ЦЕЛЬ. Целью работы является разработка усовершенствованного программноаппаратного комплекса управления патрубком в мехатронном анализаторе нефти ПМРАIV. Разработка должна обеспечить точную и стабильную подачу исследуемой жидкости к ПМР-датчику при проведении многофазных анализов свойств нефти. Оборудование должно обеспечивать патрубку плавное перемещение в измерительной емкости, иметь защиту от электромагнитных помех, а также быть компактным и простым в управлении. Управление должно осуществляться с помощью программы на компьютере и пульта управления.

МЕТОД. Для разработки был исследован принцип работы пробоотборника. По технической документации изучен принцип работы используемого электродвигателя СД-54. Исследован протокол связи между компьютером и микроконтроллером, управляющим электродвигателем. Изучен алгоритм управления для перемещения патрубка.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Результатом работы является разработанное компактное устройство управления патрубком. Созданы: управляющее программное обеспечение для компьютера в среде Labview, пульт управления и схемотехническое решение для увеличения помехозащищенности установки. Обеспечено плавное перемещение патрубка, управляемого с помощью пульта, либо программой на компьютере через USBсоединение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сравнение с предыдущими конструкциями показывает, что устройство пробоотбора с новой системой управления работает более точно, стабильно и плавно, а также имеет несколько способов управления. Разработка способна стабильно работать при электромагнитных помехах, возникающих из-за переключений реле или магнитного поля, возникающего вокруг двигателя. Новое устройство управления позволяет быстро и точно отбирать необходимый объем жидкости в датчик ПМР.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Применение электронных измерительных устройств в процессе бурения скважин в особенно сложных и уникальных условиях Антарктиды. В условиях экстремально низких температур, которые характерны для этого региона, поставлена задача обеспечить надежную работу электроники, что является критически важным для успешного выполнения буровых операций и получения точных данных. Особое внимание уделено анализу различных методов защиты электронных устройств от отрицательных температур. Исследуются многочисленные подходы к термоизоляции, а также используются инновационные материалы, которые способны минимизировать влияние холодного воздуха на чувствительные компоненты электроники.

ЦЕЛЬ. Целью работы является исследование актуальных электронных измерительных систем, используемых при бурении скважин в условиях Антарктиды, а также проведение эксперимента над серийными датчиками температуры с использованием охлаждающей камеры.

МЕТОДЫ. В рамках работы проведены тщательные эксперименты с температурными датчиками различных типов и форматов. Тестирование осуществлялось в специальных охлаждающих камерах, что позволило моделировать реальные условия, с которыми сталкиваются устройства в Антарктиде. Кроме того, в исследовании рассматривается влияние расположения датчиков относительно микрочипов, что также может существенно влиять на их показатели точности и надежности. Важной частью работы стал эксперимент с электроникой, покрытой водонепроницаемым полимерным покрытием. Это покрытие не только защищает устройства от влаги, но и дополнительно изолирует их от холода, что в условиях Антарктики имеет первостепенное значение.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Полученные результаты позволяют сделать выводы о наиболее эффективных способах защиты электронных измерительных устройств для бурения в непростых климатических условиях, а также открывают новые горизонты для дальнейших исследований в данной области.

АКТУАЛЬНОСТЬ. На сегодняшний день наиболее актуальным вопросом для работы промышленных электрических машин является энергоэффективность. Энергоэффективность оценивается по потребляемой электрической мощности. Но также эффективность работы промышленных электрических агрегатов можно оценить по другим критериям. В частности, применяя метод вибрационного контроля можно повысить энергоэффективность работы электрического двигателя, за счет устранения неисправностей. Повреждения электрических двигателей (дисбаланс, повреждение подшипников, несносность валов) приводит к увеличению электрических потерь, а следовательно, снижению энергоэффективности работы двигателей. Научная новизна данного исследования заключается в сопоставлении расчетных параметров вибрационных характеристик с действительными значениями экспериментальных данных промышленного вентилятора KXE200. Практическая значимость данного исследования заключается в применении прибора ВАСТ СД-23 для снижения уровня вибрации промышленной мельницы на основе встроенной подпрограммы прибор «Балансировка».

