авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«Научное партнерство «Аргумент» Балтийский гуманитарный институт Российская ассоциация содействия науке Технологический университет ...»

-- [ Страница 2 ] --

- во-вторых, можно придумать не совсем традиционные спосо бы работы с задачей. Можно попросит студентов заполнить недос тающие фрагменты решения задачи прямо на компьютере, а потом вместе с помощью проектора проверим на доске. Сразу можно заме тить, как оживились глаза студентов. А потом можно усложнит зада ние и найти ошибку в решении задачи. Тут студентам придётся хо рошенько подумать. А ещё можно попробовать по готовому решению сформулировать условие задачи. Необычность такого задания заин тересует любого.

Слайды урока оказывают хорошую помощь обучающимся при проведении лабораторной работы. Они помогают грамотно органи зовать эксперимент, последовательно указывая шаг за шагом. Сту денты с помощью компьютера чувствуют уверенность в своих силах и выполняют работу с удовольствием. А неизвестность, именно в экспериментальных работах, вызывает у студентов страх перед уро ком.

Тестовые и контрольные работы.

При проведении традиционной контрольной работы мы порой теряем самое важное – это своевременную работу над ошибками.

Любой преподаватель может заметить, что, уходя после контрольной работы, студенты пытаются свериться ответами, спрашивают у пре подавателя решить не получившуюся задачу. А ответить всем не возможно. И уходят студенты с каким-то тревожным чувством и не определённостью.

Если проводит контрольных работ по тестам, то моментально показывает студентам результат. Каждый студент видит, в каком вопросе он сделал ошибку, какую задачу решил правильно, а какую, может быть, и нет. С вычислительными задачами дело обстоит не много сложнее. Но и здесь есть выход – решения задач можно спроецировать на доску, или студенты могут посмотреть их на ком пьютере. Студент замечает, где он допустил ошибку: в начале зада чи или просто неправильно выбрал ответ? Такая работа над ошиб ками более эффективна. Занятия становится завершёнными, сразу виден результат. Без современных технических средств такая про верка была бы невозможна.

Широкое использование компьютеров на уроках даёт возмож ность сделать следующие выводы:

1) у студентов сразу появляется интерес к урокам физики. Ис пользование компьютеров при создании презентаций заинтересовы вает ребят, и они с удовольствием берутся за эту работу.

2) знания студентов стали намного глубже и системные;



3) студенты прывыкает правильнее говорить и лучше давать развёрнутый ответ на поставленный вопрос;

4) использование тестов на уроке дисциплинирует студентов, они тщательно готовятся к практическим занятиям, стремясь к тому, чтобы компьютер им поставил хорошую оценку.

Если использовать компьютер как коммуникативное средство при обучении физики, то профессиональная позиция педагогов за метно меняется. Из носителя готовых знаний и способов работы преподаватель превращается в руководителя, посредника и помощ ника студентов в процессе их совместной творческой работы. Про граммные средства, обучающие программы, компьютерные среды, компьютерная коммуникация выступают как взаимосвязанные сред ства для построения учебного процесса. Компьютер превращается в обычный рабочий инструмент, какими сегодня являются книга, тет радка и ручка.

Литература 1. Открытое образование - стратегия ХХ1 века для России./ Под ред. Филиппова В.М. и Тихомирова В.П. Изд. МЭСИ, М., 2000. -356 с.

2. Управление современным образованием. Социальные и экономи ческие аспекты./ Под ред. А.Н. Тихонова. -М.: Вита-Пресс, 1998. 256с.

3. Егоров А.Ф. Основные направления информатизации уни верситета. /Информационные технологии в учебном процессе уни верситета. Сборник научных трудов. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2000, с.5.

4. Егоров А.Ф., Капустин Ю.И., Щербаков. Некоторые аспекты создания электронного учебника. Электронные учебники и учебно методические разработки в открытом образовании. //Тезисы доклада семинара (7.09.2000 года, г. Москва) -М.: Изд. МЭСИ, 2000. С.73-75.

5. Щербаков В.В., Зинина Ю.А. Разработка компьютерных обу чающих программ по неорганической химии. /Информационные тех нологии в учебном процессе университета. Сборник научных трудов.

РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2000, с. Связь с автором: SauleNurkasim@mail.ru С.Н. Нуркасымова, Ж.К. Жалгасбекова КОМПЕТЕНТНОСТЬ И ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ СОВРЕМЕННОГО ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева г. Астана, Казахстан В Казахском энциклопедическом словаре указано, что понятие «компетенция» происходит (от латинского сompeto - добиваюсь, со ответствую, подхожу и определено как знания, опыт в той или иной области круг полномочий, предоставленных законом, уставом или иным актом конкретному органу или должностному лицу.

Профессиональная компетентность преподавателя физики проявляется в уверенности в себе, в реализации себя в профессио нальной деятельности. Следовательно, компетентность выступает как форма, идеал профессиональной деятельности.

«Компетентный специалист» – это человек, который в ходе профессионального становления при стремлении к идеалу, пред ставленному в форме компетентности, приобретает определенную совокупность компетенций (в том числе дидактическую и личност ную).

Компетентность по определению академиков А.П. Сейтешева и Т.С. Садыкова, рассматривается как качество личности, прояв ляющееся в виде способности и готовности ее к деятельности, осно ванной на знаниях и опыте или владения соответствующей компе тенцией, включающей его личностное отношение к ней и к предмету будущей деятельности специалиста [1].





Развитие или формирование профессиональной компетентно сти, как педагогической проблемы возникло в конце прошлого столе тия. Однако проблема формирования системы знаний, умений и на выков, профессионально значимых личных качеств преподавателя и уходит корнями в исследования Д. Дидро, А. Дистервега, Я.А. Коменского, К.Д. Ушинского и др.

Во второй половине прошлого столетия в советской педагогике были подвергнуты более подробному анализу научно педагогические основы подготовки преподавателя в вузе. При этом были определены различные подходы к пониманию категории «про фессиональная компетентность преподавателя», которая была при ведена в учебном пособии В.А.Сластенина [2]. Обзор современных подходов к профессионализму преподавателей позволяет сделать следующие выводы:

психолого-педагогическая компетентность является показа телем уровня образования;

предполагает мотивацию профессионального роста препода вателей и разработку критериев оценки профессиональной компе тентности;

в состав психолого-педагогической компетентности в 80 - 90-х годы 20 столетия были включены новые элементы профессиональ ной деятельности – проектировочные педагогические способности (коммуникативные, конструктивные);

в составе методической компетентности были выделены та кие новые виды как проектировочно – методическая, технолого методическая, историко-методическая компетентности.

Обобщенно профессиональная компетентность определяется как качество личности, проявляющееся в способности и готовности ее к профессиональной деятельности. Способность и готовность личности к профессиональной деятельности означает то, что у выпу скника вуза, входящего в поле своей профессиональной деятельно сти и приступающего к своим должностным обязанностям, уже долж на быть сформирована профессиональная компетентность, очевид но еще далекая от совершенства. Значит, «профессиональная ком петентность» есть «высокий профессионализм».

Следовательно, в вузе формируется некий минимальный уро вень профессиональной компетентности, который затем, непремен но должен повышаться, т.е. проявляется многоуровневый или мно гокомпонентный характер профессиональной компетентности.

Нормативно-правовые документы в сфере образования указы вают на то, что современный преподаватель должен быть не просто специалистом высокого уровня, соответствующим профилю и спе циализации своей деятельности, но и отвечать следующим требова ниям:

соблюдать вариативность содержания образования, уметь проектировать индивидуальные образовательные траектории обу чаемых;

формировать компетенции, необходимые для продолжения образования в соответствующей сфере будущей профессиональной деятельности;

обладать способностью и готовностью вводить в образова тельный процесс интерактивные, деятельностные компоненты, включать проектно-исследовательские и коммуникативные методы.

Однако, в первую очередь преподаватели должны быть готовы ра ботать по своему профилю, то есть преподавателем физики или специалистом по информационной технологии.

Преподаватель физики с первого дня своей трудовой деятель ности должен заниматься обучением и воспитанием обучающихся по своей предметной области – физика. Вопросами, связанными с раз личными формами, методами и средствами обучения и воспитания, занимается педагогика. Педагогические требования, предъявляемые к преподавателю физики, призваны дать исчерпывающий ответ на глобальный вопрос – «Как учить?». Очевидно, что немаловажен и вопрос: «Чему учить?», ответ, на который следует из предметных требований к преподавателю физики. Часто эти вопросы взаимосвя заны. И самое главное, поиск решений на подобные основопола гающие вопросы должен происходить не в поле профессиональной деятельности, а еще в вузовской образовательной среде, в процес се обучения.

По определению Ш.Т. Таубаевой «свои вкусы, манеры, образы, пристрастия и модели поведения у каждого педагога порождают свой методический стиль» [3]. Это говорит о разновидности проявлений личности преподавателя, его профессиональной деятельности, об ладающей определенными свойствами. Однако основной характери стикой проявления методического стиля является содержательная характеристика, которая, по нашему мнению, выражается в пред метных и педагогических составляющих профессиональной компе тентности преподавателя.

Непрерывные динамические процессы, происходящие сегодня в области применения информационных технологий, постоянно кор ректируют структуру и содержание IT дисциплин в условиях интегра ции образования и изменяют состав и содержание предметных ком петенций преподавателя физики. Все это приводит к тому, что со временному преподавателю любой дисциплины необходимо посто янно совершенствовать свои знания.

