Том 26, № 1 (2018)
- Год: 2018
- Статей: 21
- URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8542/issue/view/1199
Статьи
Двухканальное оптимальное по быстродействию управление процессом нестационарной теплопроводности
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):7-17
7-17
Нечеткая оптимизация в задачах планирования перемещений роботизированных складских погрузчиков
Аннотация
Рассмотрена процедура нечеткой оптимизации применительно к проблемепостроения траекторий роботизированных складских погрузчиков в изменяющейся среде для ряда типичных ситуаций, отличающихся целями функционирования погрузчиков и ограничениями, налагаемыми как на ресурсы управления, так и на поведение объектов управления. Одновременно с построением траекторий погрузчиков осуществляется синтез алгоритмов работы цифровых регуляторов систем управления погрузчикамикак гибридных непрерывно-дискретных систем. Процедура построения систем управления с нечеткими целями их работы и нечеткими ограничениями базируется на представлении алгоритмов управления в виде априори не фиксируемых и переменных во времени систем правил.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):18-30
18-30
Сравнительный анализ эффективности использования предприятиями CRM-систем
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):31-37
31-37
О функционале качества специализированного программного обеспечения учета движения массы нефтепродуктов в товарно-сырьевых парках
Аннотация
Рассматривается перечень и описание функционала качества специализированного программного обеспечения (ПО) учета движения массы нефтепродуктов в товарно-сырьевых парках. Предлагаются эффективные методы организации интерфейса для работы пользователей в данномПО по опыту внедрения его на нефтеперерабатывающем заводе. Для оперативного контроля количеств нефтепродукта, учтенных в товарно-сырьевом парке (ТСП), приводятся контрольные процедуры и соответствующие варианты связей объектов балансовой схемы предприятия.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):38-46
38-46
Оценка погрешностей дискретизации при определении экстремальных значений кодов в системах измерения радиальных зазоров в компрессорах турбомашин
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):47-54
47-54
Разработка метода и программного обеспечения для определения размера зерна алюминия
Аннотация
Рассматривается методика получения информативных данных из сигнала акустической эмиссии, измеряемого во время кристаллизации деформируемых сплавов алюминия. Описывается необходимость внедрения данного метода на предприятиях, актуальность проблемы отсутствия оперативного контроля размера зерна и механических свойств заготовок из алюминиевых деформируемых сплавов. Выявляются наиболее значимые алгоритмы анализа сигналов акустической эмиссии, производится выбор необходимых для реализации. Формируется блок-схема требуемых алгоритмов, приводится описание отдельных блоков. Указываются необходимые поправки для возможности реализации на аналого-цифровом преобразователе со встроенным цифровым сигнальным процессором сформированных алгоритмов в виде программы. Приводится пример тестирования полученного программного обеспечения по обработке случайного сигнала.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):55-60
55-60
Определение рациональных частот вращения роторов с целью минимизации их радиальных биений
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):61-67
61-67
Определение количества и размеров твердых частиц в потоке нефтина базе ультразвукового метода
Аннотация
Рассматривается ультразвуковая система, регистрирующая в нефтяном потоке наличие частиц примесей, а также оценивающаяих размеры. Описана структура измерительной системы, содержащей матрицу излучающих и приемных пьезоэлементов, которые формируют набор ультразвуковых лучей, сканирующих все сечение нефтепровода. Приведены экспериментальные данные о параметрах твердых частиц в потоке нефти, предложен ультразвуковой метод определения этих параметров.Оценены параметры частиц в потоке нефти, регистрируемых описываемой системой. Определена модель ультразвукового сигнала в рассматриваемой системе, показана возможность определения размеров и количества твердых частиц минералов, а также парафинов в потоке нефти в нефтепроводе. Предложена аппроксимационная модель ультразвукового сигнала в измерительной системе, определена возможность использования такой системы в нефтяной индустрии.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):68-76
68-76
Энергоэффективность генератора ветроэнергетической установки в условиях изменяющейся частоты вращения
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):77-82
77-82
Разработка математической модели электротехнического комплекса узловой подстанции
Аннотация
Разработана математическая модель узла электрической нагрузки, включающая в иерархическом порядке электротехнические комплексы промысловой, узловой подстанций и распределительные электрические сети районной подстанции. Получены аналитические зависимости потерь напряжения в функции зависимых и независимых переменных параметров в питающей и распределительной электрической сети в установившихся режимах. Разработан метод расчета потерь напряжения, позволяющий определить оптимальные и рациональные уровни напряжения. Используя предлагаемый метод расчета потерь напряжения, можно производить расчетыкак по среднестатистическим параметрам объекта исследования, так и по текущим параметрам в темпе реального времени, что существенно снижает трудоемкость расчетов и повышает достоверность полученных результатов. При использовании текущих параметров в темпе реального времени расчеты производятся одновременно на всех рассматриваемых иерархических уровнях системы электроснабжения нефтегазодобывающего комплекса.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):83-91
