Docstoc

R1

Document Sample
R1 Powered By Docstoc
					                     Раздел 1. Энергетика и электротехника
                           Подраздел 1.1.Электроэнергетика

      РАЗРАБОТКА КВАЗИИЗБИРАТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ
      ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ БОЛЬШИХ
          ЭНЕРГОСИСТЕМ ПРИ ОГРАНИЧЕННОМ ОБЪЕМЕ
                        ТЕЛЕИНФОРМАЦИИ
                                      Руководитель НИР: Масленников В. А.
         Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
      В результате выполнения НИР разработан математический аппарат синтеза
квазимодального управления с учетом влияния динамических свойств систем управления, а
также различных критериев, отражающих специфику энергосистем; проведены вычислительные
эксперименты по апробации разработанных методов и законов управления применительно к
моделям реальных больших энергообъединений; созданы алгоритмы на основе разработанных
методов; оценено влияние динамических свойств систем управления на качество
квазимодального управления.
      Результаты по НИР предполагается использовать для решения задач управления во
многих областях энергетики, а также в учебном процессе при чтении курса лекций и в
дипломном проектировании.
      По результатам НИР опубликованы 4 доклада на международных и всероссийских
научно-технических конференциях и 2 статьи.
                                                                Шифр гранта Т00-1.1-3023
      Публикации
       1. В.А.Масленников, С.М.Устинов, Д.Е.Лившиц. Эффективное изучение проблем
статической      устойчивости     энергосистем на основе вычислительного комплекса
"ПОИСК"//Труды Междунар. научн.- технич. конф. "Гибридные системы. MODEL VISION
STUDIUM", СПб., СПбГТУ, 2001, с.69-71.
       2. Д.Е.Лившиц, С.М.Устинов. Методика выбора оптимальных значений параметров
систем управления устойчивостью режимов больших энергообъединений//Труды СПбГТУ N
482 "Вычислительные, измерительные и управляющие системы", 2001, с.17-21.
       3. V.A.Maslennikov, J.V.Milanovic, and S.M.Ustinov. Robust Ranking of Loads by Using
Sensitivity Factors and Limited Number of Points From a Hyperspace of Uncertain Parameters", IEEE
Trans. on Power Systems, vol. 17, no.3, August 2002, pp.565-570.
       4. С.М.Устинов, Масленников В.А. Квазиизбирательное управление для обеспечения
статической       устойчивости     больших      энергосистем     при   ограниченном       объеме
телеинформации//Фундаментальные исседования в технических университетах: Материалы VI
Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы. 6- 7 июня 2002г., С.-
Петербург, Спб, СПбГТУ, с.227-228.
       5. S.M.Ustinov, V.A.Maslennikov. Method of Approximation of Modal Control to Improve
Power System Damping //(представлена к публикации в журнале "IEE Proceedings - Generation,
Transmission and Distribution")
       6. Устинов С.М. Масленников В.А. Аппроксимация модального управления в задачах
статической устойчивости энергосистем //(представлена к публикации в сборнике "Труды
СПбГПУ", СПб)

             РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ
      ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
                                      Руководитель НИР: Пантелеев В.И.
                   Красноярский государственный технический университет
       В результате выполнения НИР было классифицировано практически бесконечное множество
состояний системы промышленного электроснабжения (СПЭ) по количеству технически
осуществимых планов оптимального управления, что помогло снизить затраты времени на решение
задачи оптимального управления режимом реактивной мощности и напряжения СПЭ в рамках
АСУ за счет исключения этапов идентификации и оптимизации в случае успешного распознавания
текущего состояния; разработан алгоритм оптимального управления режимом реактивной
мощности и напряжения СПЭ, основанный на ситуационном принципе, адаптивный к изменению
состояния СПЭ, предусматривающий «обучение» в процессе функционирования и позволяющий
повысить быстродействие системы управления. Для разработки алгоритмов идентификации
состояний СПЭ использовались принципы и методы теории распознавания образов, для разработки
имитационных моделей - искусственные нейронные сети.
       На основании анализа системных свойств СПЭ предложена и внедрена на ОАО
«Красноярский завод зерноуборочных комбайнов» методика определения потенциала
электроэнергосбережения. Методика прогнозирования электропотребления и управления им на
основе нейросетевых имитационных моделей внедрена на муниципальных унитарных предприятиях
«Горэлектротранс» г. Абакана и «Трамвайный парк» г. Ачинска. Полученные теоретические
результаты используются в учебном процессе по специальности 1004 - в двух курсах лекций, в
курсовом и дипломном проектировании.
                                                            Шифр гранта: Т00-1.1-490
      Публикации
      1. Кандидатская диссертация. Сизганова Е.Ю. "Разработка методики прогнозирования
электропотребления машиностроительных предприятий" (защищена 21.12.01г.).
      2. Кандидатская диссертация. Дулесов В.А. "Прогнозирование электропотребления
предприятий на основе искусственных нейронных сетей" (защищена 15.11.02 г.),
      3. Пантелеев В.И., Сизганова Е.Ю. "Анализ структуры систем электроснабжения с
позиций теории систем управления"// Научно-техническая конференция "Норильский
промышленный район: наука, образование, технологии, производство", Сборник тезисов
докладов, - Норильск, 2001, с 78-79.
      4. Монография Пантелеев В.И., Филатов А.Н. "Управление режимами реактивной
мощности и напряжения объемом". (предполагаемый срок издания - первый квартал 2003 г;
      5. Пантелеев В.И., Филатов А.Н. "Контроль и управление качеством электрической
энергии"// Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции "Информатика и
системы управления" (Соустинские чтения) - Красноярск, 2002.
      6. Дулесов В.А., Пантелеев В.И. "Статистическая оценка прогнозирования
электропотребления с помощью нейронной сети"// - Сборник докладов Всероссийской научно-
технической конференции "Информатика и системы управления" (Соустинские чтения) -
Красноярск, 2002.

 РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АНАЛИЗА
   СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
                             СИСТЕМ
                                        Руководитель НИР: Рагозин А.А.
        Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
      В результате выполнения НИР были разработаны основные теоретические
положения, устанавливающие существование и общие закономерности формирования
области устойчивости в пространстве настройки АРВ генераторов; был теоретически
обоснован качественно новый, структурный подход к синтезу устойчивых (в колебательном
отношении) режимов энергосистем; были разработаны алгоритмы решения задач синтеза
устойчивых (пригодных для целей стабилизации) режимов энергосистем на основе
структурного подхода и их программная реализация.
      Результаты по НИР предполагается использовать в проектных и эксплуатационных
организациях при решении задач перспективного развития энергосистем, при создании
крупных энергообъединений, при определении допустимых условий функционирования
энергосистем, при выборе средств режимного и противоаварийного управления, при дипломном
проектировании.
                                                          Шифр гранта: Т00-1.1-3120
      Публикации
1. Рагозин А.А., Попов М.Г. К вопросу о влиянии моментов неконсервативных сил на
статическую устойчивость электроэнергетических систем.// Фундаментальные исследования в
технических университетах: Материалы V всероссийской научно-технической конференции. -
Санкт-Петербург, 2001. - с.212 - 213.
2. Рагозин А.А., Попов М.Г. Свойства якобиана уравнений позиционной электроэнергетической
системы.// Формирование технической политики инновационной наукоемких технологий:
Материалы научно-технической конференции. - Санкт - Петербург, 2001. - с.167 - 169.
3. Попов М.Г., Развитие методов и программного обеспечения исследований динамических
свойств электроэнергетических систем: Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук. - Санкт-Петербург, 2001, 16 с.
4. Рагозин А.А., Попов М.Г. О влиянии моментов неконсервативных сил на статическую
устойчивость электроэнергетических систем.// Электричество, № 8, 2002.