При разработке модели IT дисциплин учитывались следующие критерии:

объем изучаемого в вузе материала (содержание учебной дисциплины и время в часах или кредитах, отведенное для их изуче ния);

уровень сложности научных знаний в содержании дисциплин;

практическая учебно-воспитательная потребность в данных знаниях;

вариативность структуры и содержания физики.

Педагогическая компетентность состоит в готовности к выпол нению педагогом своих профессиональных функций, связанных с преподаванием физики или любых IT дисциплин в условиях интегра ции образования на различных уровнях обучения.

Процесс формирования профессионально-педагогических ком петенций преподавателя физики начинается в период профессио нальной ориентации на педагогические специальности, далее - в вузе, при изучении нормативных дисциплин общего профессиональ ного блока. Практическое закрепление педагогических компетенций главным образом происходит во время педагогической практики и на практикумах профилирующего курса: «Теория и методика обучения физики».

Система образования, основанная на компетентностном обучении, предполагает изменение психологических, общепедагогических и дидактических процедур взаимодействия преподавателя и студентов, что объясняется различием целей и функций традиционного и компетентностного подходов. Основная функция компетенстного подхода - не подготовка к жизни, а непосредственное включение в сам жизненный процесс [4], и поэтому ясно, что ориентированность обучения на получение компетенций обучающимися требует, в первую очередь, изменения психологии преподавателя и студента, а затем методики и технологии обучения.

Преимущества предложенной технологии организации учебного процесса при обучении физике обусловлены главной задачей высшей школы – обеспечение саморазвития интеллектуальной сферы студентов на основе самостоятельной деятельности по оссвоению теоретического и практического объема знаний и приобретению в результате этой деятельности профессиональной компетентности. Выпускник вуза должен обладать сочетанием фундаментальных и практических знаний, навыков и умений, а также набором компетенций, позволяющих ему реализовать результаты своего труда и реализовываться самому в послевузовской практической деятельности. Осуществляя компетентностный подход при обучении, высшая школа должна научить выпускника гибко ориентироваться в различных ситуациях и быть готовым к продолжению образования, готовым к переквалификации, самообразованию и саморазвитию.

Если взять профессиональную деятельность специалиста, то можно выделить категорию как основной объект при подготовке спе циалиста, поэтому предстоит выяснить, чем она отличается сегодня, в условиях широкомасштабных инноваций в образовании.

Предлагаем структурное представление о категории «профес сиональная деятельность». В структуре этой деятельности можно выделить два блока:

1) традиционные, обще логический, специально профессиональный и т.п.;

2) инновационный, интегративный, вариативный и т.п. компо ненты. Структура ГОСО РК детерминирует только традиционные компоненты.

Можно представит структуру связей между основными катего риями, связанными с «профессиональной деятельностью».

Рис. 1. Структура связей между категориями деятельности Профессиональная компетентность психолого – педагогическое состояние, позволяющее действовать самостоя тельно и ответственно, обладание человеком способностью и уме нием выполнять определенные трудовые функции, заключающиеся в результатах труда студента. Компетентность представляется как совокупность трех аспектов:

- cмыслового, включающего адекватность осмысления ситуа ций понимания, отношения, оценки;

- проблемно-практического, обеспечивающего адекватность распознавания ситуации с позиций целей, задач, норм;

- коммуникативного, позволяющего организовать адекватное общение в ситуациях, соответствующих определенным культурным образцам общения и взаимодействия.

Фиксируя содержание категории «профессиональная деятель ность преподавателя» и выбрав в качестве инварианта «содержание профессиональной деятельности преподавателя», необходимо по строить идеальную траекторию профессионального становления будущего преподавателя.

Содержание профессиональной деятельности преподава теля физики служит связующим соединительным звеном между профессиональным образованием, имеющим целью подготовку к профессиональной деятельности и конкретизацией и реализацией образовательных стандартов посредством образцов профессио нальной деятельности преподавателя.

И так, преподаватель физики должен овладеть технологией (это в первую очередь) и использовать результаты интеграции педа гогической науки и IT дисциплин в условиях интеграции образования в идеале.

Литература 1. Сейтешев А.П., Садыков Т.С. Научные проблемы формиро вания личности и развития современного образования в Республике Казахстан. – Алматы, ылым, 1997.

2. Сластенин В.А. О проектировании содержания высшего пе дагогического образования // Преподаватель. – 1999.

3. Таубаева Ш.Т. Введение в методологию и методику педаго гического исследования. – Туркестан: Изд. Туран, 2007.

4. Шкутина Л.А. Подготовка педагога профессионального обу чения на основе интеграции педагогических и информационных тех нологий: автореф. дисс.... докт. пед. наук. - Киров, 2002.

5. Ин А.Х. Компетентностный подход к проектированию систе мы управления качеством профессиональной подготовки будущего учителя: автореф. дис....докт.педагог.наук:

- Москва, МГГУ им. М.А.

Шолохова, 2006.

6. Семенова М.В. Педагогические условия формирования про фессио-нальной компетентности будущих педагогов в вузе: автреф.

диссер. …канд.пед.наук. Караганда, 2005.

Связь с автором: SauleNurkasim@mail.ru В.В. Шегай, К.О. Кобзев ТРАНСПОРТНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ В РОССИИ Донской государственный технический университет г. Ростов-на-Дону, Россия Транспортное машиностроение обладает значительным науч но-техническим и промышленным потенциалом, от него зависит функционирование транспортной инфраструктуры страны. Данная отрасль очень значима для национальной экономики. Проблемы транспортного машиностроения - износ основных фондов на пред приятиях отрасли, дисбаланс между структурой производственных мощностей, техническим уровнем продукции транспортного машино строения и потребностью отечественной отрасли железнодорожного транспорта в современном высокопроизводительном подвижном составе. Среди путей решения существующих проблем следующие варианты[1]:

1) поддержка существующих точек роста транспортного маши ностроения;

2) консолидация позиции всех заинтересованных регионов по вопросу формирования инвестиционных программ и поддержка за явленной позиции в региональных органах власти, Государственной Думе и Совете Федерации;

3) консолидация позиций по пригородным железнодорожным перевозкам с целью стабилизации их развития и создания возмож ности обновления подвижного состава[1].

Литература 1. Ресурс машиностроения / Режим доступа: http://www.i mash.ru/news/nov_otrasl/15869-chto-tormozit-razvitie-transportnogo.html Связь с автором: kobzevkirill1990@mail.ru В.В. Шегай, К.О. Кобзев КРУПНЕЙШИЕ ЦЕНТРЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ В РОССИИ Донской государственный технический университет г. Ростов-на-Дону, Россия Крупнейшие центры машиностроения в России — Санкт Петербург (Ижорские заводы, Ленинградский металлический завод, "Электросила", Петербургский тракторный завод, заводы иностран ных автоконцернов), Москва ("Электрозавод", Коломенский завод, "Метровагонмаш", Демиховский машзавод), Таганрог ("Красный ко тельщик"), Екатеринбург, Барнаул (Уральский турбинный завод, фи лиалы Энергомашкорпорации, Алтайский тракторный завод);

сель скохозяйственного машиностроения — Ростов-на-Дону ("Ростсель маш"), Красноярск (Красноярский завод комбайнов, "Краслесмаш"), Краснодар ("БДМ-Агро"), Волгоград (Волгоградский тракторный за вод), Новосибирск ("Сиблесмаш"), Тверь (Тверской вагоностроитель ный), Нижний Тагил ("Уралвагонзавод"), Брянск (Брянский машза вод), Новочеркасск (Новочеркасский электровозостроительный за вод), Петрозаводск (Онежский тракторный завод), Тольятти (Авто ВАЗ), Нижний Новгород (Горьковский автозавод), Ульяновск (Улья новский автозавод). Доля в российском ВВП каждой из отдельных машиностроительных отраслей — около 1%. Исключение — авто пром, доля в ВВП которого составляет 1,8%, а также транспортное машиностроение (1,2%).

Литература 1. Ресурс бизнес гид «Коммерсант» Режим доступа:

/ http://www.kommersant.ru/doc/ Связь с автором: kobzevkirill1990@mail.ru Секция ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ, ТРАНСПОРТ А.А. Безгин, А.А. Савочкин, А.А. Слободенюк РАСЧЕТ УРОВНЯ МОЩНОСТИ СИГНАЛА WI-FI В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ВАГОНЕ Севастопольский национальный технический университет г. Севастополь, Украина Для организации беспородного доступа к сети Интернет на же лезнодорожном транспорте целесообразно использовать Wi-Fi сеть, к которой подключаются пользователи. Для установки оборудования необходимо провести расчет энергетики канала связи.

На рис. 1 изображена схема вагона модели 61-4440 [1]. Вагон данного типа имеет девять купе. Длина вагона составляет D=25,5 м., ширина коридора Hк= 0,9 м., габариты купе (L1L2) составляют 2, 2,2 м [1].

Рис. 1. Схема вагона 61- Поместим точку доступа в средней части вагона, расстояние до терминала в самом дальнем купе с учетом габаритов купе и ши рины коридора составит L max = (Hk + L 2 )2 + (4,5L1 ) ;

(1) Lmax= 9,45 м.