ЦЕЛЬ. Целью данной работы является вибрационный контроль промышленного агрегата с проведением работ по балансировке рабочего диска его электрического привода.

МЕТОДЫ. Применяется метод двухплоскостной балансировки вращающего диска электрического привода промышленной мельницы.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведены измерения вибрации промышленного мельницы до и после процедуры балансировки со значительным снижением виброскорости работающего оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Динамическая балансировка промышленных агрегатов с электрическим приводом находит широкое применение для устранения дисбаланса, что приводит к значительному улучшению работы промышленного оборудования. Дисбаланс является одной из наиболее распространённых проблем, поэтому устранения дисбаланса является актуальной задачей в области неразрушающего контроля.

Фотоэлектрическая энергия зависит от преобразования солнечного света в электричество. В последние годы цена на оборудование для солнечной электростанции резко снизилась, что привело к увеличению генерации фотоэлектрической энергии в последние годы. И повышение эффективности работы панелей является самой большой проблемой в солнечной энергетике.

ЦЕЛЬ. Разработать систему для максимизации выходной мощности фотоэлектрических панелей при изменении солнечного излучения и температурных условий.

МЕТОДЫ. В этом исследовании сравнивается два метода, которые позволяют повысить эффективность работы фотоэлектрических модулей, за счет определения точки максимальной мощности, ANFIS и P&O.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В этой работе объясняется пошаговый процесс, моделирование и анализ возмущений и наблюдений с помощью ANFIS и P&O с использованием программного обеспечения MATLAB/Simulink. Метод P&O лучше работает в стабильных условиях, однако его эффективность резко падает при резких изменениях освещения. С другой стороны, ANFIS более устойчива к изменениям и способна адаптироваться к новым условиям, что делает ее более универсальным инструментом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Таким образом, при выборе подхода к отслеживанию точки максимальной мощности стоит учитывать множество факторов, включая условия эксплуатации, доступные ресурсы и цели. Метод P&O является отличным решением для менее требовательных условий и простых установок, в то время как ANFIS предоставляет решения для более сложных и динамичных приложений. Главное, что стоит подчеркнуть, это необходимость глубокой оценки ситуации и выбора наиболее подходящего метода для конкретных условий. Определение правильной стратегии может значительно улучшить работу фотоэлектрических модулей и повысить их общую эффективность в рамках электротехнических комплексов.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Арктическая зона становится объектом все более активного интереса в связи с изменением климата и растущей потребностью в устойчивом развитии. Внедрение возобновляемых источников энергии становится ключевым моментом для обеспечения устойчивости и безопасности региона. Исследование направлено на решение проблем развития Арктической зоны России с акцентом на преодолении транспортных и энергетических ограничений и внедрении возобновляемых источников энергии.

ЦЕЛЬ. Исследование направлено на разработку и внедрение устойчивых и эффективных энергетических систем в Арктической зоне России с использованием возобновляемых источников энергии, с акцентом на солнечную энергию. Разработать имитационную модель солнечной батареи с системой позиционирования и продемонстрировать подход к повышению эффективности солнечных электростанций.

МЕТОДЫ. Сбор и анализ данных измерений значений солнечной радиации и продолжительности солнечного сияния в различных районах Мурманской области. Для оценки эффективности применения солнечных батарей разработана имитационная модель в программном комплексе Matlab приложении Simulink.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследования позволили выявить потенциал использования солнечной энергии в различных районах Мурманской области. Проведенные вычисления позволили определить оптимальную мощность солнечных батарей для горного массива Хибины. Представлена имитационная модель солнечной батареи с реализацией системы позиционирования батареи с целью повышения эффективности работы. Результаты моделирования наглядно демонстрируют повышение эффективности использования солнечных панелей с системой ориентирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Значительный потенциал использования солнечной энергии в Арктической зоне достигается с помощью системы позиционирования, что открывает перспективы повышения энергетической эффективности. Учет климатических факторов имеет критическое значение при проектировании и эксплуатации энергетических систем.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время существует опасность подачи несанкционированного напряжения в сельских электрических сетях 0,4 кВ, которое посредством обратной трансформации на трансформаторной подстанции может быть подано на сторону 10 кВ. Это может привести к смертельным несчастным случаям среди персонала электросетевых организаций, или сторонних лиц.