                          Подраздел 1.2.Теплоэнергетика

 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА В ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКАХ С
   ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
                       УСТАНОВКАХ
                                     Руководитель НИР: Волчков Э.П.
              Новосибирский государственный технический университет
       Разработана физическая модель совместного тепло- и массообмена для турбулентного
газокапельного потока в круглой трубе. Составлена замкнутая система уравнений переноса,
включающая уравнение неразрывности непрерывной фазы, уравнение энергии с источнико-вым
членом, уравнение диффузии для парогазовой смеси с источником и уравнения тепло- и
массообмена на межфазной поверхности. Выполнено численное исследование тепло-и
массообмена при турбулентном течении двухфазного потока в круглой трубе. Показано, что
увеличение содержания воздуха приводит к интенсификации теплоотдачи по сравнению с
однокомпонентным парокапельным течением. Проведенное сопоставление результатов анализа
с опытными данными свидетельствует о качественном согласии расчетных и
экспериментальных данных. Программа экспериментальных исследований включала в себя
измерение тепловых характеристик процесса смешения при вариации концентрации жидких
капель в пристенной струе. Массовая концентрация капель составляла в опытах МL1 = 0;
0.016 и 0.026. Опыты проведены при горизонтальной и вертикальной ориентации канала.
Измерены распределения температур адиабатической стенки, а также профили концентраций
пара и температур газовой и жидкой фаз.
       Проведен цикл экспериментальных исследований по осаждению на стенки
вертикального канала капель из пристенной турбулентной газокапельной струи. Основная цель
экспериментов - определение количества выпадающей на стенку жидкости, изучение влияния
режимных характеристик и течения образующихся при этом жидких пленок на характеристики
течения. Конечным итогом работ этого направления будет определение влияния осажденной
жидкости на интенсификацию теплообмена и эффективности защитных свойств двухфазных
газокапельных пристенных струй. Опыты проводились при вариации концентраций жидкой
фазы в струе, а также параметра спутности струи (скорости основного потока). Расход
основной фазы измерялся с помощью специального концентрического отборника, а толщина
пленки - ѐмкостным зондом. Установлено, что количество осевшей жидкости может достигать
60-80% от его значения на входе. Число Рейнольдса пленки соответствует диапазону
ламинарных значений. Однако измерение мгновенной толщины пленки показало наличие
волнового характера течения, что обусловлено динамическим воздействием капель на
поверхность пленки и взаимодействием со спутным воздушным потоком. При сопоставлении
полученных данных по скорости осаждения в зависимости от времени релаксации частиц с
классическими данными по осаждения частиц на стабилизированном участке турбулентного
течения в трубах (диаграмма Ханратти-Кроу) установлено принципиальное отличие. Скорость
осаждения в струях выше и закон распределения имеет иной характер. Этот результат требует
более тщательного подтверждения для иных условий - диаметров капель, параметров
спутности, других жидкостей. Было продолжено развитие численных исследований
турбулентных газокапельных потоков, а также пристенных струй. Проанализирован механизм
теплообмена капель со стенкой, с учетом непосредственного контакта капель со стенкой.
Совершенствовалась модель турбулентного взаимодействия между фазами. Исследовано
влияние большого числа определяющих параметров на сопротивление и теплообмен в
двухфазном потоке. Полученные результаты являются новыми и имеют важное теоретическое и
прикладное значение
                                                                     Шифр гранта: Т00-1.2.-260
       Публикации
1. Djachenko Yu.V., Chichindaev A.V. NUMERICAL MODELING AND
RESEARCH OF WORK FOR AIR CONDITIONING SYSTEMS // KORUS 2001:
Proc. of the 5th Korea-Russia- Intern. Symp. on Science and Technology. - Tomsk, Russia: TSU,
2001. - P. 196-200.
2. Sparin V.A. HEAT TRANSFER IN ANNULAR TWO-PHASE FLOW //
KORUS 2001: Proc. of the 5th Korea-Russia - Intern. Symp. on Science and
Technology. - Tomsk, Russia: TSU, 2001. - P. 220-223.
3. Дьяченко Ю.В. Исследование процессов осушки влажного воздуха в воздушно-холодильных
машинах // Матер. докл. Российск. нац. симп. по энергетике РНСЭ-2001. - Казань: КГЭУ, 2001.
- Т. 1. - С. 239-242.
4. Чичиндаев А.В. Комплексная оптимизация компактных пластинчато-
ребристых теплообменников // Матер. докл. Российск. нац. симп. по энергетике
РНСЭ-2001. - Казань: КГЭУ, 2001. - Т. 1. - С. 226-230.
5. Djachenko Yu.V. RESEARCH OF PROCESSES OF GAS DEWATERING
OF A MOIST AIR IN AN AIR-COOLING MACHINE // RNSPE-2001: Proc. of the
Russian National Symposium on Power Engineering. - Kazan: KSPEU, 2001. Vol. 1.
- P. 181-184.
6. Chichindaev A.V. COMPLEX OPTIMIZATION COMPACT PLATE-
RIBBED HEAT EXCHANGERS // RNSPE-2001: Proc. of the Russian National
Symposium on Power Engineering. - Kazan: KSPEU, 2001. Vol. 1. - P. 174-177.
7. Чичиндаев А. В. Оптимизация конструкции первичного теплообменника: (Метод. указ.). -
Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 54 с.
8. Чичиндаев А. В. Методика комплексной оптимизации компактных теплообменников:
(Метод. указ.). - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 63 с.
         9. Chichindaev A.V. COMPLEX OPTIMIZATION OF A CONSTRUCTION
OF THE COMPACT HEAT EXCHANGER WITH THERMAL STRESSES //
RUSKO-AM-2001: Proc. of the 1st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics.
- Novosibirsk: NSTU, 2001. - P. 133-136.
         10. Sparin V.A. HEAT TRANSFER IN TWO-PHASE ANNULAR
VERTICAL FLOW // RUSKO-AM-2001: Proc. of the 1st Russian Korean Interna-
tional Symposium on Applied Mechanics. - Novosibirsk: NSTU, 2001. - P. 145-146.
11. Пахомов М.А. Моделирование гидродинамики и теплообмена при те-
чении газокапельной смеси вдоль вертикальной пластины // Тезисы Всероссийской конф. мол.
уч. <Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии>. Новосибирск: Изд-во
ИТПМ СО РАН. 2001. С. 9-10.
12. Терехов В.И., Пахомов М.А. Влияние жидкой фазы на теплообмен в пограничном слое
туманообразного ламинарного потока // Материалы 3-го Российского Национального
Симпозиума по Энергетике РНСЭ-3. Казань: Издво Абак. 2001. Т. 1. С. 302-305.
13. Terekhov V.I., Pakhomov М.А. Dynamics of droplets deposition on the
wall from a turbulent two-phase flow and effect on the heat and mass transfer // Proc. of the 1th Intern.
Symp. on Applied Mechanics RUSKO-AM-2001. Novosibirsk: Publishing House NSTU. 2001. P. 26-
31.
14. Yarygin V.N., Prikhodko V.G., Yarygin I.V. Ejection of a near wall liquid
film accompanied by a supersonic gas flow into vacuum // Proc. of the 1th Intern.
Symp. on Applied Mechanics RUSKO-AM-2001. Novosibirsk: Publishing House
NSTU. 2001. P. 125-128.
15. Терехов В.И., Серов А.Ф., Шаров К.А. Назаров А.Д. Осаждение капель жидкости на стенки
вертикального цилиндрического канала из пристенных газокапельных струй. // РНКТ-3, 2002,
Т.5, с.122-126.
16. Terekhov V.I., Pakhomov M.A. Numerical study of Heat and Mass transfer
in a laminar mist flow over a isothermal flat plate // Int. J. Heat Mass Transfer, 2002.
V.45, No.10, P.2077-2085.
17. Терехов В.И., Пахомов М.А. Численное исследование тепловой эффективности двухфазовой
газокапельной пристенной завесы в цилиндрическом канале // ТВТ, 2002, т.40, №4, с.633-640.
18. Дьяченко Ю.В., Шкваркина Е.В. Исследования в области воздушнохолодильных машин,
работающих по регенеративному усовершенствованному циклу // Cб. трудов ХХVI Сибирского
теплофизического семинара СТС -XXVI.
- Институт теплофизики СОРАН, Новосибирск, 2002.- Т. CD-R - 17 стр.
19. Чичиндаев А.В. Комплексная оптимизация теплонапряженного компактного
теплообменника // Cб. трудов ХХVI Сибирского теплофизического семинара СТС -XXVI. -
Институт теплофизики СОРАН, Новосибирск, 2002.- Т. CD-R - 19 стр.
20. Y.V. Djachenko THE THERMODYNAMIC ANALYSIS OF CYCLES
AIRCRAFT AIR CONDITIONING SYSTEMS // KORUS 2002: Proc. of the 6th
Korea-Russia- Intern. Symp. on Science and Technology. - Novosibirsk, Russia:
NSTU, 2002. V. 2. P. 31-35.
21. Chichindaev A.V., Shkvarkina E.V. Numerical Modeling Of Heat Transfer
In The Compact Heat Exchanger // KORUS 2002: Proc. of the 6th Korea-Russia-
Intern. Symp. on Science and Technology. - Novosibirsk, Russia: NSTU, 2002. V. 2.
P. 62-65.
22. S.V. Dunaev, D.S. Dunaev, A.S. Zakharov, V.A. Sparin THE
CALCULATION OF HEAT FLOWS IN AIRCRAFT GAS-FLUID HEAT-
TRANSFER APPARATUS // KORUS 2002: Proc. of the 6th Korea-Russia- Intern.
Symp. on Science and Technology. - Novosibirsk, Russia: NSTU, 2002. V. 2. P. 66-
68.
23. V.A. Sparin, S.V. Dunaev, A.S. Zakharov, V.N. Patrikeev
MATHEMATICAL MODELING OF THE TWOPHASE CHILLER // KORUS
2002: Proc. of the 6th Korea-Russia- Intern. Symp. on Science and Technology. -
Novosibirsk, Russia: NSTU, 2002. V. 2. P. 69-71.
10. Terekhov V.I., Djachenko Yu.V., Chichindaev A.V., Pakhomov M.A. A
Heat-Transfer Study Of A Water-Aerosol Flow In A Compact Heat Exchanger //
Proc. of the Inern. Symp. On Compact Heat Exchangers. - Grenoble, Edizioni ETS
PISA, 2002. - P. 233-238.
24. Дьяченко Ю.В. Тепломассообмен газокапельных потоков в теплообменных устройствах
воздушно-холодильных машин // Труды Третьей Российской нац. конф. по теплообмену
(РНКТ-3). М.: Издательство МЭИ, 2002. - Т. 4. Кипение, кризисы кипения, закризисный
теплообмен. Испарение, конденсация..
- С. 261-263.
25. Чичиндаев А.В. Особенности теплопередачи в компактном теплооб-
меннике при работе на двухфазных теплоносителях // Труды Третьей Россий-
ской нац. конф. по теплообмену (РНКТ-3). М.: Издательство МЭИ, 2002. - Т. 6.
Интенсификация теплообмена. Радиационный и конвективный теплообмен. -
С. 213-216.
26. Чичиндаев А.В. Исследование работы и оптимизация теплонапряжѐн-
ного теплообменника // Экологически перспективные системы и технологии:
Сб. науч. тр. - Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2002. - Вып. 5. - С. 161-168.
          ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
           ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ТУРБУЛИЗАТОРОВ НА
        ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КОНВЕКТИВНОГО
                     ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБАХ
                                          Руководитель НИР: Дрейцер Г.А.
                Московский авиационный институт (технический университет)
       Выполнено экспериментальное исследование влияния геометрической формы
турбулизаторов на эффективность интенсификации конвективного теплообмена в трубах
применительно к разработанному в МАИ методу. Для чего реконструирована
экспериментальная установка, отработана методика эксперимента, отработана технология
изготовления образцов труб с турбулизаторами различной геометрической формы, выполнены
исследования теплоотдачи и гидравлического сопротивления в двух трубах с плавной формой
турбулизаторов.
       Выполнены анализ и обобщение опытных данных различных авторов по теплоотдаче и
гидравлическому сопротивлению в разработанных в МАИ трубах с кольцевыми
турбулизаторами с различной геометрической формой в диапазоне изменения отношений диаметра
диафрагм к диаметру трубы d/D=0,88~0,90; относительного шага размещения турбулизоторов
t/D=0,25~2,5, безразмерного радиуса закругления турбулизаторов R/D=0,l~0,5 и в диапазоне
чисел Рейнольдса Rе=104-~4.105. Получены обобщающие расчетные зависимости.
       Показано, что увеличение радиуса закругления диафрагм приводит к уменьшению
коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления при постоянстве других параметров,
определяющих эффективность интенсификации теплообмена. Использование полученных
результатов позволяет с приемлемой точностью проводить расчеты теплообмена и
гидравлического сопротивления в трубах с практически любыми формами турбулизаторов,
получаемых накаткой. Это дает возможность существенно повысить точность практических
расчетов и надежно выбирать оптимальные параметры турбулизаторов для конкретных
теплообменных аппаратов при использовании высокоэффективного метода интенсификации
теплообмена.
       Эффективность предложенного в МАИ метода интенсификации теплообмена признана
широким кругом отечественных и зарубежных специалистов и подтверждена в реально
работающих теплообменных аппаратах. Данное исследование, в котором одновременно
исследовано влияние всех параметров турбулизаторов (высота, шаг размещения и
геометрическая форма) проводится впервые в мировой практике.
       Основные полученные результаты полностью соответствуют заявленному плану работ.
Основные результаты НИР опубликованы в ведущих журналах и доложены на конференциях. Это
позволяет широко их использовать в практических расчетах высокоэффективных теплообменных
аппаратов. Результаты исследования используются при переработке нормативных материалов по
расчету теплообменных аппаратов, при написании научных статей и докладов на конференциях.
Результаты исследований используются в учебном процессе в МАИ в курсе «Теплообменные
аппараты».
                                                               Шифр гранта: Т00-1.2.-1153
      Публикации
1. Dreitser G.A. Modern Problems in Creating Compact Tubular Heat Exchengers. Proceedings of the
Conference ?Thermophysical Properties and Transfer Processes of New Refrigerants?. IIF-IIK
Commission B-1. Padenborn, Germany, October 3-5, 2001, Paper B 1.6.
2. Дрейцер Г.А., Мякочин А.С. Влияние геометрической формы турбулизаторов на
эффективность интенсификации конвективного теплообмена в трубах. ?Теплоэнергетика?,
2002, №6, с.57-59
3. Dreitser G.A., Myakotchin A.S., Lobanov I.E. Effective Heat Transfer Enhancement in Tubular
Heat Exchengers under Single-phase Flow Bouling, Condensation, and Fouling Condition. Int. Journal
of Heat Exchengers, 2002, vol. III, №1, p. 105-127
4. Дрейцер Г.А., Мякочин А.С., Щербаченко И.К. Экспериментальное
исследование влияния геометрической формы турбулизаторов на
интенсивность теплообмена в трубах. Труды Третьей Российской
национальной конференции по теплообмену в 8 томах. Том 6.
Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен. М.:
Изд. МЭИ, 2002, с. 96-99
5. Dreitser G.A. Experimental Study of Influence of the Turbulizers Geometric Forms on Heat
Transfer Enhancement in Tubes. A Festschrift the 60-th Birthday of Ramish K. Shah. Proceedings of
the International Symposium on Compact
Heat Exchangers. Grenoble, August 24, 2002. Editors G.P. Celata B. Thonon, A. Bontemps, S.
Kandicar. Edizioni ETS, Pisa, 2002, p. 305-309

    РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА КОНТУРА ЕСТЕСТВЕННОЙ
       ЦИРКУЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
   ИССЛЕДОВАНИЯ ИСТИННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХФАЗНОГО
                            ПОТОКА.
                                          Руководитель НИР: Ягов В.В.
           Московский энергетический инстиут (технический университет)
       Разработан универсальный по типам жидкостей, учитывающий реальную структуру
двухфазного потока в зоне обогрева, метод расчета контура естественной циркуляции (КЕЦ) для
низких приведенных давлений - области параметров, для которой ранее отсутствовали не только
теоретические, но и надежные эмпирические рекомендации. Метод основан на результатах
теоретического анализа механизмов парообразования и взаимодействия фаз в потоке и
специального экспериментального исследования особенностей процесса при доатмосферных
давлениях. Метод расчета реализован в виде компьютерной программы, в которую включены
разработанные в рамках данного проекта физические модели теплообмена и трения, а также
опубликованные ранее физические модели авторов и оттестированные модели других
исследователей.
       В рамках работы, для доатмосферных давлений проведено экспериментальное
исследование характеристик течения и теплообмена парожидкостных кипящих потоков в
трубах при давлениях 1—100 кПа в горизонтальном канале и в вертикальной петле контура
естественной циркуляции. Эксперименты проведены для круглых труб, внутренним диаметром
5,5мм. Относительная длина горизонтальной трубы составляла 167 калибров, а обогреваемая
часть вертикальной трубы КЕЦ - 236 калибров. Опыты в горизонтальной трубе выполнены для
двух жидкостей - воды и этанола в диапазоне массовых скоростей (10-35) кг/м2, что
сопоставимо с массовыми скоростями, реализовывавшимися в экспериментах на контуре
естественной циркуляции. Получены новые опытные данные по теплообмену, перепадам
давления, пульсациям температуры стенки и пульсациям давления в зависимости от режимных
параметров. Опытным путем установлено, что при низких давлениях структура потока,
формирующаяся в окрестности участка закипания, отличается от структуры потока,
наблюдаемой при повышенных давлениях. Режим пузырькового кипения в этих условиях не
возникает, и первый образовавшийся паровой пузырь приводит к формированию снарядного
течения. На основе анализа кинематических условий отрыва пузыря получен критерий,
определяющий нижнюю по режимным параметрам границу возникновения снарядного режима
течения в парогенерирующих трубах.
       Уточнена методика расчетного определения координаты сечения, в котором происходит
закипание жидкости (что особенно важно для доатмосферных давлений), поскольку это,
фактически, определяет правильность расчета основного интересующего практику параметра -
скорости циркуляции. В исследуемой области параметров давление гидростатического столба в
КЕЦ может быть соизмеримо (в том числе и превышать) давление на выходе из зоны обогрева,
в связи с чем температура насыщения жидкости может существенно изменяться по высоте.
Кроме того, при низких давлениях для начала закипания требуются весьма значительные
перегревы стенки по отношению к температуре насыщения. В связи с этим эконо-майзерный
участок в контурах, работающих при пониженных давлениях, может составлять значительную
долю основного участка подъемного течения даже при достаточно высоких тепловых потоках
(если не осуществлять дополнительный подогрев жидкости перед входом в подъемный
участок). В отсутствии строгой теоретической модели для расчета температурного напора,
необходимого для начала кипения, в разработанной нами методике сечение начала кипения
определяется из условия равенства тепловых потоков, снимаемых конвекцией и кипением. При
расчете теплового потока при кипении используется разработанная авторами физическая
модель.
      Программа фрагментально и в целом протестирована с использованием опытных данных
настоящей работы и ряда данных других исследователей. Получено хорошее согласие
экспериментальных данных с расчетом по предложенной методике.
                                                               Шифр гранта: Т00-1.2.-3153
      Публикации
1. Kaban'kov O.N., Sukomel L.A., Yagov V.V. Two-phase flow patterns and pressure drop in heated
horizontal tube at high vapour specific vilumes.// Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and
Thermodynamics - ExHFT-5, 2001, G.P. Celata,
P.Di. Marco, A. Goulas, A. Mariani. Edizioni ETS, Piza, Vol.3, p.1803-1808.)
2. Kaban'kov O.N., Sukomel L.A., Yagov V.V. Two-phase flow stabilization and transfer
enhancemant at vapour-liquid flow in horizontal tube under subatmospheric pressures.// Experimental
Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics - ExHFT-5,
2001, G.P. Celata, P.Di. Marco, A. Goulas, A. Mariani.
Edizioni ETS, Piza, Vol.2, p.859-864.)

