Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск
Том 18, № 1 (2018)

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

6-15 110
Аннотация

Введение. Статья посвящена изучению явления каплеударной эрозии, которая развивается в металлических материалах при частотах капельных соударений 50…200 с-1 и скоростях 150…600 м/с. Исследована возможность сравнительной оценки сопротивления износу материалов различных структурных классов с различным уровнем механических свойств. Основной целью работы было создание расчетно-аналитической модели эрозионного износа упрочненных материалов. Параллельно решалась задача критериальной оценки материалов, с помощью которой можно было бы отнести их к пластичным или упрочненным, после чего использовать соответствующую модель механики усталостного разрушения.

Материалы и методы. Для расчетно-аналитических оценок эрозионной стойкости материалов использованы известные зависимости механики разрушения и теории усталости Пэриса-Эрдогана. Параметры расчетных выражений получены на базе результатов стендовых эрозионных испытаний и данных растровой электронной микроскопии образцов стали 20Х13 с мартенситной структурой. Результаты исследования. В качестве классификационного критерия пластичных и прочных материалов предложено использовать их диаграммы предельных состояний. В частности, на основе такой диаграммы упрочненных материалов могут быть определены значения начального и критического размера хрупкой трещины, которые используются в основной модели для расчета эрозионной стойкости материала.

На базе уравнения Пэриса усталостной теории ПэрисаЭрдогана разработана и научно обоснована расчетноаналитическая модель для оценки эрозионной стойкости упрочненных материалов, деградация поверхности которых происходит по механизму зарождения и развития трещин скольного типа. Представлены данные расчетов для образцов мартенситной стали 20Х13 с использованием экспериментально полученных параметров уравнения Пэриса.

Обсуждение и заключения. Полученные результаты акту альны для выбора, оптимизации или разработки эрозионно-стойких материалов для высокоскоростных лопастей парогазотурбинного и компрессорного оборудования, работающих в условиях образования капельного конденсата.

16-21 120
Аннотация

Введение. Представлены материалы по исследованию возможностей использования пассажирских канатных дорог (ПКД) в условиях сильно урбанизированной городской среды. Статья посвящена вопросам разработки математических моделей для проектирования и моделирования рабочих процессов перспективной транспортной системы

«Канатное метро». Представленная транспортная система существенно отличается от традиционной ПКД, причем для ее успешного проектирования разработана математическая модель оценки эксплуатационной нагруженности основных элементов. Также авторами предложена математическая подмодель пассажирской кабины канатного метро, которая в дальнейшем будет интегрирована в состав комплексной математической модели системы. Целью работы являлось исследование колебаний пассажирской кабины при ее движении вдоль участка транспортной системы.

Материалы и методы. Предложена новая математическая модель, описывающая колебания пассажирской кабины и элементов ее подвески. Данная модель будет интегрироваться в состав комплексной математической модели транспортной системы, используя часть ее выходных параметров. Проведено численное моделирование движения кабины. Выведенные уравнения представляют собой математическую модель для исследования динамики маятниковых колебаний пассажирской кабины перспективной транспортной системы «Канатное метро». В данной работе интегрирование уравнений выполнено методом РунгеКутта в программном комплексе собственной разработки. Результаты исследования. Разработаны новые математические модели и программное обеспечение для численного моделирования. Продемонстрировано влияние демпферных устройств на величину максимальных колебаний пассажирской кабины при движении.

Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и моделировании рабочих процессов, оптимизации элементов транспортной системы. Доказано, что демпфирующее устройство снижает амплитуду колебаний, которые после окончания переходного процесса стабилизируются на более низких значениях (0,3–0,5 градуса). В дальнейшем необходима интеграция разработанной математической модели в комплексную модель исследуемой системы с целью уточнения полученных выводов.