Значение потерь в свободном пространстве зависит от двух па раметров: во-первых, от частоты радиосигнала, во-вторых, от рас стояния до точки приема беспроводной сети.

Ослабление свободного пространства рассчитывается по фор муле 104 L f), дБ, P = 20 lg (4,189 (2) где L — расстояние, км;

f — рабочая частота, ГГц.

Результаты расчета ослабления сигнала в точке приема изо бражены на рис. 2.

P, дБ Рис. 2 График затухания в свободном пространстве Определим уровень мощности сигнала для точки приема Рпр= Рпд + G1 + G2 – Lф1 – Lф2 – P, (3) где Рпд – уровень мощности передатчика, дБм;

Lф1, Lф2 — ослабле ние сигнала в фидерных линиях, дБ;

G1, G2 — коэффициенты усиле ния приемной и передающей антенн, дБи.

Зададимся Рпд = 17 дБм, G1=G2 =1 дБи с учетом того, что в об щем случае максимумы диаграмм направленности антенн не будут совмещены, Lф1 = 0,5 дБ, Lф2 = 0,5 дБ. Используя технические пара метры, получаем график распределения уровня мощности сигнала по вагону (см. рис. 3) Pпр, дБ Рис. 3. Уровень мощности сигнала Стенки вагона сильно влияют на диаграмму направленности антенн, часть мощности сигнала отражается от металлической стен ки вагона и создает интерференцию полезному сигналу. Затухание сигнала при этом увеличится на (10…15) дБ [2]. Для уменьшения влияния стенок вагона, точку доступа необходимо разместить как можно дальше от металлических стен, и разместить в центре вагона на высоте 1,5 м. от пола.

Минимальное значение чувствительности Wi-Fi приемников со временных устройств обычно не хуже –(60…70) дБ, расчетное зна чение уровня мощности сигнала не менее –50 дБ.

Таким образом, рассчитанный график уровня мощности сигнала показывает, что во всем вагоне наблюдается стабильный прием сиг нала.

Литература 1. Модель 61-4440: вагон пассажирский купейный [Электронный ресурс] / ОАО «ТВЗ». — http://tvz.ru/?action=61&n=1&model=61 4440/. — 15.12.2012.

2. Рамлау П.Н. Радиосвязь на железнодорожном транспорте / П.Н. Рамлау, Н.В. Лаврентьев, Э.С. Головин и др. — М.: Транспорт, 1983. — 366 с.

Связь с автором: bezya3232@mail.ru Р.В. Беляевский РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ВЫБОРА КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕПРЯМЫХ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева г. Кемерово, Россия Компенсация реактивной мощности является неотъемлемой частью комплекса вопросов проектирования систем электроснабже ния. При этом каждая система электроснабжения обладает опреде ленной оптимизационной эффективностью, являющейся разностью значений выбранных критериев в оптимальном и исходном режимах компенсации реактивной мощности [1]. Важной задачей является организация такого выбора компенсирующих устройств (КУ), который обеспечивает максимум указанной эффективности.

Для решения данной задачи могут использоваться различные математические методы оптимизации. Наибольшее распростране ние среди методов оптимизации, используемых для выбора КУ, по лучили: метод покоординатного спуска, метод нелинейного програм мирования, градиентный метод и др. Данные методы различаются исходной постановкой задачи и ее реализацией, однако все они от носятся к прямым методам решения, основанным на итеративных процессах вычисления и сравнения значений оптимизируемых функ ций. При этом исходная задача является, как правило, задачей без условной оптимизации, в которой определяется абсолютный экстре мум целевой функции без ограничений и граничных условий.

Вместе с тем, задачу оптимизации размещения КУ следует рассматривать как задачу условной оптимизации [2]. В них опреде ляется относительный экстремум целевой функции, т. е. экстремум целевой функции при наличии связующих ограничений и граничных условий на ее переменные. Это позволяет получать решения, в наи большей степени соответствующие реальной задаче.

Одним из наиболее общих подходов к решению задач безус ловной оптимизации является метод неопределенных множителей Лагранжа. Данный метод относится к непрямым методам решения и широко используется для решения нелинейных оптимизационных задач.

Метод Лагранжа позволяет находить условный экстремум не линейной функции f(x1, x2, …, xn) при некоторых m ограничениях. В соответствии с данным методом вместо относительного экстремума исходной целевой функции определяется абсолютный экстремум функции Лагранжа L, которая включает в себя множители Лагранжа 1, 2, …, m, являющиеся, как и переменные x1, x2, …, xn, искомыми переменными. Поиск абсолютного экстремума выполняется извест ными методами. В частности, определяются и приравниваются к ну лю частные производные функции Лагранжа L/x1, L/x2, …, L/xn и L/1, L/2, …, L/m. При этом последние m уравнений пред ставляют собой ограничения оптимизационной задачи.

Используя метод неопределенных множителей Лагранжа, нами была решена задача оптимизации размещения КУ в электрической сети 10/0,4 кВ промышленного предприятия [3]. В рассматриваемой сети имеется n потребителей (асинхронных двигателей), реактивные нагрузки Qi которых известны. Искомыми переменными являются мощности КУ Qк1, Qк2, …, Qкn, которые могут быть установлены в уз лах сети. Необходимо найти оптимальное распределение суммарной мощности КУ Qк между потребителями, т. е. имеет место балансовая постановка задачи. Критерием оптимизации является минимум по терь активной мощности в сети. Ограничение вводится по установ ленной мощности КУ, которая может варьироваться в зависимости от нормируемой величины коэффициента реактивной мощности tg.

Для указанных условий была составлена функция Лагранжа, а затем определены и приравнены к нулю ее частные производные:

n L = ( Qi Qк i ) Ri U + л Qк i Qк min, n i =1 i = L/Qк1 = 0;

L/Qк 2 = 0;

...;

L/Qк n = 0, (1) n L/л = Qк i Qк = 0.

i = Решение системы (1) позволило определить оптимальные мощности КУ, устанавливаемых в сети 0,4 кВ. Остальная часть по требляемой реактивной мощности передается из сети 10 кВ. При этом в результате оптимизации потери мощности снизились на 30%, а величина коэффициента реактивной мощности соответствует нор мируемому значению tg для сетей 6–20 кВ.

Таким образом, применение метода Лагранжа для решения за дачи выбора КУ показало довольно высокую эффективность. Полу ченные результаты могут использоваться на промышленных пред приятиях и в сетевых организациях при решении практических во просов компенсации реактивной мощности. Оптимизация размеще ния КУ даст значительный энергосберегающий эффект за счет сни жения потерь электроэнергии в электрических сетях и будет способ ствовать повышению их энергоэффективности.

Литература 1. Ковалев И.Н. Выбор компенсирующих устройств при проек тировании электрических сетей. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 200 с.

2. Костин В.Н. Оптимизационные задачи электроэнергетики. – СПб.: СЗТУ, 2003. – 120 с.

3. Ефременко В.М., Беляевский Р.В. Расчет оптимального раз мещения компенсирующих устройств методом множителей Лагран жа / Вестн. Кузбасского гос. тех. унив. – 2012. – № 6. – С. 138-141.

Связь с автором: belaevsky@mail.ru П.Н. Берёзко, И.В. Завалишин, А.В. Кириллин ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Российский государственный университет инновационных технологий и предпринимательства г. Москва, Россия На сегодняшний день задача повышения энергетической эф фективности и снижение вредных выбросов высокотемпературных установок, работающих на углеводородном топливе, применяющих ся в промышленности, является актуальной.

В энергозатратных процессах большое количество тепла теря ется с отходящими газами технологического процесса. Эту теплоту можно использовать, направив отходящие газы на подогрев исход ных материалов. Основная цель такой технологии - передать тепло от отходящих газов рабочему телу и, тем самым, увеличить произ водительность установки. Применение системы подогрева позволяет снизить затраты энергии и снизить объемы вредных выбросов [1].

Одним из возможных методов решения данной задачи являет ся применение термохимической рекуперации тепла отходящих га зов.

В настоящее время находит применение способ утилизации те пловых отходов путем использования их энергии для эндотермиче ской переработки исходного природного газа, осуществляемого в термохимическом рекуператоре (ТХР). Термохимический рекупера тор позволяет преобразовать газовое топливо, используемое для отопления, в синтетическое топливо, представляющее собой смесь монооксида углерода и водорода.

В ТХР образуются продукты конверсии и поглощается тепло.

При паровой конверсии метана образуется синтез-газ:

СН4 + Н2О = СО + 3Н2, поглощается тепло в количестве 206.288 кДж/моль, а при углеки слотной конверсии по реакции СН4 + СО2 = 2СО + 2Н2 поглощается тепло 247.478 кДж/моль [2, 3, 4].

Применение ТХР, а также регенеративный подогрев исходных материалов вместе с интенсификацией теплообмена в рекуперато рах позволяет поднять эффективность энергоустановок до 85-90%.

Например, для установок по производству стекла с производи тельностью 16 тонн стекла в сутки применение ТХР приводит к сбе режению 10-15% энергии по сравнению со стандартной регенератив ной схемой, а капиталовложения в систему регенерации теплоты дымовых газов с ТХР на 10% ниже, чем стоимость широко исполь зуемых регенеративных теплообменных аппаратов.