ЦЕЛЬ. Исследование режима обратной трансформации в сельской электрической сети 10/0,4 кВ посредством физического моделирования.

МЕТОДЫ. Исследование проводилось на физической модели сельской электрической сети 10/0,4 кВ с применением однофазного трансформатора малой мощности в качестве источника несанкционированного напряжения, который подключался в сеть низкого напряжения на разном удалении от модели трёхфазного трансформатора 10/0,4 кВ. В опытах осуществлялись измерения электрических параметров на сторонах низкого и высокого напряжения модели трансформатора 10/0,4 кВ. Полученные значения, с использованием коэффициентов подобия, пересчитывались для сельской электрической сети 10/0,4 кВ, питающейся от трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 250 кВА.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлено, что подключение однофазного источника несанкционированного напряжения в сеть 0,4 кВ в зависимости от удаления его от трансформатора 10/0,4 кВ приводит к значениям напряжения на выводе 0,4 кВ трансформатора от 11 В до 81 В (при приближении к началу отходящей от трансформатора линии) на фазе, к которой подключен источник несанкционированного напряжения. На стороне 10 киловольт при этом напряжение изменяется от 234 В до 2579 В. Напряжения двух других фаз на стороне 10 кВ составляют от 66 до 421 В, а на стороне 0,4 кВ – от 4,4 В до 22 В.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты могут использоваться в качестве уставок срабатывания технических средств сигнализации и блокировки обратной трансформации, предотвращающих обратную трансформацию в электрических сетях 10/0,4 кВ.

АКТУАЛЬНОСТЬ Численное моделирование режимов работы изоляции сухих трансформаторов актуально в связи с необходимостью повышения надежности и эффективности современных энергосистем, поскольку позволяет оптимизировать их эксплуатационные характеристики. В свою очередь, современные программные средства обеспечивают детализированный анализ сложных физических процессов, что способствует снижению затрат на натурные эксперименты и улучшению экономической обоснованности предлагаемых решений. Прогнозирование срока службы изоляции с использованием численного моделирования и предупреждение аварийных ситуаций критически важны для поддержания стабильности электроснабжения.

ЦЕЛЬ. Разработка численной модели сухого трансформатора. Проведение исследований влияния различных режимов работы на состояние изоляции сухих трансформаторов.

МЕТОДЫ. При решении поставленной цели использовался метод численного моделирования работы сухих трансформаторов, реализованный в среде программного обеспечения COMSOL Multiphysics.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследования демонстрируют возможность на основе современных численных моделей прогнозировать тепловые и электрические процессы в изоляции сухих трансформаторов, что способствует продлению срока службы последних. Существующие режимы работы трансформаторов позволяют оптимизировать их параметры для повышения эффективности функционирования, в том числе и снижения электрических потерь. Результаты моделирования показывают взаимосвязь между параметрами режимов работы сухого трансформатора и состоянием его изоляции, что способствует своевременному обнаружению и устранению возможных неисправностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате исследования на основе разработанной численной модели были проанализированы существующие режимы работы трансформатора с сухой изоляцией, и исследованы их влияния с учетом температуры нагрева обмоток трансформатора.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования определяется тем, что нестационарные газодинамические явления в трубопроводах сложной конфигурации широко распространены в теплообменном и энергетическом оборудовании. Поэтому изучение уровня теплоотдачи пульсирующих потоков воздуха в круглой и треугольной трубах при разной степени турбулентности является актуальной и значимой задачей для развития науки и технологий.

ЦЕЛЬ. Оценить влияние газодинамической нестационарности (пульсаций потока) на степень турбулентности и интенсивность теплоотдачи потоков воздуха в прямолинейных трубах с разными формами поперечного сечения.