22-30 75
Аннотация

Введение. Особенности радиального фасонного точения сравниваются с традиционным резанием прямолезвийным инструментом с постоянной площадью среза. Предполагается определить силовые характеристики в зоне резания с помощью расчетных силовых зависимостей, учитывающих площади мгновенного среза и средние удельные давления, полученные экспериментальным путем. Таким образом, поставленная задача решается в два этапа. Сначала определяются площади среза для различных фасонных профилей, затем проводятся эксперименты, позволяющие получить средние удельные давления на площадках среза.

Целью данной работы является решение вопросов первого этапа исследований: определение мгновенных площадей срезов для различных профилей фасонного радиального точения с учетом их зависимости от геометрических и временных параметров радиального врезания.

Материалы и методы. С целью решения поставленных задач разработаны аналитические зависимости. Они позволяют определить мгновенные площади среза при радиальном точении выпуклых, вогнутых и комбинированных радиусных профилей по мере врезания. При этом учитывается время резания, глубина погружения, угол в плане и подача. Площади срезов и их приращения могут быть определены через каждый полный оборот вращения детали. На основании полученных аналитических зависимостей можно судить об особенностях и изменениях величины площадей мгновенного среза при радиальном фасонном точении.

Результаты исследований. По полученным зависимостям рассчитаны мгновенные площади среза при радиальном точении выпуклых и вогнутых радиусных профилей с учетом геометрических параметров и времени врезания. При этом подразумеваются оптимальные условия и режимы фасонного резания.

Обсуждение и заключение. Аналитические зависимости и табличные значения площадей срезов являются базой для определения силовых характеристик и энергетических затрат на основе удельных давлений при фасонном радиальном точении.

31-37 115
Аннотация

Введение. В статье обсуждается использование метода магнитно-импульсной обработки, с помощью которой можно устранить и предотвратить дефекты, возникающие в кольцевых швах.

Результаты исследования. Разработан метод использования магнитно-импульсной рихтовки в целях устранения деформаций, которые образуются во время сварки и за счет остаточных напряжений. Сварной шов деформируется и занимает положение, не соответствующее требованиям к изделию. В результате образуется местный изгиб, который составляет 0,5−2,0 мм, и происходит уменьшение диаметра в зоне кольцевого шва

Материалы и методы. Проведен теоретический анализ и опробован практический метод исследования. Для экспериментов используем витой индуктор на раздачу и медные спутники для передачи магнитного давления.

Обсуждение и заключения. Определена возможность использования магнитно-импульсной обработки для устранения и предупреждения деформаций в кольцевых швах. Это позволяет осуществить рихтовку кольцевого шва дистанционно или предварительно деформировать элементы конструкции, гарантируя перед сваркой компенсацию возможных деформаций. Целесообразно обрабатывать трубы и обечайки диаметром100 мм с толщиной стенки 2-5 мм индуцированием токов, приемом «на раздачу».

38-49 110
Аннотация

Введение. Исследуется процесс объемной штамповки (ОШ) поковки сложного сечения в открытом штампе. Цель работы — определение формы и числа технологических переходов штамповки для достижения условий ограничения по принятым параметрам. При проведении изысканий определялись следующие снижаемые параметры: неравномерность деформированного состояния в рассматриваемом сечении готовой поковки; расход металла на облойную часть поковки; относительная протяженность стадии доштамповки (течение металла только в облой).

Материалы и методы. Исследования базируются на применении численного метода конечных элементов (МКЭ) к решению прямых и обратных задач формоизменения в процессе объемной штамповки. В качестве программного средства использован комплекс QForm.

Результаты исследования. Показано, что расход металла может быть снижен с 13–17 % от объема поковки в выбранном сечении до 1,8–3,5 %. Относительная протяженность стадии доштамповки может быть сокращена с 17 % до 0,4 %. Неравномерность распределения накопленной деформации по сечению оценивалась по соответствующему критерию. Он может быть снижен до пределов, характерных для задач оптимизационного уровня (при использовании заготовки фасонной формы) или уровня рациональных значений (при введении одного заготовительного перехода).

