Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки»

В статье предлагается методика прогноза и приближенного расчета характеристик диаграмм состояния двухкомпонентных систем. Представлены результаты статистического анализа диаграмм плавкости 200 солевых систем с общим катионом и 100 систем с общим анионом. Рассматриваются два признака наличия эвтектических точек у бинарных систем и методика приближенного расчета значений температуры и концентрации эвтектической точки. Первый критерий наличия или отсутствия эвтектических точек в системе определяется с помощью удельных изобарных теплоемкостей компонентов. Второй критерий основан на известном факте – большей разнице значений энтропий для компонентов эвтектических систем, чем разница величин энтропий для компонентов систем с непрерывными рядами твердых растворов. Приведена методика приближенных расчетов значений температур и состава эвтектических точек двухкомпонентных солевых систем, в которых отсутствует промежуточное химическое взаимодействие между компонентами. Проведен сравнительный анализ результатов вычислений по предложенной авторами методике и значений термодинамических характеристик эвтектик, полученных с помощью уравнения Шредера – Ле Шателье. Адекватность предлагаемой модели анализа и определения термодинамических характеристик двухкомпонентных солевых систем подтверждается результатами расчетов состава и температур эвтектик 120 двухкомпонентных систем, средние погрешности, которых составили 6% по концентрациям и 7 % по температурам. На основе предложенной процедуры аппроксимации создана программа расчета на языке Pascal в визуальной среде Delphi с пользовательским интерфейсом. Одним из преимуществ этой среды является то, что исполняемые модули программ, созданные в ней, не требуют оснащения компьютера дополнительным программным обеспечением, кроме наличия операционной системы.

Предлагается новый подход к системному анализу сложноструктурированного комплекса переработки (КП) нефтесодержащих отходов (НСО) на основе метода Data Envelopment Analysis, который позволяет решать задачи выбора оптимальных технологий переработки по разнородным критериям ресурсного потенциала, экологической безопасности, ресурсо- и энергосбережения и комплексной эффективности. Представлены новые классификации: НСО по источникам образования в нефтегазовой промышленности и методам переработки. Проведен анализ системных проблем, сопровождающих технологические процессы переработки НСО, которые подтверждают необходимость рассматривать хранилища НСО и технологии их переработки в рамках единой системы, состоящей из двух подсистем размещения и переработки. Проанализированы общесистемные свойства КП НСО и взаимосвязи его основных элементов, выявлено наличие устойчивых связей между элементами системы.

Разработана методика системного анализа и оптимизации КП НСО, состоящая из 10 последовательных этапов и включающая разработку баз данных и специального программного обеспечения, проведение многофакторного анализа и оптимизации, использование искусственных нейронных сетей для увеличения скорости вычислений, разработку системы информационной поддержки принятия научно-обоснованных управленческих решений.

Показаны результаты апробации методики для анализа КП, состоящего из 90 хранилищ НСО и 14 технологий переработки, расположенных в пределах одного региона. Получены результаты решения задач оптимизации системы переработки НСО по критерию максимальной комплексной эффективности с учётом постоянного и переменного эффектов масштаба.

Предлагаемый подход может быть распространен на другие регионы Российской Федерации с развитой нефтегазовой промышленностью, где существует необходимость принятия срочных мер по ликвидации хранилищ отходов и улучшению экологической обстановки.

