• Energy Research
• Russian close

Кирпичникова Ирина Михайловна - заведующий кафедрой электротехники ЮУрГУ, доктор техн. наук, профессор. Научные интересы - электронно-ионная технология, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Kirpichnikova Irina Mikhailovna is Head of the Electrical Engineering Department of South Ural State University, Dr.Sc. (Engineering), Professor. Research interests: electron-ionic technology, use of nonconventional renewed energy sources. Соломин Евгений Викторович - генеральный директор ООО «ГРЦ «Вертикаль», кандидат технических наук, в 1990 году окончил Будапештский технический университет, Венгрия, по специальности «Робототехника». Область научных интересов - ветроэнергетика. Solomin Eugeny Viktorovich is CEO of the Limited Liability Company "SRC-Vertical", Cand.Sc. (Engineering). In 1990 Solomin graduated from Budapest Technical University (Hungary), major Robotics. Research interests: wind-power engineering. wind-power engineering. ; В статье дается описание необходимости установки виброгасителей мачт при размещении ветроэнергетических установок в непосредственной близости к жилому сектору. The necessity of mounting of the towers vibration dampers when placing the wind turbines constructions close to a dwelling is given in the article. ; ООО «ГРЦ «Вертикаль»

The possibility of creating and using an integrated complex sensor measuring the temperature and humidity in a greenhouse is considered. The experimental data of temperature measurement by various sensors in the greenhouse and graphs characterizing the operation of the control system of this coordinate according to the readings of the standard sensors are given. Analysis of the data shows the presence of scatter readings, including regular sensors. Based on this, it is concluded that it is expedient to modernize the measurement process. It is proposed to use the dependence of the attenuation coefficient of sound on temperature and humidity to create an integrated complex sensor. The advantages of using the proposed sensor are substantiated. An algorithm for finding the measured values is given. A technique for selecting the frequency of sound vibrations is shown, taking into account the specific conditions of the sensor application. The positive effect is achieved by increasing the information content of the data and the possibility of improving accuracy by increasing the frequency of measurements. The calculations showing the energy and economic efficiency when using the proposed integrated sensor are given. Рассматривается возможность создания и эффективность применения интегрального комплексного датчика измерения температуры и влажности в теплице. Приводятся экспериментальные данные измерения температуры различными датчиками в теплице и графики, характеризующие работу системы управления этой координатой по показаниям штатных датчиков. Анализ приведенных данных показывает наличие разброса показаний, в том числе штатных датчиков. На основании этого делается вывод о целесообразности модернизации процесса измерения. Предлагается использовать зависимость коэффициента затухания звука от температуры и влажности для создания интегрального комплексного датчика. Обосновываются преимущества применения предлагаемого датчика. Приводится алгоритм нахождения измеряемых величин. Показана методика выбора частоты звуковых колебаний с учетом конкретных условий применения датчика. Положительный эффект достигается за счет повышения информативности полученных данных и возможности повышения точности за счет увеличения частоты измерений. Приводятся расчеты, показывающие энергетическую и экономическую эффективность при использовании предлагаемого интегрального датчика. №4 (2019)

Relevance. Vermiculite is one of the representatives of geo-resources that are widely used in various industries. The expanded vermiculite is obtained by heat treating of vermiculite ore concentrates in open flame furnaces. Expanded vermiculite, due to its layered-porous structure and high reflectivity, is the base for obtaining many thermo-insulating and refractory materials and products. Vermiculite is a part of building materials, and it is used to protect against radiation. Heat treating of vermiculite ores in flaming furnaces is an energyintensive process; therefore the designs of electric modular-trigger furnaces are being actively developed. These furnaces have not significantly reduced the specific energy intensity of the firing process, that is why the work on creation of electric furnaces is up-to-date. This research is aimed to develop and construct a furnace prototype of a fundamentally new design. The aim of the research is the experimental determination of operational specifications of a furnace model with a vibrating bottom platform which is a separate single-phase firing module during testing. Methods: analysis of information sources in the field of research, synthesis of constructive solutions, physical modeling, parametric and functional description, experimental studies. Results. The authors have developed the alternative electric furnace for firing vermiculite concentrates with a fundamentally new design structure which is a furnace with a vibrating bottom platform. A full-scale physical model of the furnace unit - a single-phase and single-module unit, was developed. Using the above-mentioned physical model the authors carried out the experiments and obtained the empirical data. During the experimental studies, the density of the expanded vermiculite was 90…91 kg/m3 and the productivity was 3,56 m3/h. The value of volume energy for various types of vermiculite roasting is 63,7…81,6 mJ/m3, which is almost three times less than that of existing open flame furnaces operating on hydrocarbon fuel.