При совместном использовании современных устройств воз душной регенерации и ТХР может быть достигнута полная регенера ция теплоты уходящих газов при температуре подогрева компонен тов топлива значительно меньшей, чем температура уходящих газов из энергоустановки [2].

Результаты исследований показали, что термохимическая ре куперация паровой конверсии природного газа позволяет не только экономить природный газ, но и решить экологические проблемы [4].

Видно, что воздушная регенерация сокращает потери теплоты с газовыми отходами с 67% до 41%, а применение системы ТХР позволяет сократить потери до 17% (рисунок 1).

Одними из самых перспективных теплообменных аппаратов для использования в области высоких температур являются трубы Фильда [5].

Анализ публикаций [1, 5, 6] показал, что теплообменник с мат рицей из труб Фильда позволяет полностью исключить появление термических напряжений, связанных с тепловым расширением труб ного пучка.

Рис. 1. Схемы балансов энергоустановок:

a - без регенерации;

b - с воздушной регенерацией;

c - с воздушной и термохимической регенерацией В большинстве случаев расчет параметров теплообмена реку ператоров, оснащенных трубами Фильда, опирается на одномерные модели переноса и относятся к газообразным теплоносителям. Од нако их практическое использование допустимо только в случае сла бой зависимости теплофизических свойств теплоносителя от темпе ратуры. Более того, предполагается, что в торце трубы Фильда вы полняется условие идеального перемешивания, в связи с чем тем пература теплоносителя на выходе из центральной трубки равна его температуре на входе в кольцевой канал. В действительности может наблюдаться различие этих температур, которое зависит от внешних условий теплообмена и размера торцевой зоны.

Изучение деятельности российских предприятий, использую щих в своей производственной деятельности высокотемпературные установки, показало, что в существующей схеме утилизации отходя щих газов используется только их физическое тепло, а химическое тепло не используется. Проводимое дожигание в камере целесооб разно только с экологической точки зрения, но не с энергетической.

По экспертным оценкам, количество тепла, которое содержится в отходящих газах, составляет 18 Гкал/час. Это указывает на то, что проблема совершенствования системы утилизации тепловых отхо дов является актуальной для электродуговых печей.

При описании модели системы было принято решение не рас сматривать ее одномерную, классическую модель. Это обусловлено тем, что в силу несимметричности поперечного гидравлического тракта практически невозможно определить надежное расчетное соотношение для распределения потока масштаба турбулентности.

Как следствие, возникают большие трудности при попытках исполь зовать модели «пути смешения Прандтля» или однопараметриче ских транспортных моделей для энергии турбулентной пульсации.

Исходя из приведенных обоснований, возникает необходимость применения моделей, состоящих из двух и более уравнений, не со ся широко применяемая модель k- (энергия турбулентности – ско держащих соотношений масштаба. Примером такой модели являет рость ее диссипации) модель Харлоу-Накаямы [7].

Труба Фильда представляет собой теплообменный аппарат, в котором первый поток теплоносителя течет по внутренней трубе, разворачивается в торцевом конце и протекает далее по межтруб ному кольцевому пространству. Второй поток обтекает внешнюю поверхность трубы Фильда.

Двумерная математическая модель, ось симметрии, которая реализована в программном комплексе РНОЕNICS [8], применяется для изучения процесса теплообмена в трубе Фильда. Эта модель позволяет найти поля температур, скоростей, давлений и плотности теплоносителя в трубе Фильда. Данная модель позволила найти по ле температур теплоносителя в пространстве трубы Фильда. Со ставляющая основу этой модели система уравнений включает в себя уравнения разрывности, движения, энергии, уравнение кинети ческой энергии и уравнение диссипации энергии при соответствую щих граничных условиях и константах выбранной модели турбу лентности [9]. Данные уравнения в тензорном виде имеют общую форму (1):

( ) d ( i ) / dt + di i Vi i i grad ( i ) = S i. (1) В уравнении (8) слагаемые имеют следующий физический смысл: d ( i ) / dt - определяет нестационарность;

di ( i Vi i ) ( ) определяет конвекцию;

di i grad ( i ) - определяет диффузию.

i В модели использован раздельный расчетный алгоритм неяв ного вида. Расчет производных проводится с использованием значе ний в центрах ячеек.

Для оценки эффективности теплообменных труб Фильда в этой работе авторы рассчитали две следующие модели:

Модель 1 была рассчитана для трубки Фильда с соблюде нием следующих условий:

На входе в центральную трубку температура воздуха t'З = О °С и скорость wЗ = 10 м / с;

температура дымовых газов на входе внеш него кольцевого канала t1 = 1400 С, скорость wЗ = 3 м/с;

внутренний o диаметр центральной трубки dв3 = 21 мм, толщина её стенки = мм, а длина Z = 1,43 м;

наружный диаметр кольцевого канала трубки Фильда dв2 = 47 мм, толщина стенки =3 мм, внутренний диаметр наружной трубы dв1 = 106 мм, степень черноты = 0,55;

длина Z = 1,53 м. Возможное относительное движение теплоносителей в коль цевых каналах прямоточное или противоточное.

Модель Полагаем, что теплообмен в «труба в трубе» протекает при следующих исходных данных:

Нагреваемым теплоносителем является воздух, который на входе в трубу имеет температуру 0 °С и скорость 2 м/с.

Нагревающим теплоносителем являются дымовые газы, имеющие температуру 1400 °С, скорость 3 м/с.

Труба имеет внутренний диаметр 47 мм, толщину стенки мм, внутренний диаметры наружной трубки dв2 =106 мм, степень черноты = 0,55;

прямоточное или противоточное.

Возможное относительное движение теплоносителей в ка налах.

Рассмотрены два варианта длины Z = 1,53 м и Z =3,83 м.

Результаты расчета теплообмена в моделях трубы Фильда и «трубы в трубе», реализованные в программном комплексе РНОЕNICS, представлены, после обработки данных в программе Маthcad, в таблице 1.

Таблица Тепловая эффективность модели трубы Фильда в сравнении с моделью «труба в трубе»

C ( t t ) /М, L,м th,о С t,о С t оС E= c c c Наименование М, кг Cмин ( t t ) кг- с с h c Труба в трубе (ТвТ) 1,53 1400 0 885,85 0,633 5,624 0, Труба Фильда (ТФ) 1,53 1400 0 1172,92 0,838 8,187 0, Пара метрТФ/ПараметрТв 1 - - 1,324 1,324 1, Т Труба в трубе 3,83 1400 0 1172,92 0,838 14,078 0, 1 172, Труба Фильда 1,53 1400 0 0,838 8,187 0, Пара метрТФ/ПараметрТв 0,399 - - 1 1 1, Т Из таблицы 1 видно, что тепловая эффективность трубы Филь да примерно в 1,3 раза превышает эффективность устройства «тру ба в трубе» и примерно в 1,7 раза из расчета на 1 кг металла трубы.

В результате проведенного исследования и математического моделирования термохимических рекуператоров на примере трубы Фильда получена основа для совершенствования методик расчета процессов и конструктивных элементов теплообменных аппаратов.

Данные наработки и результаты могут быть применены в реальном секторе экономики для повышения энергоэффективности и эколо гичности высокотемпературных энергоустановок.

Литература 1. Nosach V.G. et al., A Method for Utilization of the Heat of Ex haust Gases of Fumaces. – USSR Author Certificate No. 1013726, publ.

23.04.83, Bull. № 15;

2. Крылов А.Н. Повышение эффективности стекловаренных пе чей на основе комплексной регенерации тепловых отходов. Автореф.

дисс. к.т.н.- М.: МЭИ, 2007. - 20 с.;

3. Турбулентные сдвиговые течение.Том 1. Пер.с. англ. Под.

Ред. А.С. Гиневского. М. Машиностроение, 1982. - 432 с.;

4. C. Philip Ross Gabe L. Tincher. “Glass Melting Technology: A Technical and Economy Assessment.” A Project of Glass Manufacturing Industry Council, U.S. Department of Energy-Industrial Technologies Pro gram, 2005.;

5. Хоанг Хак Хоанг. Исследование сложного теплообмена в трубах Фильда и их использование в энергосберегающей схеме стекловаренной установки. Автореф. дисс. к.т.н.- М.: МЭИ, 2010. - с.;

6. Егоров К.С. Повышение эффективности теплообменных ап паратов газотурбинных установок замкнутого цикла. Автореф. дисс.

к.т.н. - М.: МГТУ им. Баумана, 2007. - 20 с.;

7. Турбулентные сдвиговые течение.Том 1. Пер.с. англ. Под.

Ред. А.С. Гиневского. М. Машиностроение, 1982. - 432 с.

8. Тhe PHOENICS Reference Manual (Vesion 5.5). СНАМ ТR 200/(РIL).- 384с.

9. Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В., Овчинников Е.В. Расчет локальных параметров течения и теплообмена в каналах.-М.: МЭИ, 2001.-57 с.

В.В. Богданов, Г.Г. Угаров ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ АККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В РОССИИ Камышинский технологический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета г. Камышин, Волгоградская обл., Россия Ещё несколько десятилетий назад отмечалось, что работа электроэнергетических систем (ЭЭС) без новой структурной состав ляющей – накопителя энергии (НЭ) становится менее эффективной [1]. Это вытекало из того, что суточные графики электропотребления (рис.1) отличались высокой степенью неравномерности, что созда вало трудности для генерирующих мощностей, как с прохождением плавных провалов, так и с покрытием пиков.