В нашей повседневной жизни возникает множество проблемных ситуаций, которые ухудшают качество жизни, снижают производительность труда. Современная наука не имеет технологий принятия решений в проблемных ситуациях в условиях неопределенности, когда субъектам самим необходимо принять решение, что нужно делать, а не как это сделать. Единственной теорией, которая предлагает акторам новый подход к управлению разрешением проблемных ситуаций, является теория интерсубъективного управления, предложенная в начале XXI века. Принципиальное отличие интерсубъективного управления от классического заключается в том, что функции управления возлагаются на самих людей, погруженных в проблемную ситуацию и активно действующих (акторов). В процессе принятия решений в проблемной ситуации субъекты нуждаются в методической и информационной поддержке. Для этого в статье разрабатывается система поддержки принятия решений (СППР), использующая методы и инструменты слабоформализованных предметных областей. При выборе моделей, методов и инструментов, поддерживающих акторов в процессе решения проблемной ситуации, учитываются особенности группового процесса принятия решений в межсубъективном управлении. На выбор методов, применяемых акторами, также влияет субъективная составляющая, т. е. их личностные характеристики и предпочтения, знания и навыки. Проектирование СППР базируется на модели управления знаниями Нонака – Такеучи.

Статья продолжает серию публикаций, посвященных задачам ранней диагностики состояния радиально-упорного подшипника турбонасосного агрегата жидкостного реактивного двигателя НК-33, который является критическим узлом в составе энергосиловой установки. В основе предлагаемого подхода лежит идея замены используемых в агрегате штатных индукционных датчиков частоты вращения ротора турбонасоса распределенным кластером из двух одновитковых вихретоковых датчиков специальной конструкции со смещенными чувствительными элементами в виде отрезка проводника. Преобразователи размещаются в те же монтажные отверстия, что и штатные датчики частоты вращения, а их чувствительные элементы ориентируются относительно зуба измерительного диска, установленного на контролируемом валу таким образом, чтобы при всех возможных перемещениях вала торец зуба находился в зоне чувствительности обоих датчиков. Совокупная обработка выходных сигналов вихретоковых преобразователей при прохождении зуба под чувствительными элементами позволяет определить изменение осевого положения диска, вызванного смещением вала ротора при разрушении радиально-упорного подшипнике, а фиксация моментов прохождения торцом зуба измерительного диска геометрических центров чувствительных элементов соответственно первого и второго датчика в составе кластера обеспечивает реализацию штатных функций измерения частоты вращения ротора по основному и дублирующему каналу. Оценке погрешностей измерения осевых перемещений вала в каналах системы контроля состояния радиально-упорного подшипника турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя НК-33, реализующей данный способ, посвящена настоящая статья. В частности, рассматриваются случайные и систематические составляющие основной погрешности, обусловленные воздействием помех, конечной частотой дискретизации и выбранным методом вычисления искомых перемещений вала в контролируемом узле.

Рассматриваются способы определения механических напряжений в индукторе синхронной электрической машины с магнитоэлектрическим возбуждением и встроенными V-образными постоянными магнитами, предназначенной для использования в качестве генератора собственных нужд газокомпрессорной станции с приводом от газотурбинного двигателя. Наряду с достоинствами – высокой энергоэффективностью, большими электромагнитным моментом и удельной мощностью, возможностью выполнения малого зазора между статором и ротором у машин с такой конструкцией индуктора имеется существенный недостаток – сильное рассеяние магнитного потока в области наружных и внутренних мостиков насыщения, которое тем существеннее, чем большую ширину имеют мостики. Для снижения потоков рассеяния и обеспечения приемлемых энергетических показателей желательно уменьшать ширину мостиков, но при этом ослабляется механическая прочность ротора.

Предложены аналитические модели двух уровней для оценки механических напряжений в конструкции индуктора, на основании которых выбирается вариант конфигурации постоянных магнитов и полюсных наконечников ротора. Модель первого уровня предполагает знание геометрических размеров индуктора, которые могут быть получены на этапе электромагнитного расчета электрической машины. Поэтому она больше подходит для оценочного расчета механических напряжений, действующих на наружные мостики. Модель второго уровня получена при использовании аналитических зависимостей, основанных на аналогии системы «магнит – полюсный наконечник» с балкой с жестким защемлением на опорах и распределенной нагрузкой вдоль нее. Она пригодна для определения механической прочности при оптимизационном проектировании, когда приходится оперировать большими объемами данных.