Том 26, № 1 (2018)

Предлагается постановка и метод решения задачи оптимального по быстродействию управления температурным полем неограниченной пластины с двумя граничными управляющими воздействиями по величине внешнего теплового потока на ее поверхностях в условиях заданной точности равномерного приближения конечного температурного распределения по толщине пластины к заданному. Предлагаемый метод использует процедуру предварительной параметризации управляющих воздействий на основе аналитических условий оптимальности, последующую редукцию к специальной задаче математического программирования и способы ее решения, базирующиеся на альтернансных свойствах искомых параметрических характеристик и знаниях физических закономерностей предметной области. Приводятся расчетные результаты и их анализ для различных вариантов кривой результирующего температурного распределения.

Рассматривается задача оценки функционирования сложных структурированных объектов. Предложено использовать непараметрический метод анализа среды функционирования (DataEnvelopmentAnalysis). Сформулированы количественные показатели эффективности для сложных объектов, причем эти показатели не выражаются в денежных единицах. Выполнено решение задачи дробно-линейного программирования, которое определяет практическую границу эффективности на основе выбранного ограниченного множества входных и выходных переменных объекта. Предлагаемая методика использована для оценки эффективности внедрения на ряде предприятий систем управления отношениями с клиентами (CRM). Анализ расположения оцениваемых объектов в пространстве входных и выходных параметров относительно практической границы эффективности дает возможность определить приоритетные направления оптимизации ресурсов предприятия в условиях ограниченного бюджета.

Приводится анализ случайных погрешностей, обусловленных дискретным характером информации, поступающей от одновитковых вихретоковых датчиков в системах измерения радиальных зазоров в компрессорах турбомашин. Для указанных погрешностей получен закон распределения вероятностей и определены основные статистические характеристики. На основе полученных результатов предложена методика оценки вычислительных ресурсов системы измерения и ее быстродействия. Для заданной точности восстановления экстремума огибающей кодов на выходе АЦП при условии сохранения постоянной частоты дискретизации во всем диапазоне изменений скоростей вращения ротора турбомашины и неизменном объеме буферной памяти предложен алгоритм прореживания кодов и определены его параметры.

Разработан экспериментальный стенд для воздействия на ротор и для получения его реакции в виде сигналов виброускоренияметодом тестового диагностирования. С использованием современных аппаратных средствбыла разработана информационно-измерительная система для стенда. В результате экспериментального поиска контролеспособных диагностических точек были получены сигналы виброускорений при воздействии по корпусу узла ротора в области передней и задней опор, а также и по средней части. Экспериментально доказано, что точка на корпусе у передней опоры является контролеспособной,и показана обоснованность использования критерия в виде относительной частоты пикадля определения значения предварительного натяга опор узла ротора при воздействии в области передней опоры.

Ветровые электростанции обеспечивают основную долю в годовой выработке электроэнергиив те периоды времени, когда скорость ветра превышает 8 м/с. Поэтому при проектировании синхронного генератораветроэнергетических установок необходимо обеспечить максимум КПД для частот вращения ротора, соответствующих таким значениям скорости ветра.В генераторах ВЭУ или микро-ГЭС известное соотношение равенства постоянных и переменных потерь, обеспечивающее максимум КПД в номинальном режиме, целесообразно не соблюдать. Для повышения энергоэффективности установки генератор следует проектировать так, чтобы точка максимума КПД смещалась в зону максимальных нагрузок и частот вращения - вправо от номинальной точки.

Рассматриваются вопросы проектирования высокопроизводительной индукционной установки для нагрева вязких жидкостейпри перекачке по трубопроводам. Отмечены специфические особенности технологического процесса транспортировки вязких жидкостей по трубопроводам.Предложено новое устройство, встроенное в линию нагревателя, позволяющее значительно сократить общую длину нагревателя. Предлагаемое устройствовыполнено на основе трехфазногоиндуктора с вращающимся магнитным полем. Устройство обеспечивает одновременно перемешивание и подогревпотока жидкости в процессе ее прохождения через нагреватель.Представлены результаты численного расчета электромагнитных и тепловых полей в системе «индуктор-металлический цилиндр-полый ротор - жидкость». Применение предлагаемого устройства позволяет сократить длину нагревателя на 40÷50 %. Результаты проведенных исследований предназначены длярешения задачирасчета оптимальныхконструктивных и режимных параметров многосекционного нагревателя.

Приведены результаты расчетов двух типов подземной прокладки трубопроводов тепловых сетей, укладываемых в бетонныхи пенобетонных коробах: при наложении тепловой изоляции на поверхности трубы (бетонные короба) и при ее отсутствии (пенобетонные короба). Так как воздушная прослойка между трубой и корпусами коробов ввиду интенсивного конвективного теплообмена практически не влияет на потери теплоты в грунт, предлагается уменьшить габариты пенобетонных прямоугольных коробов до размеров диаметра трубы, что приводит к существенному (до 50 %) уменьшению потерь теплоты в грунт ввиду значительно меньшего коэффициента теплопроводности пенобетона по сравнению с бетоном, а также меньшей площади теплообмена с грунтом. Кроме того, уменьшаются вес конструкции, ее габариты и стоимость.

