Т. 7, № 3, 2023
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК. СЕРИЯ «АВИАЦИОННО-РАКЕТНОЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ»
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ
|
А. Г. Никифоров, Л. А Муслова. Анализ работы одноступенчатых поршневых компрессоров при различных режимах эксплуатации DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-9-14 Работа компрессорного оборудования связана с постоянным изменением внешних условий (давлений в линиях всасывания и нагнетания, температуры всасывания, состава всасываемого газа), что естественно отражается на эффективности рабочего процесса и может привести к недопустимымы режимам эксплуатации. Паспортные данные компрессоров соответсвуют номинальным режимам работы. В работе представлены исследования позволяющие дополнять эксплуатационную документацию сведениями о допустимых режимах работах. Представленные данные могут позволить корректно разработать систему автоматизации с допустимыми уровнями блокировок. Ключевые слова: поршневой компрессор, режим работы, коэффициент подачи, изотермический КПД. |
9–14 |
|
В. Л. Юша, М. А. Сутягинский, Ю. А. Потапов. Сравнительная оценка энергетической и экономической эффективности парокомпрессионных тепловых насосов при модернизации крупного химического и нефтеперерабатывающего производства. Часть 2 DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-15-23 Рассмотрен вопрос целесообразности повышения энергоэффективности крупного химического и нефтеперерабатывающего производства путём применения в качестве нагревателей технологических теплоносителей и сырья парокомпрессионных тепловых насосов на базе систем рекуперации тепловых технологических потерь. Особенностью рассматриваемой энергетической системы является обеспечение тепловой энергией основного контура теплового насоса и его приводной паросиловой установки от общего источника. Выполнен анализ влияния температурных параметров потребителя высокопотенциальной тепловой энергии, источника низкопотенциальной тепловой энергии и энергетической эффективности основных функциональных элементов рассматриваемой энергетической системы на отношение величины вырабатываемой тепловой энергии, подаваемой потребителю, к величине используемых потерь тепловой энергии. Проведена оценка взаимосвязи перечисленных факторов с перераспределением потоков низкопотенциальной тепловой энергии между основным контуром теплового насоса и его приводом. Представленные результаты отражают принципиальную возможность повышения температурного уровня технологических теплоносителей и сырья без существенных затрат на дополнительные внешние источники энергии. Эффективность вторичного использования тепловых потерь в замкнутом технологическом цикле зависит от температурных режимов потребителя и источника тепловой энергии в цикле теплового насоса, от схемы подключения источника тепловой энергии и от энергоэффективности применяемого оборудования. Ключевые слова: рекуперация, преобразователь энергии, парокомпрессионный тепловой насос, коэффициент преобразования энергии, перераспределение потоков низкопотенциальной тепловой энергии. |
15–23 |
|
А. Д. Ваняшов, В. Л. Юша. Методы и технологии адаптации основного и вспомогательного оборудования компрессорных установок и станций к нестабильным условиям эксплуатации DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-24-35 Представлена иерархическая структура объектов компрессорной индустрии с учётом их взаимодействия и взаимного влияния. Выполнен анализ имеющих место в процессе эксплуатации производственных объектов, реализующих технологию компримирования газов, нестабильных условий эксплуатации, причина и характер их возникновения, степень влияния на воздействия на объекты разного уровня. Систематизированы технологии адаптации компрессорного оборудования к нестабильным условиям эксплуатации, при этом, в зависимости от возникающих задач, технологии адаптации разделены по этапам (уровням) реализации. Показаны имеющиеся в настоящее время проблемы научно- методического характера по реализации технологий адаптации компрессорного оборудования к нестабильным условиям эксплуатации на разных уровнях иерархической структура объектов. Ключевые слова: компрессор, компрессорная установка, компрессорная станция, газокомпрессорная макросистема, нестабильные условия эксплуатации, технологии адаптации. |
24–35 |
|