Обсуждение и заключения. Рассматриваемая в работе количественная система оценки процессов штамповки может применяться в обобщенном виде к любым формам изделий ОШ. Это позволяет повысить качество поковок и существенно снизить их технологическую себестоимость.

50-58 85
Аннотация

Введение. Статья посвящена технологии однопроходной электродуговой сварки под тонким слоем шлака (АСТ) толстолистовых сварных конструкций в тепловом и атомном машиностроении. Материал конструкций — сталь 09Г2С. Цель работы — опытным путем установить возможность применения способа АСТ вместо автоматической сварки под флюсом (АСФ) и электрошлаковой сварки (ЭШС) при изготовлении корпусного оборудования энергетических установок.

Материалы и методы. Технология разрабатывалась на основании расчетов теплового режима сварки (параметров термического цикла и режима сварки). Контрольные сварные соединения-пробы толщиной 100 мм были изготовлены из низкоуглеродистой низколегированной стали 09Г2С. Сварка выполнена на аттестованном оборудовании ОАО «ЭМК — Атоммаш». Качество сварных соединений оценивалось по результатам штатного контроля методами: магнитно-порошковой дефектоскопии (МПД), ультразвукового контроля (УЗК) и радиографической дефектоскопии (РГД). Результаты неразрушающего контроля дополняли данными металлографических исследований. Для изучения характера кристаллизации металла шва по длине сварной пробы механическим способом вырезали макротемплеты из середины по толщине и на расстоянии 10 мм от поверхности. В экспериментах использовали: методику и установку «ТЦС-1» для моделирования термического цикла сварки металла зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений; стандартные методы определения механических свойств; показатели твердости и микротвердости; метод определения величины зерна на микрофотографиях по ГОСТ 5639-82. Микроструктуру изучали на оптических микроскопах ММР-2Р и Reichert при увеличениях до 1000 крат. Кроме того, с помощью электронного микроскопа ЭМВ-100ЛМ методом реплик были изучены: характер распределения и идентификация вторичных фаз неметаллических включений; сварные образцы и образцы, моделирующие металл ЗТВ на чувствительность к надрезу; стабильность и стойкость структуры против образования трещин при сварке.

Результаты исследования. С учетом результатов теплового расчета и моделирования металла ЗТВ обоснованы оптимальные величины погонной энергии, параметров режима сварки и проведена их экспериментальная проверка. Выполнена оценка качества сварных соединений неразрушающими и разрушающими методами. Установлено влияние способа сварки на структуру, качество и механические свойства сварных соединений.

Обсуждение и заключения. Получены положительные результаты теоретических и экспериментальных исследований. Они свидетельствуют о технологической и экономической эффективности применения способа АСТ (вместо АСФ и ЭШС) при изготовлении сварных соединений толщиной 100 мм из низколегированной стали 09Г2С. Умеренное тепловложение при АСТ позволяет за один проход сформировать сварное соединение с более мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами по сравнению с ЭШС и АСФ. Даны рекомендации по использованию способа АСТ в сварочном производстве.

59-68 95
Аннотация

Введение. В настоящее время внимание разработчиков и исследователей сфокусировано на автоматизированном поддержании работоспособности технологических машин, особенно в условиях компьютеризации производства. Существенно расширены возможности оценки технического состояния оборудования, диагностики и мониторинга неисправностей. Это позволяет предотвращать отказы и минимизировать влияние неблагоприятных факторов на производительность. С этой целью создается некоторая автономная система управления, концептуальным проблемам которой посвящена данная статья.