МЕТОДЫ. Исследования проводились на лабораторном стенде на основе метода тепловой анемометрии и автоматизированной системы сбора и обработки экспериментальных данных. В работе использовались прямолинейные круглая и треугольная трубы с одинаковыми площадями поперечного сечения. Пульсации потока от 3 до 15,8 Гц генерировались посредством вращающейся заслонки. Степень турбулентности пульсирующих потоков изменялась от 0,03 до 0,15 посредством установки стационарных плоских турбулизаторов. Рабочей средой был воздух с температурой 22 ± 1С^о движущийся со скоростью от 5 до 75 м/с.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены экспериментальные данные о мгновенных значениях скорости и локального коэффициента теплоотдачи стационарных и пульсирующих потоков воздуха с разным уровнем турбулизации в прямолинейных трубах с разными формами поперечного сечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлено, что наличие газодинамической нестационарности приводит к увеличению степени турбулентности на 47-72 % в круглой трубе и на 36-86 % в треугольной трубе. Наличие газодинамическая нестационарность вызывает интенсификацию теплоотдачи в круглой трубе на 2635,5 % и на 24-36 % в треугольной трубе. Показано, что существенное увеличение степени турбулентности приводит к росту коэффициента теплоотдачи пульсирующих потоков в круглой трубе на 11-16 % и, наоборот, снижению коэффициента теплоотдачи на 7-24 % в треугольной трубе. Полученные результаты могут найти применение при проектировании теплообменных аппаратов и систем газообмена в энергетических машинах, а также при создании устройств и аппаратов импульсного действия.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Вопросы эффективного использования  топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в промышленном секторе Российской Федерации являются актуальными на протяжении последних десятилетий, что подтверждается изданием различных законодательных актов и нормативных документов на федеральном и региональном уровне. Структура энергетических комплексов действующих предприятий органического синтеза формировалась в условиях взаимосвязи с внешними системами обеспечения энергоресурсами в период их низких внутренних цен. Эти факторы обусловили низкую системную энергоэффективность технологических комплексов в настоящее время и необходимость системного подхода при перспективном планировании направлений развития энергетики действующих предприятий. В соответствии со стратегией развития и модернизации топливно-энергетического комплекса России, направления развития систем обеспечения энергоресурсами предприятий органического синтеза определены в областях ресурсосбережения и создания энерготехнологических комплексов на основе эффективных источников электро- и теплоснабжения в условиях совершенствования основных технологических процессов.

ЦЕЛЬ. Целью данной работы является исследование теплопотребляющих технологических узлов линии производства этилена на предмет эффективного использования тепловой энергии. Определить потенциал энергосбережения и разработать мероприятия по оптимизации теплопотребления на рассматриваемом производственном участке.

МЕТОДЫ. Для достижения поставленной цели использовался метод энерготехнологического комбинирования и системного анализа теплотехнологий.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В данной работе проведено исследование работы узла приготовления питательной воды, узла откачки парового конденсата, установки промывки пиролизного газа (пирогаз), узела приготовления пара разбавления участка пиролиза производства этилена в рамках энергетического обследования предприятия в целом. В результате исследования была выполнена оценка тепловых потерь в технологических секциях, составлен материальный баланс технологических потоков, определены возможные резервы экономии тепловой энергии.

ЗКАЛЮЧЕНИЕ. Определено, что использование тепла, отводимого в узел щелочной промывки питательной воды для подогрева частично осветленной воды, подаваемой на деаэратор с установкой дополнительного теплообменника на участке подготовки питательной воды и откачки конденсата, позволит сэкономить водяной пар давлением 3,5 кгс/см² и оборотную воду. На участке водной промывки пиролизного газа экономию тепловой энергии можно достичь путем увеличения коэффициента теплообмена за счет удаления углеводородов из конденсата пара разбавления. Для секции приготовления пара разбавления предложено схемное решение, направленное использовать энергетический потенциал паро-конденсатной смеси греющего пара путем внедрения пароэжекторной установки за теплообменником. Предложенная схема позволит получить экономический эффект 6400 Гкал/год, что в денежном выражении составит 5120 тыс. руб./год, а срок окупаемости 1,2 года.