А. В. Кульбякина, А. И. Савельева, Н. А. Озеров, П. А. Батраков. Системный анализ как инструмент реализации малоотходного и безотходного производства на предприятиях нефтегазовой отрасли DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-36-45 Внедрение малоотходных и безотходных технологий является перспективным направлением развития для предприятий нефтегазовой отрасли, в частности для нефтеперерабатывающих заводов. Разработка методологических подходов анализа и синтеза сложных энергетических систем с целью повышения эффективности и экологической безопасности исследуемых объектов посредствам внедрением малоотходных и безотходных технологий, реализацией приближенных к замкнутым технологических циклов. Решение поставленной задачи выполнено в соответствии с основными принципами системного анализа сложных объектов, поэтапно: анализ структуры объекта с использованием декомпозиционно-агрегативного подхода; определение внутренних и внешних связей между элементами системы; определение закономерностей функционирования объекта и комплекса влияющих факторов. Разработана блочно-иерархическая структура предприятия переработки нефти, устанавливающая количественные и качественные связи между элементами системы на всех уровнях иерархии. Предложена система показателей эффективности, в соответствии с которой дана оценка текущему состоянию исследуемого объекта. Определены наиболее энергоемкие производства предприятия переработки нефти, рассчитаны их эксергетические балансы. Проведенный анализ позволил оценить потенциал повышения экологической и энергетической эффективности, основные направления реализации малоотходных и безотходных технологий. Определены научно-обоснованные направления повышения экологической безопасности и энергетической эффективности объекта исследования. Предложены несколько вариантов схем энергообеспечения с комплексной утилизацией производственных отходов, проведена оценка энергетической и технико-экономической эффективности интеграции предложенных решений в энергетический комплекс нефтеперерабатывающих предприятий. Полученные показатели подтверждают целесообразность интеграции предложенной схемы на действующем предприятии. Ключевые слова: углеводородное сырье, энергетический комплекс, системный анализ, безотходные технологии, энергетические ресурсы. |
36–45 |
|
Е. Н. Слободина, И. А. Степашкин, Д. В. Коваленко, А. Г. Михайлов, Е. А. Рогачев. Расчетные исследования теплоотдачи при течении наножидкостей DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-46-52 В статье рассмотрены особенности протекания процессов теплообмена при течении модифицированных теплоносителей (наножидкостей). Приведены способы получения наножидкостей и их классификация. Особое внимание уделено теплофизическим характеристикам модифицированных теплоносителей, которые определяют интенсивность теплообмена при течении наножидкостей. В настоящей работе представлены результаты расчетных исследований теплофизических характеристик наножидкостей и процессов теплообмена при течении модифицированных теплоносителей. Ключевые слова: наножидкость, теплообмен, теплопроводность, вязкость, режимы течения, плотность. |
46–52 |
|
А. Н. Королевских, О. А. Двинская, Е. А. Богданова. Модернизация грузозахватного устройства для целей лесной промышленности DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-53-61 В статье предложено установить на контактирующие поверхности фрикционно-зажимного грузозахватного устройства зарубежного производства зубчатые пластины. Модернизация грузозахватного устройства предназначена для использования устройства при перемещении грузов из древесины. Обоснована необходимость модернизации. Определены параметры зубчатой пластины. Оценена надежность несущей конструкции модернизированного грузозахватного устройства. Статья будет полезна инженерам и исследователям, работающим над обратным инжинирингом промышленного оборудования зарубежного производства. Ключевые слова: грузозахватное оборудование, фрикционно-зажимное грузозахватное устройство, обратный инжиниринг. |
53–61 |
|
А. В. Попов, С. В. Ушнурцев, А. В. Келлер. Синтез закономерностей управления блокирующими свойствами дифференциальных механизмов трансмиссии DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-62-69 При анализе условий эксплуатации полноприводных автомобилей становится очевидным, что они сталкиваются с непрерывными и значительно изменяющимися нагрузками на ведущие колеса, а также различными уровнями сопротивления движению и сцепления с дорогой. Исследования показывают, что существует определенная зона минимальных потерь мощности, которая соответствует определенному распределению мощности между ведущими мостами полноприводного грузового автомобиля. Исходя из этого, степень блокировки межосевых, межтележечных и межколесных связей должна автоматически регулироваться в зависимости от условий движения, чтобы обеспечить автомобилю максимальную тягу при минимальном сопротивлении качению. Однако, для достижения оптимальной производительности и эффективности, необходимо учитывать множество факторов, таких как состояние опорного