                           Подраздел 1.3.Атомная энергетика

    РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ, МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ
   ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ МАСШТАБОВ ПЕРЕНОСА
     ТРИТИЯ И ДРУГИХ ОПАСНЫХ ИЗОТОПОВ ПЕРСОНАЛОМ
ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА В ОКРУЖАЮЩУЮ
                               СРЕДУ.
                                        Руководитель НИР: Волков Ю.В.
   Обнинский государственный технический университет атомной энергетики
       Информация о поведении трития в окружающей среде и о поступлении трития в
организм человека связана с рядом проблем, основными из которых являются: радиационная
защита персонала на предприятиях ядерного топливного цикла, радиоэкология миграции
трития в биосфере и реальных биогеоценозах, радиобиология низкоэнергетических бета-
излучателей, радиобиология малых доз ионизирующего излучения. В итоге информация
рассредоточена по перечисленным областям знаний.
       Целью настоящей работы было обобщение разрозненной информации в рамках единой
методологии и анализ поведения трития (и других радионуклидов) от источника его
образования до поступления в организм человека и формирования соответствующей дозовой
нагрузки.
       Основными научными результатами, полученными в результате выполнения гранта,
являются:
 обобщение материалов исследований по вопросам образования трития в биосфере в
результате естественных процессов;
 обобщение материалов исследований по вопросам поступления трития в окружающую
среду на различных стадиях ядерного топливного цикла;
 анализ существующих моделей миграции трития в окружающей среде и его переноса в
организм человека;
 оригинальная модель поступления трития в организм персонала АЭС и его переноса
реципиентам;
 общая методология оценки радиологической значимости радионуклидов, загрязняющих
биосферу в результате деятельности предприятий ядерного топливного цикла.
      Полученные данные соответствуют мировому уровню исследований и обобщают как
отечественные, так и зарубежные опубликованные данные по указанным вопросам.
                                                          Шифр гранта: Т00-1.3-3118
      Публикации
1. Павлова Н.Н., Волков Ю.В., Козьмин Г.В., Крышев И.И., Моисеева О.В., Экологические
проблемы поступления трития в окружающую среду в результате функционирования
предприятий ядернго топливного цикла. IX международная конференция студентов и
аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов 2002", 9.04.2002-12.04.2002. Сборник
тезисов докладов.
2. Моисеева О.В..Старков О.В., Алеева Т.Б. Поступление трития в природную среду
Обнинского региона. Тез. докл. на VI международную студенческую конференцию "Полярное
сияние 2003", 31.01.2003 - 6.02.2003, в печати..
3. Котова Н.А., Моисеева О.В., Павлова Н.Н. Естественные и техногенные источники
поступления трития в биосферу. Тез. докл. на VI международную студенческую конференцию
"Полярное сияние 2003", 31.01.2003 - 6.02.2003, в печати.
4. Силин И.И. Экология севера Калужской области / Под общ. ред. Козьмина Г.В. Обнинск,
ИАТЭ, 264с, 28 табл., 49 ил. - в печати.
5. Старков О.В., Вайзер В.И., Богданович Н.Г. и др. Экологические проблемы
урбанизированных территорий в районах размещения предприятий атомной промышленности
на примере Обнинского региона. Известия Вузов. Ядерная энергетика, 8с, 2003 - в печати.

 НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ
  СПОСОБНОСТИ ПО ДЕНАТУРАЦИИ ОРУЖЕЙНОГО ПЛУТОНИЯ В
              РЕАКТОРАХ НА ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНАХ
                                        Руководитель НИР: Наумов В.И.
 Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
       В результате расчетно-теоретических нейтронно-физических исследований показано,
что в тепловых энергетических реакторах типа ВВЭР возможно 2-3-кратное увеличение
пропускной способности по денатурации оружейного плутония за счет менее длительного
облучения в сравнении с традиционным ―энергетическим‖ режимом. После такого
укороченного облучения изотопный состав оружейного плутония уже становится достаточно
близким к ―стандарту облученного топлива‖, т.е. плутоний превращается в материал,
непригодный для военного применения, но сохраняет большую часть своего энергетического
потенциала.
       Еще больший выигрыш в пропускной способности может быть достигнут в тепловых
энергетических реакторах типа РБМК. Эти реакторы свободны от ограничений на долю
загрузки плутониевого топлива и способны обеспечить необходимый уровень денатурации
плутония при меньшей глубине выгорания, чем в реакторах типа ВВЭР. Кроме того, оказалось,
что введение плутония в топливную загрузку реакторов РБМК благоприятно воздействует на
их динамические характеристики, не создавая, таким образом, дополнительных трудностей в
управлении реакторами.
       На основе полученных данных сформулированы проблемы обеспечения безопасности
ядерного топливного цикла, включающего денатурацию оружейного плутония и последующую
энергетическую утилизацию денатурированного плутония.
                                                          Шифр гранта: Т00-1.3-3155
      Публикации
1. В. И. Наумов, Н.И. Белоусов, В. И. Савандер. Анализ путей повышения пропускной
способности реакторов по денатурации оружейного плутония. Доклад на XI 1 семинаре по
проблемам физики реакторов "Волга-2002".
2. В. И. Наумов, В. И. Савандер, Н.И. Белоусов. Анализ возможностей повышения пропускной
способности реакторов по денатурации оружейного плутония. Известия вузов, серия "Ядерная
энергетика" №4 2002 г. (принято к печати).
                        Подраздел 1.4.Гидроэнергетика и
                   другие возобновляемые источники энергии

  РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ
 КАТЕГОРИЙ ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ С
      УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.
                                      Руководитель НИР: Малинин Н.К.
         Московский энергетический институт (Технический университет)
      Обобщены существующие и предложены перспективные методы расчета валового и
технико-экологического потенциала малой гидроэнергетики.
      Наибольшее внимание в работе уделено разработке методов расчета экологического
потенциала малой гидроэнергетики. Для предварительного анализа эффективности
использования того или иного створа для целей малой гидроэнергетики предложено
использовать так называемый экономический радиус потребителя rэк. Далее в работе были
проведены детальные исследования влияния на rэк различных факторов. На основе полученных
данных можно сделать вывод о том, что для условий Карелии для створов с существующими
подпорными сооружениями строительство МГЭС практически всегда целесообразно. МГЭС в
новых створах могут быть целесообразны только в отдельных случаях при большом числе
использования максимума нагрузки.
      Разработанный универсальный алгоритм и программа расчетов показали свою
работоспособность и возможность для широкого использования в расчетах по оценке
эффективности развития малой гидроэнергетики в любом регионе нашей страны.
      Результаты НИР были использованы при написании Методического пособия по
курсовому и дипломному проектированию для студентов вузов, обучающихся по
специальности "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии".
                                                         Шифр гранта : Т00-1.4-0169.
      Публикации
1. Методического пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов вузов,
обучающихся по специальности "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии".
Технико-экономические характеристики малой гидроэнергетики. Под ред. В.И. Виссарионова. -
М.: МЭИ, 2001 г., 120 с.
2. "Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России
/Коллектив авторов, включая В.И.Виссарионова и Н.К.Малинина/-С.Пб.: Наука, 2002 г., 314 с.

      ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
         УСТАНОВОК ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ.
                                             Руководитель НИР: Янсон Р.А.
        Московский государственный технический университет им.Н.Э.Баумана
При выполнении НИР были разработаны:
– Методика одномерного расчета по осредненным параметрам горизонтально-осевой
ветроустановки с пневмопередачей, имеющей ветродвигатель с полыми лопастями,
пневмотрассу под разряжением и наземную воздушную турбину. Использование разработанной
методики расчета ветропневмотурбинной установки (ветроПнТУ) дает возможность точно
оценить влияние различных видов потерь на КПД пневмопередачи.
– Методика одномерного расчета по осредненным параметрам горизонтально-осевой
ветроустановки с диффузором на основе струйно-профильной модели течения.
– Методика одномерного расчета по осредненным параметрам горизонтально-осевой
ветроПнТУ с диффузором на основе разработанных методов расчета ветроПнТУ и
ветроустановки с диффузором.
      Проведенный расчетно-параметрический анализ горизонтально-осевой ветроустановки с
пневмопередачей, имеющей ветродвигатель с полыми лопастями, пневмотрассу под
разряжением и наземную воздушную турбину (ветроПнТУ), выявил наличие оптимальной
скорости течения воздуха внутри полой лопасти, при которой достигается максимальное
значение КПД пневмопередачи. Показано определяющее влияние на этот КПД величины
потерянной кинетической энергии струи, выходящей из периферийного устройства. Расчетно-
параметрический анализ горизонтально-осевой ветроустановки с диффузором на основе
одномерной струйно-профильной модели течения показал возможность существенно (в 2...3
раза) увеличить коэффициент использования энергии ветра и выявил оптимальную
взаимозависимость между основными параметрами такой ветроустановки. Выполнен расчет
ветроПнТУ с диффузором с мощностью ветродвигателя 700 кВт. Объединение в одном
ветроагрегате ветроустановки с пневмопередачей и с диффузором позволило использовать все
преимущества ветроустановок с диффузором, нейтрализовать недостатки ветроПнТУ, получив
в результате для ветроПнТУ с диффузором коэффициент использования энергии ветра на валу
воздушной турбины 0,8.
       Расчеты и анализ ветроустановки с пневмопередачей с такой глубиной проработки ранее
никем не проводились, а расчет и анализ ветроПнТУ с диффузором не проводились до этого
вообще
                                                          Шифр гранта Т00-1.4-0241.
      Публикации
1. Янсон Р.А., Осипов М.И. Использование энергии ветра для перекачки газа по магистральным
газопроводам./ Конверсия в машиностроении. - М.: Информконверсия, №1, 2002. - С.77-85.
2. А.В.Рузаев, А.В.Гасилов, Р.А.Янсон. Расчетные исследования влияния ускорения потока
перед ветродвигателем с диффузором на его параметры. Тезисы докладов. Восьмая ежегодная
международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника,
электротехника и энергетика".28 февраля-1 марта 2002 г.- М., Изд-во МЭИ. - С.315.
3. А.В.Рузаев, Р.И.Габбасов, Р.А.Янсон. Расчетное исследование параметров горизонтально-
осевой ветропневмотурбинной установки с диффузором. Тезисы докладов. Восьмая ежегодная
международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника,
электротехника и энергетика".28 февраля-1 марта 2002 г.-М., Изд-во МЭИ.- С.314-315.
4. Т.Г.Ряснянская, Р.А.Янсон. Расчетное исследование горизонтально-осевой ветроустановки с
пневмопередачей. Тезисы докладов. Восьмая ежегодная международная научно-техническая
конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика".28
февраля-1 марта 2002 г.- М., Изд-во МЭИ.- С.316-317.