мощность (МВт) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 час Рис. 1. Суточный график нагрузки в день годового максимума (28.12.2012 года) Наибольшую роль по своей технологии НЭ играют в обеспече нии качества и надёжности электроснабжения потребителей элек троэнергии [2].

Для электроэнергетики России характерны проблемы: малые объёмы ввода новых генерирующих мощностей, неблагоприятная структура генерирующих мощностей, увеличение межсистемных пе ретоков из-за отсутствия маневренных мощностей.

Применение НЭ в электроэнергетике является объективной не обходимостью. Необходимо подтвердить при этом и экономическую целесообразность, которая определяется двумя факторами: инве стиционная привлекательность и прибыльность на этапе эксплуата ции. Накопление энергии по своей сущности является внерыночным процессом. Это объясняется тем, что у аккумулирующих электро станций (АЭ) любого типа интегральная выработка электроэнергии за цикл (заряд-разряд) является отрицательный, так как расход элек троэнергии на заряд превышает её количество, отданное потребите лю при разряде. КПД НЭ разных типов колеблется от 20 до 90%, с преимущественным значением 60-75 % [2].

Другой особенностью АЭ является возможность предоставле ния энергообъединением услуг по повышению устойчивости межсис темных связей. Последнее обстоятельство является главным в во просе использования указанных электростанций в рыночных услови ях и сложным, так как расчет реальной стоимости этих услуг в на стоящее время не разработан [2].

В рыночных условиях наряду с плановой поставкой электриче ской энергии и мощности, в качестве товара используются и техноло гические (системные) услуги – регулирование частоты и напряжения, оперативное и аварийное резервирование активной мощности и др.

Литература 1. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян А.Г. Накопители энергии в электрических системах: Учеб. пособие для электроэнер гет. спец. вузов. – М.: Высш. Шк.,1989.- 159 с.: ил.

2. Синюгин В.Ю., Магрук В.Н., Родионов В.Г. Гидроаккумули рующие электростанции в современной электроэнергетике – М.:

ЭНАС, 2008.-352 с.

Связь с автором: victorbogdanov1987@mail.ru Л.Н. Бортников, Д.А. Павлов, М.М. Русаков, В.В. Смоленский ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОДА КАК АКИВАТОРА ГОРЕНИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВС С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ НА РЕЖИМАХ ПУСКА И ПРОГРЕВА Тольяттинский государственный университет г. Тольятти, Россия Финансирование: Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, ГК №П1181 от июня 2010 г. «Исследование и оптимизация рабочего процесса двигателя работающего на новом альтернативном топливе с использова нием возобновляемых источников энергии по лучаемых от электролиза воды».

Применению водорода в качестве топлива поршневых ДВС уделялось большое внимание всё время их существования. Такой интерес объясняется хорошими моторными свойствами водорода, в частности, самой большой из применяемых топлив теплотворной способностью, широкими концентрационными пределами горения, высокой диффузионной способностью, устойчивостью воспламене ния и горения. Отметим, что в настоящее время водород рассматри вается как наиболее вероятное перспективное топливо для ДВС [1].

Результаты проведенных многочисленных исследований пока зали, что использование водорода в различных типах двигателей внутреннего сгорания и в первую очередь поршневых, как наиболее распространённых, позволяет существенно увеличить их КПД и сни зить вредное влияние на окружающую среду, т.к. в составе отрабо тавших газов практически отсутствуют два из нормируемых трёх, для двигателей с искровым зажиганием, компонентов (СО - оксид угле рода и СН - продукты неполного окисления и разложения углеводо родного топлива), а окислы азота (NOX) могут быть значительно сни жены путём обеднения топливовоздушной смеси [2, 3].

Однако до настоящего времени сколь либо значимого распро странения применение водорода в качестве топлива ДВС не получи ло. Это определяется в первую очередь отсутствием дешёвых спо собов его получения в необходимых количествах и отсутствием не обходимой инфраструктуры. Отметим, что питание двигателя водо родом, в принципе, требует некоторых конструктивных изменений двигателя, определяемых малой плотностью водорода, сводящихся к увеличению литража двигателя, применению наддува воздуха или подачи водорода под высоким давлением.

В связи с этим в течение длительного времени активно иссле дуется работа ДВС при добавках водорода в бензовоздушную смесь.

Было установлено, что даже небольшие добавки водорода приводят к улучшению всех показателей ДВС и возможности существенного обеднения топливной смеси [2, 4].

Малые потребные количества водорода и определённый про гресс в методах его получения, например, в электролизерах с твер дым полимерным электролитом позволили подготовить и провести исследования возможности использования и оценки эффективности такого устройства при применении его в качестве бортового (авто номного) источника водорода на автомобиле.

Для достижения поставленной цели фирмой "Элдис", (г. Москва) был разработан и изготовлен на базе серийного образца электролизёра АС-1 автономный вариант с питанием от бортовой сети автомобиля напряжением 12-14в.

Электролизёр подключался к бортовой сети автомобиля в со ответствии со схемой рис. 1.

Рис. 1. Общая схема подачи водорода При включении зажигания 1 посредством реле 2 при наличии - опорного числа оборотов двигателя n 500 мин на электролизёр 4, при определённой температуре охлаждающей жидкости Тож, блоком питания и управления 3 подавалось напряжение. Вырабатываемый водород направлялся посредством электропневмоклапана (ЭПК) 5, управляемого блоком управления 2 или в накопительную ёмкость 6, или во впускную трубу двигателя. Для уменьшения времени выхода электролизёра на рабочий режим, блок питания и управления 2 ре гулировал напряжение, подаваемое па электролизер, до максималь но возможного(18 В).

Кроме того, блок управления контролировал частоту вращения коленчатого вала и температуру охлаждающей жидкости двигателя Таж, в соответствии с величинами которых определялся момент включения электролизёра. В частности, при пуске холодного двига теля происходила подача водорода из накопительной ёмкости, а при - прогретом двигателе и определённом п, мин - её заполнение и по дача при достижении давления РН2, измеряемого датчиком давления 6, величины равной РН2=30-50 кПа во впускную трубу ДВС.

Проведенные на автомобилях ВАЗ-210932 и ВАЗ-21102 испы тания, включая испытания по ездовым циклам ОСТ 37.054.85 и ГОСТ 41.99 (Правилам 15-04 ЕСЕ и 83-05 ЕЭК ООН), позволили получить следующие результаты.

Применение электролизёра номинальной производительностью 100 л водорода в час, включенного по прямой схеме (без блока пи тания и управления 2, рис. 1) в бортовую сеть автомобиля при испы таниях по ездовому циклу, практически не оказывает влияния на экономические и токсические показатели двигателя. Это связано не только с малой производительностью электролизёра, но, главным образом, с тем, что за время ездового цикла электролизёр не успе вает выйти на расчётный режим работы (по условию теплового со стояния). Фактически действительное количество вырабатываемого водорода при данных испытаниях составляло от 20 до 40 л/ч. Вместе с тем можно отметить, что при длительном движении в дорожных условиях, при соответствующей настройке параметров электронной системы управления, отмечалось устойчивое снижение расхода бен зина (примерно, на 5-10%). Однако это не реализуется при испыта ниях по официальной методике ездового цикла в связи с их незначи тельной длительностью (примерно 14 мин). Факт снижения расхода топлива даже при столь малых добавках водорода можно пояснить на примере анализа зависимости расхода бензина от количества добавляемого водорода, которая имеет следующий вид (1) [5 ]:

H uн G б = G бо Gн, (1) Huб где Gб - расход бензина при добавках водорода, Gбо - расход при ра боте на бензине, - зависимость безразмерного расхода топлива от коэффициента избытка воздуха, определяемая экспериментально, Huн и Huб - низшие теплотворные способности водорода и бензина, соответственно, Gн - расход водорода.

Из данного выражения (1) можно видеть, что даже при малых добавках водорода будет иметь место уменьшение расхода бензина.

При этом величина снижения Gб зависит не только от количества добавляемого водорода Gн, но от значения, характеризующего полноту сгорания бензоводородовоздушной смеси и являющегося функцией коэффициента избытка воздуха (при 0,8 - 1) [6].

Таким образом, было получено, что электролизёр производи тельностью 100 л водорода в час позволяем получить определённый положительный эффект.

С целью уменьшения времени выхода электролизёра на рабо чий режим в дальнейших испытаниях был применён специальный блок-питания и накопительная ёмкость (см. рисунок 1) предназна ченная для накопления и последующей подачи водорода при пуске и прогреве холодною двигателя. Применение блока питания электро лизера позволило значительно сократить время выхоли его на ре жим и наполнять расходную емкость водородом в течении ездового цикла. Общая комплектация и расположение элементов системы подачи водорода на автомобиле показаны на рис. 2.

Рис. 2. Схема расположения элементов системы на автомобиле 1- накопительная емкость;

2- электролизер;

3- блок управления;

4- ДВС Испытания на токсичность проводились по официальной мето дике определения токсичности по Правилам 83-05 ЕЭК ООН (Евро-3) [7]. Отметим, что система в данном случае устанавливалась на ав томобиль, укомплектованный под нормы Евро-2. т.е. имелся нейтра лизатор с управлением по обратной связи от датчика кислорода.

