ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рассмотрен вопрос возможности использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, энергосбережения и энергообеспечения для отдельного экономически самостоятельного региона России, развивающегося в условиях рыночных отношений. Обоснована актуальность подготовки высококвалифицированных кадров по направлению «Возобновляемые источники энергии» для энергетических предприятий Краснодарского края. Рассмотрены особенности энергетики на основе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Приведены в качестве примера успешно функционирующие предприятия, на которых используются нетрадиционные и комбинированные установки энергоснабжения.
В статье представлена история проблемы обоснования надежности гидроузлов, математического моделирования уникальных гидроэнергетических объектов. Выполнена оценка параметров стальной оболочки и арматуры турбинных водоводов высоконапорных ГЭС по нормативным документам. Представлена методика многослойного пространственного моделирования водопроводящих трактов и определены ее преимущества.
В статье представлена методика определения ударного давления в турбинном водоводе при закрытии регулирующих устройств. Приведена система разрешающих уравнений, описывающая неустановившееся движение жидкости в водопроводящем тракте ГЭС. Определены гидродинамические нагрузки на примере водопроводящего тракта Саяно-Шушенской ГЭС. Рекомендовано время закрытия аварийно-ремонтного затвора при одновременном закрытии направляющего аппарата турбины для минимального превышения давления.
В статье рассмотрены вопросы перевода сельского производителя на самообеспечение электроэнергией за счет производства биодизельного топлива из произведенного растительного масла (или отработанного масла) и изопропилового спирта. Описывается сравнительно недорогая небольшая установка, использующая СВЧ-энергию в качестве основного источника изготовления биотоплива. Применение электромагнитного поля сантиметрового диапазона позволяет многократно ускорить реакцию переэтерификации растительных масел в эфиры жирных кислот, составляющих основу биотоплива. Добавление наноактиватора приводит к повышению энергетических характеристик биотоплива на 10-20%.
ВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКА
Описан двухкамерный реактор с заторможенным каталитической насадкой циркуляционным псевдоожиженным слоем, предназначенный для производства синтез-газа паровой конверсией метана. Результаты эксперимента удовлетворительно согласуются с моделированием процессов. На основании системы уравнений теплового баланса двух камер и уравнений (в табличной форме) зависимости равновесных концентраций продуктов паровой конверсии метана от температуры при отношении CH4:H2O = 1:1 найдены оптимальные параметры исследуемого реактора.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В работе путем проведения совместного катионного и анионного допирования индата бария Ba2In2O5 получены составы из области гомогенности Ba0,8-0,5хLa1,2In2O5,6-хFx (0 ≤ х≤ 0,2). Методом полнопрофильного анализа Ритвельда установлено, что составы характеризуются кубической симметрией (пр. гр. Pm3m). Показано, что фазы способны к проявлениюпротонной проводимости во влажной атмосфере. Наблюдается тенденция к небольшому росту параметра элементарнойячейки с увеличением концентрации фтора. Выявлено, что для составов Ba0,8-0,5хLa1,2In2O5,6-хFx наблюдается полианионный эффект, заключающийся в росте электропроводности в области малых концентраций фтора.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИКИ
ТРАНСПОРТНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Для энергетически и экологически эффективного решения транспортной проблемы российского Севера перспективны амфибийные суда на воздушной подушке (АСВП), но известные АСВП для этого ограниченно годны. В интересах разработки новых АСВП создан программный комплекс, реализующий комплексные математические модели ряда АСВП с разными масштабами и конструктивными решениями, учитывающие динамику движения по водной и твердой горизонтальной и наклонной поверхностям с различными неровностями и крупными препятствиями (торосы), различные типы движителей (контактные колесные, аэродинамические винты, гребные колеса), гибких ограждений (классические и состоящие из гибких конусов), нагнетатели, двигатели, и др. Для уточнения рабочих характеристик ряда подсистем проведены подробные 3D вычисления. Показаны преимущества инновационных технических решений по АСВП для российского Севера.
ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВА
ПРОБЛЕМЫ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Рассмотрено применение агрегатных моделей и использование стандартных математических зависимостей для описания процессов и управления технологическим оборудованием в составе единых агротехнологических систем.
Для проведения забора проб грунта использован комплекс на базе мобильного робота вертолетного типа – квадрокоптера. Исходя из критических условий, когда объем грунта максимален и он твердый, определены размеры активной части грунтозаборника и создана модель привода для забора проб с коническим буром с режущей кромкой.
Предложен экологически чистый способ уничтожения сорняков импульсами высокого напряжения. Приведена методика исследования воздействия высоковольтных импульсов на корневую систему сорных растений и методика определения степени повреждения корневой системы после воздействия. Для исследования степени повреждения корня при электроимпульсном воздействии в зависимости от глубины его залегания в почве нами был выбран наиболее злостный сорняк – бодяк полевой, имеющий глубокий стержневой корень. Получены зависимости степени повреждения корня бодяка полевого от глубины его залегания и влажности почвы при напряжении обработки 20 кВ и энергии импульсов 10 Дж.