83-91
Многосекционная установка косвенного индукционного нагрева жидкости
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):92-101
92-101
Устройства защитывысоковольтного электрооборудования напряжением 6(10) кВ от мощных электромагнитных воздействий
Аннотация
Выполнен анализ воздействия мощных электромагнитных импульсов искусственного происхождения на электрооборудованиесистем электроснабжения (СЭС) и показано, что данные воздействия представляют опасность для систем электроснабжения 6(10) кВ. Для защиты СЭС от наводимых импульсныхтоков и напряжений необходимо применение специальных аппаратных средств защиты с повышенной энергоемкостью и скоростью срабатывания по сравнению с обычными средствами молниезащиты. Рассмотрены новые типы устройств защиты СЭС6…10 кВ, приведены их схемные решения, параметры и результаты экспериментальных исследований, которые показали высокую эффективность применения данных устройств для защиты электрооборудованияСЭС6(10)кВ.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):102-107
102-107
Расчет потерь теплоты в трубопроводахподземной прокладки
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):108-116
108-116
Газоохладительная установка для компрессорныхцехов магистральных газопроводов
Аннотация
Рассмотрены вопросы повышения надежности и эффективности технологических процессов компрессорных станций магистральных газопроводов с применением газоохладительной установки нового типа.Проведенная оценка эффективности использования аппаратов воздушного охлаждения природного газапоказала, что в летний период она снижается. Проведен термодинамический расчет газоохладительной установки, определены термодинамические параметры испарителя, обеспечивающие заданную температуру технологического газа на входе в магистраль. Так как температура охлаждающей воды не зависит от температуры окружающего воздуха,а определяется термодинамическими параметрамииспарителя, то это дает возможность получения заданной, стабильной температуры технологического газа для подачи его в магистраль. Стабилизация температурного режима на всем протяжении магистрального газопровода позволит снизить мощности, затраченные на повышение давления в ЦН. Рассчитаноувеличениемощности газотурбинного двигателя в летний периодпосле увлажнения воздуха на входе в компрессор.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):117-127
117-127
Фазовые равновесия для Pb-Sb-Sn сплава при вакуумной дистилляции
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):128-140
128-140
Измерение показателей тонкой кристаллической структуры минералов
Аннотация
Приведены результаты расчетов размеров областей когерентного рассеяния и величин микроискажений методом аппроксимации для ряда минералов. Показано сопоставление двух методов анализа микроструктуры - экспрессного метода по полуширине профилей, аппроксимированных функцией Фойгта, и анализа формы профиля дифракционных линий с учетом асимметрии аппаратных искажений и физического профиля. Экспериментально обоснован выбор аналитических линий исследуемого минерала и стандарта для повышения точности определений. Методика определения параметров дефектности минералов апробированав условиях работы аппаратуры с заданной экспрессностью и точностью.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):141-148
141-148
Исследование влияния пространственно-временной неоднородности деформации ползучести на релаксацию остаточных напряжений в поверхностно упрочненном полом цилиндре из сплава Д16Т
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):149-163
149-163
Эффективное проектирование индукторов
Аннотация
Рассматривается задача достижения максимальнойэнергоэффективности технологических комплексов «индукционная нагревательная установка (ИНУ) - обработка металла давлением (ОМД)». Акцент при оптимизации ИНУ делается на учет параметров деформирующего оборудования(пресс, прокатный стан и др.). Анализируются особенности индукционного нагрева тел прямоугольной формы, например слябов под прокатку. Здесьв отличие от нагрева цилиндрических заготовок возникают тепловые и электродинамические проблемы. Это прежде всего проявление наряду с продольным также поперечного краевого эффекта, т. е. появление градиентов температуры по периметру поперечного сечения. К электродинамическим проблемам относятся электродинамические вибрации и сопровождающий их шум, превышающий санитарные нормы для производственных помещений.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):164-167
164-167
Применение программного продукта «МИРПИА» для компьютерного моделирования систем сепарации нефти
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):168-172
168-172
Химический анализ продуктов коррозионного разрушения протекторного магниевого сплава
Аннотация
Рассмотрены вопросы образования продуктов коррозии на поверхности протекторного сплава после пяти лет эксплуатации в подтоварной воде. Проведены качественные исследования химического состава коррозионного разрушения протекторного сплава в лабораторных условиях с целью определения ионного состава продуктов коррозии. Представлены фотографии протекторного сплава, на которых видны участки очагового поражения. Проведен анализ образовавшихся продуктов коррозии, описаны возможные причины их образования. Представлены качественные методики химического анализа коррозионных повреждений протекторного сплава и сделаны выводы о возможности или невозможности его дальнейшей эксплуатации в производственных условиях.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):173-176
173-176
Система автоматизированного тестирования базы данных по теплофизическим свойствам веществ
Аннотация
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.
Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2018;26(1):177-180
177-180