Результаты проведенных испытаний по оценке эффективности системы представлены на рис. 3.

Из данных рис. 3, на котором приведены результаты измерений объёмных выбросов оксида углерода (СО) и углеводородов (СН), можно видеть, что добавки водорода при пуске холодного двигателя (Тож = +20 °С) и его последующего прогрева по времени при работе на холостом ходу при оптимизации топливоподачи и угла опереже ния зажигания позволяют снизить объёмное содержание СО, при мерно в 7 раз, СН - в 2 раза по сравнению с пуском и прогревом дви гателя на бензине. При этом содержание в отработавших газах оки слов азота NOX сохраняется, примерно, на том же уровне, что явля ется следствием относительно небольшого количества добавок во дорода и высоким уровнем тепловых потерь в двигателе при его про греве.

600 500 СН 400 СН, ррm CO, % 300 200 CO 100 0 0 50 100 150 200 t, c Рис. 3. Сравнительные графики содержания токсичных компонентов в отработавших газах ДВС: - при работе на бензине,,, - при добавках водорода с различными законами топливоподачи и углами опережения зажигания.

В целом опыт применения и анализ результатов испытаний с точки зрения эффективности использования электролизёра при его работе в составе разработанной системы позволяют заключить, что в данном случае может быть применён электролизёр меньшей про изводительности, а следовательно и меньшем потреблении энергии от двигателя, что будет способствовать улучшению его показателей в целом. Это объясняется тем, что приведенные результаты получе ны при общем расходе водорода за ездовой цикл, порядка, 10-15 л, что представляет собой достаточно малую величину. Поэтому пред ставляется возможным получение того же количества водорода, как интегральной характеристики, электролизёром меньшей производи тельности. При этом меньшие размеры основного элемента системы - электролизёра будут способствовать и более компактному разме щению её на автомобиле.

Особенностью данных испытаний являлось то, что разработан ная система использовалась на автомобиле, оснащённом трёхком понентным нейтрализатором, т.е. рабочий процесс двигателя осуще ствлялся при коэффициенте избытка воздуха равном = 1. Поэтому влияние малых добавок водорода будет меньше, чем при больших значениях [2], что можно видеть из анализа приведенной выше формулы для определения расхода бензина (величина при увели чении уменьшается, причем наиболее значительно при 1,2 2,5).

Таким образом, по результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1. Применение электролизёра производительностью 100 л во дорода в час позволяет повысить среднюю экономичность двигателя с рабочим объёмом 1,5 л на 5 - 10% по расходу топлива.

2. Результаты исследований показали возможность примене ния электролизёра меньшей производительности с сохранением или улучшением достигнутых показателей Литература 1. Концепция развития горения и взрыва как области научно технического прогресса. Черноголовка: РАН, научный совет по горе нию и взрыву, институт структурной макрокинетики и проблем мате риаловедения РАН, 2001. С 116-123.

2. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова думка, 1984.

3. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирова ние, применение: Справ. изд./Д.Ю. Гамбург, Н.Ф. Дубовкин и др.;

Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. М: Химия, 1986.

4. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и ком бинированных двигателей/С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.;

Под ред.А.С. Орлина, М.Г. Круглова.-3-е изд., перераб. и доп.-М.:

Машиностроение, 1985. 456 с.

5. Бортников Л.Н. К вопросу о расчётном определении количе ства бензина и водорода при горении бензоводородовоздушных смесей // XIII симпозиум по горению и взрыву: Тезисы докладов.

Черноголовка.: Российская академия наук, 2005. С. 120.

6. Афанасьев А.Н., Бортников Л.Н., Русаков М.М. Расчётное оп ределение соотношения бензин-водород при работе ДВС на бензо водородном топливе // Прогресс транспортных средств и систем 2002: Материалы межд. Конф. Волгоград.: ВГТУ, 2002. С.112-114.

7. Русаков М.М., Павлов Д.А., Тимчук В.А. и др. Токсичность ав томобиля ВАЗ-21102 при добавке водорода на режимах пуска и про грева// Образование через науку: Тез. докладов междунар. симпо зиума. М.: МГТУ им. Баумана, 2005. С 390-391.

Связь с авторами: biktor.cm@mail.ru В.А. Виноградов МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ, РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ СИСТЕМАМИ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ЭФФЕКТОМ Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) Оренбургского государственного университета г. Орск, Россия Количество тепловой энергии, потребляемой системами ото пления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, которое яв ляется необходимым показателем для взаиморасчетов между теп лоснабжающими организациями и потребителями (управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собственниками жи лья), должно определяться по показаниям общедомовых и индиви дуальных (квартирных или у арендаторов) счетчиков тепловой энер гии и горячей воды. В то же время имеют место многочисленные обстоятельства, определяющие необходимость в моделировании расчета тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее во доснабжение здания, в том числе:

- для прогнозирования потребления тепловой энергии на ото пление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания за отопитель ный период или за часть отопительного периода;

- для расчетов потребления тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания за отопительный пе риод или за часть отопительного периода при известных (или задан ных) значениях сопротивлений теплопередаче и воздухопроницанию ограждающих конструкций здания при отсутствии подомовых счетчи ков тепловой энергии и горячей воды;

- для сравнения фактического теплопотребления здания, изме ренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических тепло технических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления;

- для распределения объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками при наличии счетчиков тепловой энер гии на ЦТП и при отсутствии подомовых систем учета.

Возможно использование жилым фондом, компаниями, аренда торами и собственниками жилья:

- при проведении энергоаудита с целью выявления причин увеличенных теплопотерь;

- при изменении тепловых нагрузок, вызванном сменой назна чения помещений, надстройкой или пристройкой к зданию, его ре конструкцией;

- для оценки в конкретных условиях эффективности энергосбе регающих мероприятий.

Особенностями метода расчета, содержащегося в моделиро вании, являются:

- детализированный в необходимой степени учет теплопотерь за счет воздухообмена с учетом инфильтрации;

- учет в тепловом балансе здания теплопоступлений от солнеч ной радиации и бытовых тепловыделений;

- учет в тепловом балансе здания теплопотребления помеще ниями общественного и технического назначения;

- возможность проведения расчетов потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания не только за отопитель ный период, но и за отдельные части отопительного периода.

- приводится методика обработки наружных климатических па раметров, необходимых для определения расчетного теплопотреб ления здания при фактических значениях наружных климатических параметров за отопительный или иной период времени.

Расчет не предназначен для зданий с системой кондициониро вания воздуха. Метод расчета количества тепловой энергии на ото пление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий пред назначен для использования теплоснабжающими организациями, управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собст венниками жилья. Метод расчета позволяет определять:

- потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий при нормативных значениях параметров наружного климата за отопительный период;

- потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий при фактических значениях параметров наружного климата за отопительный период или за от дельные части отопительного периода;

- распределение объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками;

- удельные тепловые характеристики зданий по результатам измерений теплосчетчиком;

- лимиты требуемой тепловой энергии на отопление, вентиля цию и горячее водоснабжение жилых зданий.

В модели расчета учтены разделение жилища на категории по уровню комфорта, изложенное в МГСН 3.01-01 «Жилые здания», нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий, приведенные в стандарте АВОК-1-2004 «Здания жилые и общест венные. Нормы воздухообмена», а также методика расчета удельно го теплопотребления на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период, включая встроенно-пристроенные помещения общественного назначения, изложена в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Связь с автором: skrimger@mail.ru С.В. Дицель, Н.Д. Калугин ПРИМЕР ПРОФИЛИРОВАНИЯ СПИРАЛЬНОЙ КАМЕРЫ, ОСОБЕННОСТЕЙ РАСЧЕТА РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА С УЧЕТОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СЕТЯХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) Оренбургского государственного университета г. Орск, Россия Применим графический способ профилирования спиральной камеры центробежного насоса, приведенной на рисунке 1.

Рис. 1. Схема спиральной камеры центробежного насоса Из условия минимума потерь в улитке среднюю скорость в се чении принимаем постоянной по длине улитки и равной:

а = (0,7...0,8 ) С 2 = 0,8 10,33 = 8,3(м с ).

Площадь на входе в диффузор (сечение а – а) с учетом неиз бежной циркуляции жидкости в улитке:

() 1,05 Q 1,05 1, Fа = F=360o = = = 0,14 м 2.

а 8, Угол расположения языка из условия снижения шума я = 30 o... 45 o.

Площадь на выходе из диффузора:

dк 3,14 0, () Fк = = = 0, 08 м2.

4 Промежуточные значения площади улитки по углу разворота находим графическим способом.

Рис. 2. Графический способ определения площади спиральной камеры Высоту улитки h определяем по принятой форме площади по перечного сечения. Рекомендуется для использования трапеции дальная форма с = 20o...40o = 30o ;

r = 5...10 ( мм ) ;

b3 = (1, 2...1, 4 ) 2 b2 = 1, 2 2 0, 051 = 0,1224 ( м).