Материалы и методы. Рассмотрена система автономного управления техническим состоянием станка. Показано, что сигналы с датчиков и на исполнительные механизмы поступают через распределенные узлы управления техническим состоянием устройств станка. При этом необходимая связь обеспечивается возможностями e-MindMachine. К обобщенным функциям управления техническим состоянием металлорежущих станков отнесено принятие решений и исполнение команд c использованием встроенных средств. Описана и разъяснена специфика в построении системы технического обслуживания станков. В итоге обосновано следующее утверждение: при анализе процессов в станках и синтеза решений для управления поддержанием работоспособности станка (ПРС) адекватны методы искусственного интеллекта и интеллектуального управления (в том числе теории нечетких множеств и нечеткой логики).

Результаты исследования. Предлагаемый подход позволяет оценить достижения, представленные в известных системах технического обслуживания машин, и повысить уровень обслуживания до самостоятельно работающих систем автоматизированного автономного управления техническим состоянием. Рассмотрена структура системы, к обобщенным функциям управления которой отнесены принятие решений и исполнение команд c использованием встроенных средств. Показано, как при синтезе решений для управления используются методы теории нечетких множеств и нечеткой логики. Рекомендованы поэтапная разработка и внедрение автономной системы в зависимости от условий и возможностей предприятия. 

Обсуждение и заключения. Рассмотрены вопросы внедрения системы автономного управления ПРС. Предложены адекватные методики определения последовательности работ и оценки эффективности. В подсистеме мониторинга предусмотрено, во-первых, выполнение традиционной диагностики в процессе наблюдении за состоянием станка в режиме онлайн. Во-вторых, для управления действиями, предотвращающими нарушения работоспособности устройства (или станка в целом), предполагается выполнение следующих функций: оценки результатов диагностики, прогнозирования и выработки решений.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

69-76 99
Аннотация

Введение. Исследуется процесс пиролиза пропана в проточном реакторе в режиме подачи энергии через постоянный внешний нагрев. Для комплексного исследования процесса во всевозможных условиях и для обеспечения перехода от лабораторных установок к промышленным необходимо провести численный анализ результатов моделирования течения газа в реакторе с учётом химических процессов. В работе представлены результаты численного моделирования трехмерной динамики газового потока пиролиза пропана в реакторе в программном пакете ANSYS Fluent с использованием компактной кинетической модели.

Материалы и методы. Авторами предложена новая компактная кинетическая схема пиролиза пропана, которая была получена на основе методов локального и глобального анализа чувствительности модели. Представлена математическая модель, используемая в пакете ANSYS Fluent, которая представляет собой уравнения неразрывности, сохранения импульса, сохранения энергии, дополненные уравнениями неразрывности для каждой компоненты газа.

Результаты исследования. Впервые проведено численное моделирование трехмерной динамики газового потока пиролиза пропана в реакторе в программном пакете ANSYS Fluent с использованием компактной кинетической модели. Проведены расчеты динамики газового потока пиролиза пропана в лабораторном реакторе с учетом процессов диффузии, химических реакций и их тепловых эффектов. Результаты численных расчетов и экспериментальные исследования по конверсии пропана хорошо согласуются между собой.

Обсуждение и заключения. Результаты исследования и моделирования пиролиза пропана могут составить основу для описания процесса в объеме реактора под воздействием лазерного излучения.

77-84 117
Аннотация

Введение. Разработаны математические модели для прогнозирования показателей качества кокса М25 и М10. Расчеты выполнены индивидуально для каждой из коксовых батарей коксохимического производства (КХП) Магнитогорского металлургического комбината (ММК). В основе моделирования — параметры шихты: сумма отощающих компонентов ОК, %; отражательная способность витринита R0, %. Такие модели необходимы при управлении качеством продукции и оптимизации, направленной на снижение производственных затрат. Цель исследования — построение адекватных математических моделей для прогнозирования показателей качества кокса М25 и М10 в условиях КХП ММК. Таким образом, предполагается, что ММК получит собственные модели, не уступающие по точности прогнозирования аналогам, используемым другими коксохимическими предприятиями России.