В интервале температур 823-1073 К для Sn-Sb и Pb-Sb сплавов рассчитаны давления насыщенного пара (Па) для Sb (3,95-273,66),Pb (2,63.10-4-14,86.10-2) и Sn (3,32.10-9-8,12.10-5). Высокие значения соотношения (р*Sb / р*Pb) .103 = 15,04-1,83 и р*Sb / р*Sn= 1,19.109-3,37.106 создают теоретические предпосылки для последовательного селективного выделения этих металлов вакуумной дистилляцией, когда сурьма, а затем и свинец обогащаются в газовой фазе, аолово - в жидкой. Для фазовых диаграмм VLE (vaporliquidequilibrium) может быть использовано правило рычага (правило отрезков) для прогнозирования количества вещества, остатков и возгонов при заданной температуре. При расчете параметров тройного сплава по уравнению Вильсона достаточно использовать показатели, полученные для бинарных систем. Определены долевая свободная энергию Гиббса, кДж/моль (-ΔGPb/Sb/Sn = 13,8-42,6/2,6-15,1/2,1-26,4), энтальпия, Дж/моль [±ΔНPb/Sb/Sn = (1,3-70,2)/(1,56-107,1)/(2,8-48,5)] и энтропия, Дж/K.моль (ΔSPb/Sb/Sn = 15,8-25,0/3,0-17,4/2,4-15,8) для компонентов в Pb-Sb-Sn расплавах. Помереувеличениядолейметалловв исходном сплаве величины свободной энергии Гиббсаснижаются.Отрицательные и положительные значения энтальпии свидетельствуют об экзо- и эндотермическом характере процессов в расплаве при дистилляции компонентов. Показано удовлетворительное соответствие между расчетными и экспериментальными величинами термодинамических параметров: среднее относительное отклонение 1,9%; среднее квадратичное отклонение 0,1кДж/моль. Ключевые слова: газ, жидкость, равновесие, диаграмма, модель, вакуум, сплав, температура, дистилляция, свинец, сурьма, олово, разделение, мольная доля, энергия Гиббса.

Исследовано слияние стохастической неоднородности деформации ползучести на процесс релаксации остаточных напряжений в поверхностно упрочненном полом цилиндрическом образце из сплава Д16Т при после пневмодробеструйной обработки в условиях одноосного растяжения. Приведены экспериментальные данные распределения локальной деформации ползучести по пространственной координате с базой около 6 мм при длине рабочей части образца 65 мм. Установлено, что деформации локальных участков в пределах одного образца могут отличаться в 3-4 раза. Предложены стохастические определяющие соотношения реологического деформирования с двумя случайными параметрами, определяющими индивидуальные деформационные свойства локальных участков. Разработана методика идентификации этих параметров. Выполнено исследование релаксации остаточных напряжений в каждом локальном участке с учетом индивидуальных свойств деформации ползучести при четырех уровнях осевых растягивающих напряжений. Отмечается, что в пределах одного образца скорости релаксации остаточных напряжений вследствие ползучести могут отличаться на различных локальных участках более чем в 2 раза. Даны рекомендации по оценке ресурса упрочненных деталей в условиях ползучести с учетом локальных деформационных свойств по пространственной координате.

Рассматривается проблема проведения технологических расчетов систем сепарации нефти на промыслах. Предложено использование программного продукта «МиРПиА» (Моделирование и расчет процессов и аппаратов) для математического моделирования систем сепарации нефти. Проведено сравнениеточности расчетов, проведенных с помощью программного продукта «МиРПиА», с точностью расчетов программных продуктов AspenTechnologiesHYSYS и InvensysProcessSystemsPRO/II. Выявлено хорошее соответствие получаемых результатов расчетов с экспериментальными данными однократногоразгазированиянефтей с различными газовыми факторами. Сделан вывод о целесообразности использования продукта «МиРПиА» для моделирования систем сепарации нефти.

Рассмотрены вопросы автоматизированного тестирования базы данных по теплофизическим свойствам химических веществ. Предложен набор простых критериев, позволяющих снизить количество ошибок в значениях постоянных и температурно-зависимых параметров химических компонентов. Рассмотренная система тестирования была реализована в программной платформе для моделирования и расчета процессов и аппаратов «МиРПиА». Проведено тестирование работы предлагаемой системы, которое в целом показало целесообразность ее использования. Установлено, что для очень легких химических компонентов могут наблюдаться ошибки при оценке корректности ацентрического фактора. Для тяжелых углеводородных компонентов проблематично проведение оценки значений стандартной плотности жидкости.