Для определения высоты h, форма улитки упрощается до простой трапеции, при известной площади получим:

b3 + b3 + 4 tgF360o 0,122 + 0,122 2 + 4 tg30o 0, = 0, 4 ( м ), h360o = = 2 tg 2 tg30o b3 + b + 4 tgF270o 0,122 + 0,1222 + 4 tg30o 0, = 0, 32 ( м), h270o = = 2 tg 2 tg30o b3 + b3 + 4 tgF180o 0,122 + 0,1222 + 4 tg30o 0, = 0, 25 (м ), h180o = = 2 tg 2 tg30o b3 + b3 + 4 tgF90o 0,122 + 0,1222 + 4 tg30o 0, = 0,16 (м).

h90o = = 2 tg 2 tg30o Определение допустимой высоты всасывания.

Для предотвращения опасности возникновения кавитации при монтаже насоса необходимо обеспечить выполнение условия:

Zвс Zвс доп доп расчетная формула для определения hвс :

Ратм Рн п 1 + н 0 d1 hвс 2 hвс = к доп, g 2g g где Ратм = 100 (кПа ) - атмосферное давление;


Рн = 4, 95 ( кПа) - дав ление насыщенных паров жидкости при температуре t = 30o С ;

пк = 1,1...1, 2 = 1,11 - коэффициент неравномерности абсолютной ско рости;

к = 0, 3...0, 4 = 0, 3 - коэффициент кавитации;

= 1, 3 - коэффи циент запаса.

100 4, 95 1,1 2, 32 + 0, 3 2, 842 0, 344 1, = 9, 4 ( м ).

hвс = 1, 3 доп 2 9, 9, 81 9, Мощность на валу насоса также принимаем с определенным запасом:

gHQ 1000 9, 81 22, 4 1, = 312 ( кВт ) Nв = = 1000 1000 0, = ( 0, 85...0, 9 ) Г = 0, 9 0, 9 = 0, Nдв = (1,1...1, 5) Nв = 1, 25 312 = 390 ( кВт ) Для проектирования насосов с двусторонним подводом воды можно использовать приведенные выше рекомендации. Однако, нельзя не отметить определенные преимущества данной конструк ции. Двустороннее рабочее колесо в силу симметрии разгружено от осевого усилия. Подвод насоса полуспирального типа, отвод спи ральный. Разъем корпуса насоса продольный (горизонтальный), причем нагнетательный и всасывающий трубопроводы подключены к нижней части корпуса. Это обеспечивает возможность вскрытия, ос мотра, ремонта, замены отдельных деталей и всего ротора без де монтажа трубопроводов и отсоединения электродвигателя. Ради альная нагрузка ротора воспринимается подшипниками скольжения Связь с автором: anufrienkoo@mail.ru В.А. Карлов АНАЛИЗ ПЯТИПЛЕЧИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КРЕСТООБРАЗНОГО АНАЛИЗАТОРА КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара г. Днепропетровск, Украина В статье рассматриваются свойства пятиплечих измерительных преобразователей анализатора комплексного коэффициента отра жения, собранного на основе волноводного Е-плоскостного кресто образного делителя мощности [1]. На рис. 1 приведена структурная схема измерительного преобразователя, собранного на основе Е креста 5 с плечами 1,2,3,4. Е-плоскостной крест включен в измери тельные каналы направленных детекторов (ДН) от скалярного реф лектометра Р2-65. Сечение волновода 7,2 х 3,4 мм.

Рис. 1. Структурная схема измерительного преобразователя 1-4 – плечи E-креста;

5 – Е-крест;

6 – генератор Г4-141;

7 – вентиль;

8 – ДН от Р2-68;

9 – нагрузка;

10 – ИМ Pi Как видно из рис. 1, в индикаторах мощности Р1,Р2,Р3,Р4, к ко торые настроены на выходные волны из соответствующих плеч д де лителя, происходит векторное суммирование опорной волны генер рной генера тора и исследуемой волны, отраженной от неоднородности нагрузки 9. На рис. 2 показаны зависимости показаний ИМ от фазы коэфф коэффи циента отражения (КО) в режиме стоячей волны между исследуемой нагрузкой 9 и неоднородностью Е-креста.

Рис. 2. Зависимости показаний ИМ преобразователя в режиме стоячей волны на частоте 38 ГГц Из рис. 2 видна строгая последовательность Р4- -Р1-Р2-Р3 рас положения узлов показаний ИМ, которая сохраняется во всей пол поло се частот одномодового режима работы прямоугольног волновода.

прямоугольного Это соответствует геометрической модели ИП (рис. 3), построенной на комплексной плоскости смещенного КО G.

Как видно из рис. 3, на основе крестообразного делителя мо мощ ности можно реализовать несколько вариантов 5-плечих ИП.

плечих Как видно из рис. 3б, при малых коэффициентах отражения из мерение фазы КО становится ”устойчивым” при любых ее значениях стойчивым” значениях.

Поскольку линия, которая соединяет центры Q1 и Q4 не пер пере секает окружность |Г|=1, то 5-плечий преобразователь с индикатор плечий индикатора ми Р1-Р4 позволяет однозначно измерить комплексный КО от па змерить пас сивных нагрузок. Динамические диапазоны ИМ Р1 и Р4 соответс соответст венно не менее для DP1 – 9 dB и для DP4 – 7 dB.

Линии, которые соединяют центры Q1 и Q3, а так же Q2 и Q Q4, проходят почти через центр комплексной плоскости Г. Поэтому 5 плечии преобразователи с индикаторами Р1-Р3 и Р2-Р4 не позвол Р4 позволя ют однозначно измерять комплексный КО от пассивных нагрузок.

сивных а) б) Рис. 3. Геометрические модели ИП при |Г|=1 (a) и при |Г|=0,2 (б) Линии, которые соединяют центр Q2 с Q3 и Q2 с Q1 пересекают окружность |Г|=1. Поэтому 5-плечии преобразователи с ИМ Р Р2-Р3 и Р2-Р1 имеют области неоднозначного нахождения комплексно КО.

Р1 комплексного На рис. 4 показаны максимальные значения модуля КО, которые ддо пускают однозначное измерение комплексного КО в полосе частот.

Рис. 4. Кривые однозначного максимального нахождения комплексного КО для 5-плечников с ИМ Р2-Р3 и Р Р2-Р С использованием параметров области неоднозначности 5-плечников можно откорректировать многие характеристики СВЧ плечников СВЧ устройств, которые входят в измерительный преобразователь.

Рис. 5. Графический интерфейс для анализа области за неоднозначности 5-плечника Р2-Р3 на частоте 38 ГГц Р На рис. 5 показан графический интерфейс для анализа области неоднозначного измерения комплексного КО.

Как видно из рис. 5, в фазовом секторе 58 градусов при |Г|= наблюдается область неоднозначного нахождения комплексного КО на частоте 38 ГГц. Этот сектор уменьшается до 16 градусов на час тоте 24 ГГц.

Полученные результаты могут быть использованы при разра ботке крестообразных анализаторов комплексного коэффициента отражения миллиметрового диапазона длин волн.

Литература 1. Барташевский Е.Л., Карлов В.А.. Векторный СВЧ рефлектометр на основе четырехплечего делителя мощности // Электронная техника. Сер. 1, Электроника СВЧ. – 1989. – Вып.

1(415). – С. 38-44.

Ш.М. Кобдикова, А.Б. Богуспаев ОРГАНИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ В РГП «АКТАУСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ МОРСКОЙ ТОРГОВЫЙ ПОРТ»

Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева г. Алматы, Казахстан Функции морских портовых властей возложены на службу капи тана Порта, которая обеспечивает безопасность мореплавания на акватории Порта, устанавливает порядок захода и выхода судов из Порта, осуществляет в установленном порядке регулирование дви жения судов в пределах акватории порта Республиканского государ ственного предприятия «Актауского международного морского торго вого порта» (РГП «АММТП»).

Порт открыт для захода всех судов круглый год. Обязательно использование буксира при швартовых операциях и перестановки судна от причала к причалу.

РГП «АММТП» принимает суда длиной не более 150 метров и шириной до 20 метров, осадка которых не должна превышать 6, метров.

Количество одновременно обрабатываемых судов – 9.

Грузовые операции осуществляются на 2-х грузовых районах – сухогрузном и нефтеналивном в соответствии с их специализацией.

Находящие в порту причалы представлены в таблице 1.

Таблица Назначение причалов порта «Актау»

Номера Длина Осадка Назначение Генеральный груз/контейнеры 1 150м 4,6м Генеральный груз/контейнеры 2 150м 4,6м Генеральный груз/руда 3 100м 4,6м Нефтяной причал 4 192м 7,0м 192 м Нефтяной причал 5 7,0м Многоцелевое назначение – погрузка зерна, тяжеловесов и швартовка па 6 150м 4,6м рома типа «Ро-Ро»

Потровый флот 7 70м 4,0м Паромный причал 8 140м 5,3м Нефтяной причал 9 150м 5,3м Нефтяной причал 10 150м 7,0м Стоящийся нефтяной причал 11 120м Маломерные суда 12 80м 4,0м Портовый флот выглядит следующим образом:

т/х «Батыр» - портовый буксир кантовщик – 2720 л.с.;

т/х «Женис – портовый буксир кантовшик» - 1700 л.с.;

т/х «Радуга» - сборщик льяльных и фекальных вод;

т/х «НМС-205А» – нефтемусоросборщик;

Экологическое оборудование для ликвидации пролива неф ти.

Порт Актау открыт для захода судов круглый год. Рабочим вре менем в РГП «АММТП» считается время с 08-00 до 17-00 часов ме стного времени, кроме воскресных и праздничных дней, установлен ных законодательством Республики Казахстан. Порт осуществляет работы и услуги круглосуточно.

