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Опыты проводились при стационарном режиме течения воздуха в диффузоре для расходов воздуха от 0,015 до 0,06 м3/с. Число Рейнольдса для потока воздуха на выходе из подводящего канала находилось в диапазоне от 42500 до 150000. Получены термограммы структуры потока в вертикальном диффузоре при разных способах подачи воздуха для разных расходных характеристик.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Особенности структуры потока в вертикальном диффузоре при традиционном подводе воздуха снизу через один канал заключаются в формировании ярко выраженного центрального течения воздуха вдоль вертикальной оси диффузора при использование всех конфигураций канала. При этом форма поперечного сечения подводящего канала оказывает существенное влияние на структуру потока в коническом диффузоре. Особенности структуры потока в вертикальном диффузоре при сопловой подаче воздуха через четыре трубки заключаются в отсутствии застойных зон и центральном течении воздуха вдоль оси. При этом использование квадратной и треугольной сопловых трубок приводит к более равномерному распределению потока воздуха по всему объему вертикального диффузора.

173-183 106
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в получении приближенных аналитических и численных решений для задачи определения теплового состояния элементов теплоэнергетического оборудования, например, перспективных устройств для хранения тепловой энергии и химических реакторов.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть поведение стационарных решений системы уравнений теплопроводности в области с внутренним тепловыделением. Определить условия начала и окончания плавления, а также зависимость этих условий от интенсивности лучистых теплопотерь на внешней границе. Исследовать влияние отдельных факторов на положение границы раздела фаз.

МЕТОДЫ. При решении используются численные методы: для известного вида решения определяются коэффициенты таким образом, чтобы выполнялись граничные условия (в общем случае, нелинейные). Для нахождения коэффициентов используется метод Ньютона.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе получены зависимости между параметрами теплообмена (коэффициенты конвективной и лучистой теплоотдачи) и положением границы фазового перехода в цилиндрическом образце. Полученные зависимости позволяют определить критические значения интенсивности тепловыделения, отвечающие началу плавления образца (появление жидкой фазы) и полному расплавлению образца (достижение температуры плавления на внешней границе). Эти зависимости сравниваются с приближенными формулами для оценки области применимости последних.

ВЫВОДЫ. Проведенные расчеты позволяют определить условия начала и окончания плавления тепловыделяющего материала. Условия полного расплавления образца можно определить точно. Условия начала плавления получены в виде нелинейного уравнения, единственный физический (т.е. действительный и положительный) корень которого дает критическое значение интенсивности тепловыделения. В линейном приближении можно получить упрощенную формулу, связывающую критическое значение интенсивности тепловыделения с лучистыми теплопотерями.

184-193 131
Аннотация

АКТУАЛЬНОСТЬ. Несмотря на большой объем крупнопанельной и монолитной застройки современных городов уровень эстетических требований к домостроению с применением новых отделочных строительных материалов приводит и к увеличению спроса керамического кирпича. Для решения задачи национального проекта «доступное жилье» необходимо нарастить производство керамического кирпича местного производства. Для этого необходимо модернизировать существующие или строить новые кирпичные заводы. При этом желательно использовать новые технологии и способы производства, обеспечивающие качество выпускаемого кирпича. Свойства кирпича в основном формируются в процессе обжига, который в то же время является наиболее сложным и требующим большой затраты теплоты этапом производства. Необходимое качество строительной керамики во многом зависит от обеспечения определенного распределения температуры в процессе обжига во время перемещения вагонов с кирпичом вдоль туннельной печи. Поэтому работы, посвященные обеспечению необходимого распределения температуры в различных зонах туннельных печей с различными размещениями газовых горелок, являются актуальными с практической точки зрения.

ЦЕЛЬЮ работы является экспериментальное определение температуры в разных местах объема туннельной печи в ходе всего перемещения вагона с кирпичами в действующей печи.

МЕТОД. Датчики температуры с дистанционной передачей информации были размещены на садках кирпичей перемещаемого вдоль печи вагона, сигналы от которых регистрировались многоканальным измерителем во время всего цикла обжига.

РЕЗУЛЬТАТЫ измерений представлены в виде графиков зависимостей температуры от различных датчиков в зависимости от времени процесса обжига. По результатам опытов сделаны выводы относительно улучшения качественной тепловой обработки кирпичей и уменьшения брака производства.



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


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)