Материалы и методы. В качестве универсального аппроксиматора для построения математических моделей использовались нейронные сети. При выборе их архитектуры исходили из минимального количества нейронов и слоев сети. Кроме того, учитывалась минимизация ошибки прогнозирования на новой выборке, которая не использовалась при обучении и тестировании.

Результаты исследования. Разработка основана на петрографических параметрах шихты: суммы отощающих компонентов OK (по ГОСТ 12112); показатель отражения витринита в шихте R0 (ГОСТ 12113). С помощью искусственных нейронных сетей построены одномерные математические модели для прогнозирования показателей качества кокса на дробимость М25 и истираемость М10 (ГОСТ 5953). Созданные модели представлены в графическом виде. Оценены их прогнозирующие способности.

Обсуждение и заключения. В моделях, разработанных в рамках данного исследования, использованы только петрографические параметры шихты. Не учитывались совокупные данные по техническому и пластометрическому анализам. Этим подход, представленный в данной статье, отличается от моделей, реализованных для других КХП, — например, на Нижнетагильском металлургическом комбинате (НТМК), Новокузнецком металлургическом комбинате (НКМК), Западно-Сибирском металлургическом комбинат (ЗСМК). Несмотря на это, доказана адекватность полученных зависимостей. Предполагается использовать их для оптимизации петрографических параметров шихты по различным критериям оптимальности показателей качества кокса.

85-91 98
Аннотация

Введение. Статья посвящена вопросу анализа чувствительности функционала качества воды к параметрам модели искусственной водной экосистемы биологической очистки сточных вод, сформулированной в виде начальнокраевой задачи для системы уравнений реакцииконвекции-диффузии, описывающей динамику биогенов. Использование многомерных нестационарных моделей водных экосистем с подробным описанием биохимических реакций осложняется большим числом параметров, значение которых необходимо получать экспериментально. Для упрощения процесса обеспечения данных была исследована чувствительность функционала качества очистки к параметрам модели.

Материалы и методы. В работе проведён краткий обзор существующих методов оценки, на основе методов теории малых возмущений и сопряжённых уравнений сформулирован алгоритм исследования чувствительности функционала, характеризующего качество воды, к параметрам модели водной экосистемы.

Результаты исследования. Получен алгоритм исследования чувствительности функционала к параметрам модели водной экосистемы. Приведён практический пример применения рассмотренного метода для задачи оптимального управления аэротенком-вытеснителем — элементом очистного сооружения для биологической очистки сточных вод.

Обсуждение и заключения. На основе проведённого анализа выявлены наиболее и наименее значимые параметры математической модели искусственной водной экосистемы аэротенка-вытеснителя, являющейся составной частью задачи оптимального управления аэрацией. Применение разработанного алгоритма оценки чувствительности возможно и для других процессов, связанных с массопереносом реагирующих веществ, таких как решение обратных источниковых задач динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере, моделирование биологических процессов в живых организмах, управление процессами массопереноса в аппаратах химических технологий и т. д.

92-101 82
Аннотация

Введение. Статья посвящена анализу применимости математического масштабирования и нормирования при решении различных прикладных задач. Рассмотрены наиболее известные формулы, часто используемые в ходе теоретических и практических изысканий. Цель работы — выявление свойств математического масштабирования и нормирования.

Материалы и методы. На конкретных вычислительных примерах оценены ошибки, получаемые при использовании формул математического масштабирования и нормирования. С учетом сравнительной оценки отношений степени величины исходных и результирующих значений (а также отношений степени их различия) оценивается корректность получаемых данных, оказывающих существенное влияние на результирующие значения.

Результаты исследования. Проведенный анализ позволяет сделать выводы о том, что известные формулы математического масштабирования и нормирования обладают свойствами, не учитывавшимися в теории и практике.

Обсуждение и заключения. Полученные результаты позволяют избежать ошибочных решений, обусловленных использованием неприменимых формул масштабирования и нормирования при решении задач в теории и практике экономики, организационного управления, медицины и многих других областей.