                           Подраздел 1.5.Электротехника


  ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ
    ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАРБИДА КРЕМНИЯ,
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ НА
      ЕГО ОСНОВЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИЯ И
                      ЭЛЕКТРОТЕРМИИ
                                  Руководитель НИР: Полонский Ю.А.
     Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
      Проведено исследование влияния вида электрической нагрузки (тока) на "старение"
карбидкремниевых электронагревателей, разработка противокоронных композиционных
покрытий на основе карбида кремния для высоковольтных электрических машин.
  С помощью разработанной и изготовленной измерительной установки проведено испытание
карбидкремниевых электронагревателей (КЭН) на "старение" при 1450 °С в воздушной среде в
течение 100 ч без электрической нагрузки и при нагрузке переменного или постоянного тока.
Установлено, что "старение" - прирост (в %) сопротивления во время выдержки при 1450°С - у
карбидкремниевых электронагревателей без электрической нагрузки почти в два раза выше,
чем у нагревателей, работающих под нагрузкой переменного тока. Меньшее старение
наблюдается при работе нагревателей под постоянным током. Удельное сопротивление
испытанных нагревателей в области температур 20 - 800 °С в четыре раза выше у образцов,
работавших при 1450°С под нагрузкой переменного тока, чем без нее. Вероятной причиной
впервые наблюдаемого положительного эффекта действия электрической нагрузки на старение
является существенный рост проводимости при 1450 °С контакта SiC-SiO2 -SiC из-за
локального пробоя и разрушения пленки диоксида кремния, образующейся при
высокотемпературном окислении карбида кремния кислородом воздуха. Если старение
карбидкремниевых электронагревателей без электрической нагрузки определяется
химическими реакциями окисления (их кинетикой) составляющих нагреватель фаз, то старение
КЭН при дополнительном воздействии электрического тока зависит, в первую очередь, от
микроструктуры самого нагревателя, свойств и структуры пленки SiO2.
   Компьютерное моделирование процессов старения нагревателей из карбида кремния,
исходящее из представления КЭН в виде объемной эквивалентной схемы из линейных и
нелинейных контактных сопротивлений зерен карбида кремния, учитывало начальное
распределение зерен по размерам в исходном нагревателе и окисление их кислородом воздуха.
Получено удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных кривых старения
нагревателей. Лучшие по структуре КЭН рекомендованы к массовому применению в
промышленности, что приведет к экономическому эффекту в сумме 56 млн. руб. и сокращению
расхода электроэнергии 84 млн. кВт ч в год ( на объем 150 тыс. шт. КЭН).
     Проведено исследование электрофизических свойств композиционных материалов и
покрытий на основе карбида кремния. Предложена математическая модель вольт-амперной
характеристики такого покрытия, предназначенного для подавления коронного эффекта на
поверхности изоляции статорной обмотки электрических машин высокого напряжения.
Разработано противокоронное покрытие (состав, технология и конструкция) для
высоковольтных электрических машин, обеспечивающее впервые в мировой практике
массовые испытания секций статорной обмотки турбогенератора с удельной емкостью
изоляции обмотки около 0,65 пФ/см2 напряжением 82 кВ, 50 Гц.
       Впервые    полученные     экспериментальные       результаты   позволят выработать
рекомендации по рациональному использованию высокотемпературных карбидкремниевых
электронагревателей в промышленности;
-противокоронные покрытия с карбидом кремния применены при проектировании и
промышленном производстве крупных высоковольтных турбо- и гидрогенераторов;
- результаты исследований включены в учебные дисциплины ОПД Ф.02 "Материаловедение.
Технология конструкционных материалов", раздел "Электротехнические материалы", и СД.02
"Основы электроизоляционной, кабельной и конденсаторной техники", предусмотренные
Государственным образовательным стандартом по направлению 654500 "Электротехника,
электромеханика и электротехнологии".
                                                         Шифр гранта: Т00-1.5-3044
      Публикации
1.Компьютерное моделирование процессов старения материалов на основе карбида кремния
при воздействии высоких температур, окисления и электрического поля / Захаренков В.К.,
Коровкин Н.В., Никитин М.А., Полонский Ю.А. // Материалы V Всероссийской конференции
по проблемам науки и высшей школы "Фундаментальные исследования в технических
университетах". Санкт-Петербург, 8-9.06.2001. - СПб.: СПбГТУ, 2001. С. 151-152.
2.Электро- и теплофизические свойства материала на основе SiC-Al2O3-Y2O3 / Крейсон В.О.,
Мосейчук А.Г., Орданьян С.С., Полонский Ю.А. // Труды IV Международной конференции по
физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов. - Клязьма, 24-
27.09.2001. М.: МЭИ, 2001. С. 114-115.
3.Румянцев А.А., Захаренков В.К., Полонский Ю.А. Испытание карбидкремниевых
электронагревателей при 1450 °С без нагрузки и при переменном токе // Материалы
Российской научно-практической конференции молодых специалистов "Проблемы создания и
эксплуатации электрических машин, электрофизической аппаратуры и высоковольтной
техники". - Санкт-Петербург, 31.10.2001. - СПб.: СПбГТУ, 2001. С. 88-89.
4.Кузюр Л.И., Захаренков В.К. Влияние температуры и времени окисления на сопротивление
карбидкремниевых электронагревателей // Материалы межвузовской научной конференции
"ХХХ Юбилейная Неделя науки СПбГТУ". Ч. 2. - Санкт-Петербург, 26.11-01.12.2001 г. - СПб.:
СПбГТУ, 2002. - С. 17-18.
5.Крейсон В.О., Полонский Ю.А. Электропроводность керамических материалов на основе
карбида кремния и нитрида алюминия// Материалы межвузовской научной конференции "ХХХ
Юбилейная Неделя науки СПбГТУ". Ч. 2. - Санкт-Петербург, 26.11-01.12.2001 г. - СПб.:
СПбГТУ, 2002. - С. 21-23.
6.Захаренков В.К., Мосейчук А.Г., Полонский Ю.А. "Старение" карбидкремниевых
электронагревателей под воздействием высоких температур и переменного тока в воздушной
среде. Электротехника. 2002. № 4. С. 2-6.
7.Моделирование процессов проводимости карбидкремниевых электронагревателей при
высокотемпературном окислении / Захаренков В.К., Коровкин Н.В., Никитин М.А., Полонский
Ю.А. // Труды 3 Международной конференции "Электрическая изоляция-2002". - Санкт-
Петербург, 18-21.06.2002 г. - СПб.: Нестор, 2002. - С. 66-68.
8.Кузюр Л.И., Захаренков В.К. Влияние электрической нагрузки, температуры и времени
окисления на изменение свойств карбидкремниевых электронагревателей            // Труды 3
Международной конференции "Электрическая изоляция-2002". - Санкт-Петербург, 18-
21.06.2002 г. - СПб.: Нестор, 2002. - С. 128-129.
9.Гегенава А.Г. Исследование эмалевого противокоронного покрытия высоковольтных
электрических машин // Труды 3 Международной конференции "Электрическая изоляция-
2002". - Санкт-Петербург, 18-21.06.2002 г. - СПб.: Нестор, 2002. - С. 268-269.

      СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ИНДУКЦИОННОЙ
        МАШИНЫ С РАЗОМКНУТЫМ ИЛИ ЗАМКНУТЫМ
                    МАГНИТОПРОВОДОМ
                                   Руководитель НИР: Сарапулов Ф.Н.
             Уральский государственный технический университет - УПИ
       Разработаны блоки динамической модели индукционной машины (ЛИМ) с учетом
насыщения участков ярма и с различными схемами соединения и питания oбмоток индуктора
(кольцевая, барабанная с соединением по схеме звезда с нейтральным проводом и без него, по
схеме треугольника с короткозамкнутыми секциями). Впервые эти модели реализованы в
программе Simulink. Предложены варианты Simulink-моделей с использованием
мультиплексных связей. Предлагаемые динамические модели ЛИМ не имеют аналогов в
литературе. Разработаны математические модели и структурные схемы механических передач
(МП) приводов электротехнологических установок. Предложена процедура синтеза моделей
МП на базе структурного метода. Синтезированы модели МП электроприводов с жесткими
(рычажными, зубчатыми, кулачковыми, фрикционными и винтовыми), упругими (например,
ременными) и гибкими механизмами связи. Рассмотрены особенности синтеза моделей МП с
нелинейностями (кривошипно-шатунных, кривошипно-кулачковых, кулачковых). Получены
.Simulink-модели    этих    МП,    позволяющие     исследовать   динамические     режимы
электромеханических систем. Подобный подход к Simulink-модели МП не имеют аналогов в
литературе.
       Результаты исследований используются при проектировании индукционных машин
транспортного и технологического назначений, а также в учебной практике студентов при
исследовании динамических режимов электромеханических систем. Сдано в редакционно-
издательский отдел УГТУ-УПИ учебное пособие <Математические модели механических
передач приводов ЭТУ>. Защищены диссертации Д.Н. Томашевским и С.Ф. Сарапуловым
                                                          Шифр гранта: Т00-1.5-3176
      Публикации
1) Исследование динамических режимов трансформатора ЭТЦН-32000/35УХЛ4,
Сатдыкова Е.Ю., Сарапулов Ф.Н.\ Материалы конференции в рамках 1-й специализированной
выставки "Энергетика и электротехника", Екатеринбург, 2001г., с.75.
2) Моделирование энергосберегающих динамических режимов работы линейного асинхронного
двигателя, Мазепа П.В., Сарапулов Ф.Н., Бегалов В.А.\ Энерго- и ресурсосбережение.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Сборник материалов Всероссийской
студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов,
аспирантов и молодых ученых 3-7 декабря 2001 г., Екатеринбург, 2001г., с.85-91.
3) Обобщенная математическая модель и сравнение характеристик линейных
электродвигателей/ Д.Н. Томашевский, А.Н. Кошкин,
Ф.Н. Сарапулов. EECCES-2003, 25-27 марта 2003г., вестник УГТУ, Екатеринбург: УГТУ, 2003г.
4) Учет пеперечного краевого эффекта в линейной индукционной машине/ Ф.Н. Сарапулов,
Б.А. Сокунов, А.В. Бычков, там же.
5) Учет зубчатости сердечника индукционной машины в ее магнитной схеме замещения/
П.Шымчак, Ф.Н. Сарапулов, Б.А. Сокунов, С.Е. Миронов. там же.
6) Математические модели механических передач приводов электротехнологических
установок. Учебное пособие/ В.А. Иванушкин, Ф.Н. Сарапулов, Екатеринбург: УГТУ, 2003г.,
105 с.

 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЛИНЕЙНЫМ АСИНХРОННЫМ
        ДВИГАТЕЛЕМ ТРАНСПОРТНОЙ МИНИСИСТЕМЫ
                               Руководитель НИР: Сафронов А.В
                         Московский энергетический институт (ТУ)
       На основе адаптированной физической модели линейного асинхронного двигателя и
разработанных математических моделей линейного асинхронного привода определялись
энергосберегающие алгоритмы управления в режиме торможения, определены режимы
самовозбуждения линейного асинхронного двигателя в генераторном режиме торможения и в
режиме противовключения.
       Создан инвертор установленной мощности 30 кВА для линейного асинхронного двигателя,
исследованы режимы пуска, генераторного торможения и торможения в режиме противовключения
линейного тягового асинхронного двигателя. Испытания проведены на круглом стенде на полигоне
в г. Раменское. Применение тягового линейного асинхронного двигателя для транспортной
монорельсовой минисистемы используется в нашей стране впервые и позволяет обеспечивать тягу,
торможение подвижного состава до полной остановки.
       Разработанный инвертор рекомендован для опытной эксплуатации на экспериментальной
тележке.
       Разработана программа тягово-энергетических расчетов для реальной транспортной
монорельсовой минисистемы, на базе которой проведены тягово-энергетические расчеты для
реальной трассы и создана лабораторная работа для курса "Основы электротранспорта", защищены
два дипломных проекта на темы, связанные с разработкой тягового привода с линейными
асинхронными двигателями.
Планируется защита двух кандидатских диссертаций.
                                                            Шифр гранта : Т00-1.5-1301
      Публикации
1 .Некоторые результаты испытаний тягового линейного электропривода экипажа на
пневматических колесах.Труд. конф. Междун. конф Электротехника, электромеханика и
электротехно логии, Клязьма. 2000,с. 324-325, Горелов А.Т., Сафронов А.В.,Сарач В.Я.,Удалов
Л.В.,Варфоломеева Г.В.,Андрюхин Е.А., Колобов М.Г. 2.Тяговый асинхронный привод
минисистем. Труд.конф.Междун. конф Электротехника, электромеханика и электротехнологии,
Клязьма,2000,с.356 Горелов А.Т., Колобов М.Г., Сафронов А.В.,Суровое А.Л.
3.Linear motors in antenna electric drives. 110 ANNIVERSARY OF THE 1 LONG-DISTANCE
TRANSMISSION OF HIGH VOLTAGE THREE-PHASE POWER. Technical university of szczecin,
Poland, 2001,volume 2, c.353-356, V.Rubtsov, E. Sokolova. 4. Тяговый асинхронный привод
троллейбуса.Тезис. докладов.Первая международная конференция "О перспективах применения
асинхронных тяговых приводов для подвижного состава ГЭТ в Российской Федерации", М., 2001.С.
27, А. А. Каледин, В.А. Гушенков, Сафронов А.В.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:6
posted:12/14/2011
language:
pages:15