основания, характеристики автомобиля, управления тягой и устойчивостью и др. В связи с чем целью настоящей работы является обоснование синтеза закономерностей управления блокирующими свойствами дифференциальных механизмов трансмиссии для обеспечения максимально эффективной силы тяги и минимального сопротивления качению, что в свою очередь обеспечит полноприводным автомобилям полную реализацию заложенного потенциала в различных условиях эксплуатации. При этом, в работе, рассматривается случай постоянного движения всех ведущих колес по опорной поверхности, без учета отрыва (вывешивания) одного из мостов задней тележки. Ключевые слова: полноприводный автомобиль, трансмиссия, дифференциальный механизм, блокировка, ведущие колеса, проходимость. |
62–69 |
АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
|
В. И. Трушляков, В. В. Юдинцев, В. А. Урбанский, С. Ю. Онищук, Д. А. Кленин. Исследование проектно-конструкторского облика декартовой двигательной установки автономного стыковочного модуля для захвата мишени DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-70-81 Предложена концепция построения орбитального комплекса для оперативного перехвата мишени, включающая в свой состав метод баллистического построения оперативного перехвата, рекомендации к проектно- конструкторскому облику декартовой двигательной установки автономного стыковочного модуля, функционирующей на этапе ближнего наведения при доставке троса от разгонного блока к мишени, на этапе захвата и перевода мишени на орбиту утилизации в составе вращающейся тросовой космической системы. В качестве критерия выбора проектно-конструкторского облика декартовой двигательной установки (запасы топлива, тяга каждой камеры и их количество, минимальное изменение координат центра масс автономного стыковочного модуля на всём интервале работы декартовой двигательной установки) принята минимальная масса автономного стыковочного модуля. Для сравнения рассматривается два метода построения баллистической схемы перехвата мишени: классический, с выходом орбитального комплекса на орбиту мишени с нулевыми относительными скоростями и метод на основе использования вращающейся тросовой космической системы, с выходом орбитального комплекса на орбиту перехвата мишени со скоростями в точке встречи до 200 м/с. Ключевые слова: декартовая двигательная установка, разгонный блок, автономный стыковочный модуль, вращающаяся тросовая космическая система, мишень, захват, орбита утилизации. |
70–81 |
|
А. Б. Яковлев. Разработка математической модели процессов в газогенераторе с унитарным топливом для питания турбины жидкостной ракетной двигательной установки DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-82-88 В статье рассматривается динамическая модель газогенератора с управляющим дросселем жидкостной ракетной двигательной установки с насосной системой подачи и унитарным топливом для питания турбины. Получена система уравнений динамики, описывающих процессы, происходящие в однокомпонентном газогенераторе и дроссельном кране. Математическая модель позволяет провести анализ и выявить основные закономерности влияния входных величин на управляемую величину. Ключевые слова: динамические процессы, система автоматического регулирования, однокомпонентный газогенератор, дроссельный кран, жидкое ракетное топливо. |
82–88 |
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
|
О. В. Кропотин, Е. А. Рогачев, Е. А. Дроздова, А. А. Каленчук, Е. Г. Глуховеря, О. В. Малий. Влияние электропроводного технического углерода на свойства линейного полиэтилена низкой плотности DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-89-94 Экспериментально исследовано влияние электропроводного технического углерода на электрофизические и механические свойства линейного полиэтилена низкой плотности. Определены структурные параметры технического углерода, которые оказывают существенное влияние на электропроводность технического углерода и электропроводность полимерных композиционных материалов при его применении в качестве наполнителя. Установлено, что введение 10–20 масс. % технического углерода в линейный полиэтилен низкой плотности обеспечивает высокую проводимость композиционных материалов, повышая при этом их модуль упругости, но в то же время снижает относительное удлинение при разрыве. Показано, что в целом, исследованный технический углерод является перспективным наполнителем при разработке электропроводных полимерных композиционных материалов электротехнического и радиотехнического назначения. Ключевые слова: электропроводный технический углерод, линейный полиэтилен низкой плотности, электропроводные полимерные композиты, структура технического углерода, механические свойства полимерных композитов. |
89–94 |