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

102-109 118
Аннотация

Введение. В статье рассмотрены вопросы выбора и использования установок утилизации теплоты отработавшего воздуха в помещении коровника. Цель исследования — обоснование выбора количества теплоутилизаторов, обеспечивающих наибольший экономический эффект при эксплуатации в помещении на 400 голов.

Материалы и методы. Определение количества единиц энергосберегающего оборудования обусловлено рядом факторов. Основной из них — непрерывно меняющаяся величина воздухообмена в коровнике в зависимости от параметров наружного воздуха. При этом учитывались условия эксплуатации в южных районах страны. Предложены математические модели, описывающие зависимости технико-экономических показателей от числа и продолжительности работы утилизационных установок. Проведен корреляционно-регрессионный анализ полученных зависимостей. На его основе выполнена техникоэкономическая оценка использования теплообменников. Представлены контурные графики целевых функций затрат электроэнергии и эксплуатационных затрат в зависимости от продолжительности работы и пропускной способности энергосберегающих установок. Использован метод сравнения для выявления наиболее эффективного по производительности утилизатора теплоты с учетом меняющейся величины воздухообмена

Результаты исследования. Определено необходимое количество теплообменников, обеспечивающих требуемый воздухообмен в животноводческом помещении. Разработаны новые математические модели для расчета эффективности использования утилизационных установок с учетом производительности и продолжительности работы. Установлены зависимости изменения эксплуатационных затрат от производительности утилизаторов. Определено количество и типоразмер теплоутилизаторов, при использовании которых достигается наибольший чистый дисконтированный доход

Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы для разработки энергосберегающих систем при разведении крупного рогатого скота. Предложенные математические модели расчета эксплуатационных затрат позволят провести предварительное техникоэкономическое обоснование целесообразности использования пластинчатых теплоутилизаторов в животноводческих помещениях.

110-117 92
Аннотация

Введение. Статья посвящена решению задачи повышения надёжности работы сельскохозяйственной и мелиоративной техники за счёт улучшения основных показателей надёжности свинцовых стартерных аккумуляторных батарей (АКБ) в процессе их эксплуатации и хранения. Целью работы являлась разработка способов повышения эксплуатационной надёжности свинцовых аккумуляторов сельскохозяйственных и мелиоративных машин при различных режимах работы и хранения АКБ.

Материалы и методы. Предложены способы повышения эксплуатационных характеристик свинцовых аккумуляторов в процессе их работы и хранения за счет применения органических соединений класса пространственно-затруднённых фенолов (ПЗФ) в качестве добавок в электролит из расчета 1 г/л. Проведены исследования для оценки действия ПЗФ на коррозию токоотвода гладкого и пористого диоксидсвинцовых электродов. Для более объективной оценки ингибирующих свойств ПЗФ проводили ресурсные испытания серийных отечественных аккумуляторов в заводских условиях по существующим ГОСТам методами циклирования.

Результаты исследования. Разработан способ повышения срока службы свинцового аккумулятора за счет применения ПЗФ в качестве добавок в электролит, так как они обладают свойствами ингибировать процесс коррозии токоотвода положительного электрода.

Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы в процессе эксплуатации АКБ на сельскохозяйственной и мелиоративной технике, автомобильном транспорте и других машинах, так как замедляют процесс коррозии решёток положительных пластин. Кроме этого, добавки ПЗФ могут быть эффективно использованы при сезонном режиме работы свинцовых аккумуляторов, что характерно при эксплуатации в системе агропромышленного комплекса.