ЦЕЛЬ. Исследование развития нестационарного теплового пограничного слоя турбулентного потока газа в начальном участке цилиндрического канала.

МЕТОДЫ. Исследование выполнено экспериментально и путем математического моделирования. Опыты выполнены на стенде с плазменным подогревом рабочего тела (воздуха). Экспериментальный стенд представляет собой аэродинамическую трубу разомкнутого типа. Температура газа достигала до 1400 К, температура стенки повышалась до 700 К. Нестационарные условия реализуются при включении и выключении плазмотрона. При выключении электродугового нагревателя осуществлялся сброс тепловой нагрузки, приводящий к уменьшения температуры газа со скоростью по абсолютной величине до 5000 К/с и температуры стенки около 100 К/с. Профили температур потока измерены с помощью хромель-алюмелевых термопар. Математическая модель основывается на теории пограничного слоя с привлечением законов сопротивления и теплообмена на основе гипотезы Прандтля о длине пути смешения. Принимается двухслойная модель гидродинамического и теплового пограничных слоев. Использование параметрических методов расчета пограничного слоя Кутателадзе-Леонтьева позволяет получить соотношения для расчета профилей скорости и энтальпий.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Определено развитие интегральных толщин потока при сбросе тепловой нагрузки. Тепловая нестационарность при сбросе нагрузки по основному потоку деформирует профили температур, они становятся менее заполненными. Такая динамика вызывается ростом тепловой инерции термогазодинамической системы, блокированием потока тепловых волн в пограничный слой из-за падения фронта тепловой энергии с внешней стороны пограничного слоя. Термогазодинамическая система деформируется, отдавая энергию. Результатом подобных неустановившихся процессов является переход пограничного слоя к новому состоянию. Результаты обобщены в рамках теории пограничного слоя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Толщина потери энергии увеличивается относительно своего стационарного изотермического аналога с ростом параметра тепловой нестационарности. Влияние нестационарности на толщину потери энергии лежит в пределах 20 % при z_h≤2, Re_h^**=1000 и Re^**=1000.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в полученной математической модели расчета эффективности разделения аэрозольных систем, которая учитывает неравномерный профиль скорости газа в насадочном газосепараторе-скруббере.

ЦЕЛЬЮ является на основе разработанной математической модели создание инженерной методики расчета эффективности насадочных скрубберах-охладителей совместно с разделением аэрозолей с привлечением данных по гидравлическому сопротивлению локальных зон слоя хаотичной насадки и неравномерного профиля скорости газа.

МЕТОДЫ заключаются в применении дифференциального уравнения массопереноса аэрозольных частиц с локальным объемным источником массы переноса и осаждения частиц на поверхность хаотичной насадки. Для этого используется теория турбулентно-инерционного механизма осаждения частиц при больших скоростях движения аэрозольных систем. Объемный источник массы связан с коэффициентом скорости турбулентный миграции частиц, разностью концентраций и с удельной поверхностью насадки. Уравнение массопереноса частиц записано в одномерной постановке для ряда параллельных условных каналов насадочного слоя с различной скоростью движения газа. Научная новизна состоит в математической модели сепарации аэрозолей, которая с небольшими вычислительными затратами позволяет прогнозировать влияние неоднородности размещения насадки и неравномерность профиля скорости газа на эффективность процесса разделения.

РЕЗУЛЬТАТАМИ является установленное влияние неравномерного профиля скорости газа в насадочном слое на профиль концентрации частиц и на эффективность сепарации аэрозолей, что очень важно при проектировании или модернизации скрубберов-охладителей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате применения разработанной математической модели и методики расчетов выявлено влияние различной скорости газа в хаотичном насадочном слое на эффективность разделения аэрозольных систем. Показано, что наличие неравномерностей снижает эффективность разделения на 5-33%, что необходимо учитывать при проектировании контактных скрубберов с насадками при очистке газа от дисперсной фазы на предприятиях топливноэнергетического комплекса.