In this paper, the movement of a gas-fluid flow in a plane channel with an oscillating wall was investigated. The aim of the research is to increase the efficiency of separation equipment by imposing the vibration impact on a gas-liquid flow. This purpose was achieved by applying the phenomenon of selective coagulation of a dropping liquid. The novelty of the proposed approach concerns creating the mathematical model for determination of analytical dependences between the efficiency of the hydromechanical process and initial parameters of the separation device. As a result, quantitatively and qualitatively sufficient approximations for the scalar pressure and vector velocity fields were obtained with a permissible relative error in comparison with the results of numerical simulation. The presence of biharmonic fluctuation of particles was proved; besides, related dependencies for the calculation of vibration characteristics were obtained. Additionally, the paper presents the dependencies for identifying a range of thickness for a near-wall area. The system of dimensionless criteria was proposed for determining flow modes and relative trajectories of liquid droplets in a gas-fluid flow. The numerical simulation approach and related methodology of engineering calculations were proposed on the example of a plane channel of the separation device. Finally, the distance between adjacent zones of the pressure minimum was determined. As a result, it was found that this distance is equal to the wavelength of the vibrating impact to the flow that is an initial justification of further coagulation process of liquid droplets in a gas-liquid flow in a separation device.

Тема выпускной квалификационной работы: «Определение возможных положений равновесия дифференциального микрорезонатора и исследование их устойчивости». Данная работа посвящена исследованию области допустимых амплитуд колебаний дифференциального резонатора при исходных параметрах системы и с небольшими отклонениями. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Обзор проблемы создания МЭМС, содержащих резонаторы. 2. Ознакомление с предлагаемыми в литературе электромеханическими моделями резонаторов в виде упругих элементов. 3. Составление уравнений движения дифференциального резонатора. 4. Нахождение возможных положений равновесия и исследование их устойчивости при отклонениях параметров системы от номинальных значений. Были проведены аналитические выводы уравнений равновесия и потенциальной энергии. В программном пакете MATLAB была получена распределительная поверхность потенциальной энергии. Полученные результаты могут применяться при проектировании дифференциальных резонаторов. The subject of the graduate qualification work is “Determination of possible equilibrium positions of a differential microresonator and study of their stability”. This work is devoted to the study of the range of allowable oscillation amplitudes of a differential resonator with initial parameters of the system and with small deviations. Tasks that were solved during the study: 1. Overview of the problem of creating MEMS containing resonators. 2. Familiarization with the proposed in the literature electromechanical models of resonators in the form of elastic elements. 3. Compilation of the equations of motion of the differential resonator. 4. Finding possible equilibrium positions and study their stability when the system parameters deviate from the nominal values. Analytical conclusions of the equations of equilibrium and potential energy were carried out. The distribution surface of potential energy was obtained in the MATLAB software package. The results can be applied in the design of differential resonators.

В основе данной исследовательской работы лежит расчет теплового комфорта на основе изучение условий труда бурильщиков и их помощников, оценка травмоопасности и вредности данной профессии и подбор современных средств индивидуальной защиты согласно риск-ориентированному подходу. Объектом исследования является тепловой комфорт работников буровых установок. Цель – обеспечение теплового комфорта работников буровых устанjвок за счет применения средств индивидуальной защиты на основе риск-ориентированного подхода. Задачи выпускной-квалификационной работы: 1. Анализ условий и охраны труда в нефтегазовой отрасли. 2. Анализ обеспечения бурильщика СИЗ. 3. Выбор параметров СИЗ обеспечивающих тепловой комфорт бурильщика на основе риск-ориентированного подхода. В результате были разработаны мероприятия по возможному улучшению условий труда и характера работ и определены характеристики защитных костюмов, подходящий для трудовой деятельности бурильщика. This research work is based on the calculation of thermal comfort based on the study of the working conditions of drillers and their assistants, an assessment of the injury hazard and harmfulness of this profession and the selection of modern personal protective equipment according to a risk-based approach. The object of the study is the thermal comfort of drilling rig workers. The goal is to provide thermal comfort for drilling rig workers through the use of personal protective equipment based on a risk-based approach. Tasks of the final qualification work: 1. Analysis of working conditions and labor protection in the oil and gas industry. 2. Analysis of the provision of PPE for the driller. 3. Selection of PPE parameters that ensure the thermal comfort of the drill-er based on a risk-based approach. As a result, measures were developed for the possible improvement of working conditions and the nature of work and the characteristics of protective suits suitable for the work of the driller were determine.