118-123 119
Аннотация

Введение. В настоящее время производство и потребление электрической энергии постоянно растёт. Одним из вариантов решения энерго-экологических проблем России может стать использование возобновляемых источников энергии, в частности, ветро-солнечных станций распределённого типа. Для снижения себестоимости вырабатываемой электроэнергии целесообразно часть вырабатываемой энергии переложить на комбинированную ветросолнечную электростанцию, с возможностью параллельной работы с центральной системой электроснабжения. Авторами рассмотрены варианты электроснабжения потребителей, определены объёмы энергии, вырабатываемые ветряными и солнечными установками, а также определены наиболее оптимальные объекты, при электроснабжении которых возможно использование ветро-солнечных установок безаккумуляторного, распределённого типа.

Материалы и методы. Проведен технико-экономический анализ применения ветро-солнечных установок для различных объектов электроснабжения.

Результаты исследования. Доказана эффективность использования ветро-солнечных станций безаккумуляторного типа при параллельной работе с сетью для электроснабжения объектов сельскохозяйственного производства. 

Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и реконструкции систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов.

124-131 93
Аннотация

Введение. Вертикальный восходящий поток воды в ксилеме растений обеспечивается действием сил поверхностного натяжения воды в менисках капилляров. В ряде работ показано, что распределение воды в наклонных капиллярных системах подчиняется общему правилу: в ветвях нижнего уровня продвижение воды максимально. При этом высота подъема воды в вертикальном капилляре пропорциональна количеству боковых ветвей в капиллярной системе. Ряд вопросов остаются открытыми. В их числе: роль окаймленных пор, обеспечивающих гидравлическую связь между сосудами; влияние размеров пор и параметров гидравлически связанных сосудов на подъем в них воды.

Материалы и методы. Рассмотрена модель системы, состоящей из двух вертикальных капилляров разного радиуса. Они соприкасаются боковыми стенками и погружены в воду. Выполнены расчеты, описывающие соотношения элементов данной системы.

Результаты исследования. Установлено, что высота подъема воды в гидравлически связанных капиллярах в общем случае различна.

Обсуждение и заключения. Показана зависимость: чем меньше разность высот между порами и чем ближе пора к поверхности воды, тем выше поднимается вода в капиллярах.

БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

132-137 96
Аннотация

Введение. Силовые трансформаторы относятся к основному оборудованию систем электроснабжения промышленных предприятий. Одними из основных показателей, определяющими срок службы трансформатора, в том числе его эксплуатационные характеристики, являются состояние и остаточный ресурс его изоляции. Старение и износ изоляции напрямую связаны с температурными режимами работы трансформатора в процессе эксплуатации, а также надёжной работой системы охлаждения. Данное направление научных исследований является актуальным, особенно если речь идёт о силовых трансформаторах, работающих при номинальных нагрузках.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования рассматриваются силовые трансформаторы районных подстанций, питающие промышленные и транспортные предприятия. В статье рассмотрены режимы работы силовых трансформаторов, которые обусловлены неравномерной загруженностью фаз и короткими замыканиями. Все эти факторы приводят к температурным деформациям изоляции силовых трансформаторов и, как правило, к выходу из строя силовых трансформаторов.

Результаты исследования. В работе рассматривается разработанная авторами принудительная система охлаждения силовых трансформаторов, которая позволяет увеличить поверхность охлаждения силового трансформатора и объем охлаждающей жидкости. Были выполнены тепловые расчёты нагрева элементов конструкции силового трансформатора при традиционной и предложенной авторами системах охлаждения. Сравнительный анализ и расчёты показали целесообразность использования разработанной системы охлаждения силовых трансформаторов, которая позволяет продлить срок службы изоляции. Разработанная система охлаждения является принудительной. В качестве дополнительного расширителя авторами был использован бак резервного силового трансформатора. Данное конструктивное решение может быть реализовано для трансформаторов, работающих при низких температурах, а также при продолжительных предельных нагрузках.

Выводы. Разработанная система охлаждения не требует больших затрат на приобретение дополнительного оборудования и техническое обслуживание, может быть использована в энергетических хозяйствах промышленных предприятий и на предприятиях железнодорожного транспорта.



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


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)