РГП «АММТП» в пределах отведенной ему территории, аквато рии и на рейде, осуществляет на основании договоров (соглашений) с Судовладельцами или Агентами судовладельцев, Грузовладель цами или Экспедиторами грузовладельцев, Фрахтователями и дру гими Клиентами услуги, включающие:

погрузку, разгрузку (включая штивку), сепарирование, креп ление, раскрепление груза, сухую зачистку грузовых помещений по сле выгрузки судов с осадкой, объявленной Портом;

транспортно-экспедиторское обслуживание;

складские операции с грузами;

перевалку на морской транспорт грузов с других видов транспорта и обратно;

обработку судов с продовольственными грузами и грузами, требующими хранения в специализированных складах, «прямым вариантом» (судно-вагон;

судно-автомашина;

судно-судно и обрат но), без хранения на складе РГП «АММТП» (рис. 1);

Рис. 1. Схема погрузочно-разгрузочных работ и транспортировка грузов в порту.

изготовление коносаментов, манифестов, оформление гр гру зовых и других транспортных документов на погруже погружен ный/выгруженный груз;

швартовые операции;

оформление свободной практики судов.

Для выполнения указанных операций РГП «АММТП» использ использу ет специализированные комплексы, терминалы, универсальные прпри чалы общего назначения, с крытыми складами и грузовыми площа площад ками.

В акватории порта судам оказываются следующие услуги:

по снабжению пресной водой;

по приему льяльных, хозфекальных вод, мусора;

предоставляет судно- буксировщик для производства шва швар товных операций.

В рамках осуществления международных и внутренних перев перево зок РГП «АММТП» осуществляет работы и услуги по дополнител ок дополнитель ным заявкам:

предоставление отстойных причалов для судов;

предоставление судам мусорных контейнеров;

сухую зачистку грузовых помещений судов;

энергоснабжение судов;

маркировка и перемаркировка груза;

прочие работы и услуги, обусловленные договорами (согл (согла шениями), включая расчеты по диспачу и демерреджу.

За все услуги, оказываемые РГП «АММТП», взимается плата в соответствии с действующими договорами и тарифами.

Все перевозки – международные или внутренние осуществля ются на основании документов, сопровождаемых груз клиента [1].

Порядок подачи, обработки и обслуживания судов в порту вы полняется следующим образом:

1. Очерёдность постановки судов к причалу и их обработка, а также порядок приёма в Порт других транспортных средств, опреде ляется исключительно с учётом поданных заявок.

2. За десять суток до начала планируемого месяца, в порт по ступает график подачи судов под погрузку от грузовладельца с ука занием:

наименования судна;

даты подачи судна;

наименования и количество груза.

3. О предстоящем прибытии заявленного судна в порт, капитан судна или фрахтователь, грузовладелец или его экспедитор, обяза ны предоставить информацию в порт за 5 суток и уточнённую за 72, 24 и 4 часа, до ожидаемого времени прихода судна в порт с указани ем:

судовладельца и фрахтователя судна на данный судозаход;

уточнённого времени прибытия к приёмному бую;

наибольшие размеры судна согласно мерительного свиде тельства;

осадки судна на приход и предварительную осадку на отход;

количества и размещения грузовых люков;

наличие грузоподъёмных средств (их количества, располо жения, грузоподъёмности, вылета стрелы за борт);

каргоплана;

полной информации о наличии грузовых документов;

наличие на борту тяжеловесных грузов. с указанием веса та ких грузов и их расположение на судне;

потребность в топливе, воде, других видах снабжения, услу гах, а также отсутствия санитарных и других ограничений, препятст вующих готовности судна к обработке и другой информации о судне и грузе, в том числе опасном, обеспечивающей нормальную обра ботку судна в Порту.

4. РГП «АММТП», в каждом конкретном случае, подтверждает приём судна под обработку, с указанием позиции, в которой порт обязуется поставить судно под обработку.

5. В случае подачи заявки на подход судна под обработку с опозданием, или прибытия судна без подтверждения в порт, то судно ставится под обработку в соответствии с очерёдностью, с момента принятия нотиса о готовности судна к грузовым операциям [2].

6. О задержках в пути, вызвавших опоздание судна против со гласованных с РГП «АММТП» сроков предполагаемого прибытия, капитан судна обязан немедленно известить порт через агента [2].

7. Порт подтверждает получение информации, определяет предполагаемую дату постановки судна к причалу и сообщает капи тану судна причал швартовки или место якорной стоянки судна на рейде [2].

Объем обработанных сухих и нефтеналивных грузов за по следние 3 года представлены в таблице 2.

Таблица Объем обработанных грузов портом Актау Годы Наименование гру зов 2010 2011 Нефть 9565900 т 8032000 т 5173000 т Металл 1950300 т 2014000 т 952000 т Зерно 405600 т 303000 т 460000 т Другие грузы 285200 т 322000 т 255000 т Паромные грузы 607400 т 1433000 т 595000 т Обработано судов 2085 2098 За 2012 год объем перевозки сухих грузов на 300 тысяч больше запланированного – 3,3 млн. т. Среди традиционно отгружаемого товара заметное лидерство сохраняет зерно – около 500 тысяч тонн.

В то же время объемы погрузки металлопродукции снизились до 1, тысяч тонн. Других видов грузов перевезено свыше 250 тысяч тонн.

В 2013 году порт Актау планирует сохранить эти объемы [3].

В перспективе увеличение мощностей РГП «АММТП» с 15, млн. т. до 21 млн. т. Увеличение мощностей можно добиться за счет расширения порта в северном направлении и используя новые тех нические средства и технологии.

Литература 1. web сайт www.portaktau.kz 2. Свод обычаев «Актауского международного морского торго вого порта»: Актау, 2007.

3. Транспортная стратегия Республики Казахстан до 2015 года.

Астана, 2006 г. – с.14.

Связь с автором: shamsi_kobdik@mail.ru А.А. Костоглотов, С.В. Лазаренко, И.В. Пугачев, А.В. Чеботарев СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ НА ОСНОВЕ ОБЪЕДИНЕННОГО ПРИНЦИПА МАКСИМУМА Ростовский технологический институт сервиса и туризма (филиал) ЮРГУЭС г. Ростов – на – Дону, Россия Введение. Системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) получили широкое распространение в связи с развитием радиотех ники и электросвязи. Их проектирование часто сводится к выбору такой системы и ее параметров, чтобы она наилучшим образом удовлетворяла предъявляемым требованиям. Широкое распростра нение получили отличающиеся хорошими фильтрующими свойства ми системы ФАПЧ, которые описываются нелинейными дифферен циальными уравнениями второго и более высоких порядков. При их построении основное внимание уделяют решению проблемы опре деления условий устойчивости требуемого режима, а также качест венных характеристик процесса его установления. Известно боль шое число методов, обеспечивающих решение такой задачи синтеза, реализующих, как правило, рациональное, но не оптимальное реше ние. [1 - 3] Необходимо отметить, что использование методов теории оп тимизации не получило широкого распространения. Это связано с отсутствием в теории оптимального управления общего подхода, который позволяет решить задачу синтеза, когда объект описывает ся нелинейной математической моделью или движение происходит с относительно большими отклонениями от программной траектории.

Проведенные исследования показывают, что задачу синтеза опти мальной системы ФАПЧ целесообразно решать с использованием объединенного принципа максимума. Его применение позволяет по лучить оптимальные, конструктивные, достаточно просто реализуе мые на практике решения [4].

1. Задача Фуллера о подавлении шума в радиотехнических системах. Для системы && = U.

(1) в 1960 г. на I конгрессе ИФАК в Москве А.Т. Фуллером представлено оптимальное по критерию t 11 J= dt min 2t решение задачи синтеза [2, 4] k && && = U sign, (2) 2U где - сдвиг фаз, U - допустимое значение управляющей функ ции, k 0.4446 - константа. Однако использование такой процедуры в случае нелинейной математической модели не представляется возможным.

2. Нелинейные системы ФАПЧ. Известен вариант системы ФАПЧ с однозвенным RC – фильтром [2] && = 2 F ( ), & (3) где = (R,C,E) - параметр, зависящий от наибольшего значения сигнала ошибки - E, сопротивления - R и емкости C;

F ( ) - периоди ческая функция, = ( 0,,E ) - параметр, зависящий от частоты автоколебаний подстрочного генератора - 0, частоты сигнала и наибольшего значения сигнала ошибки.

Структура (3) не является оптимальной и определяется рацио нальным техническим решением. Поскольку использование методов классической теории оптимального управления для построения кор ректирующей петли авторегулирования является затруднительным, то синтез системы ФАПЧ в этом случае сводится к поиску парамет ров, при которых ее характеристики будут наилучшими.

2. Синтез оптимальной системы ФАПЧ на основе объединенно го принципа максимума. Задача синтеза корректирующей цепи ста вится как задача оптимального управления. Требуется найти управ ляющую функцию U (, ) G, обеспечивающую перемещение ди & U намической системы && = 2 F ( ) + U, & (4) из начальной произвольной точки фазового пространства ( ) ( t 0 ), ( t 0 ) в конечную ( 0, 0 ), такую, что & t 11 J= dt min. (5) 2t Применение объединенного принципа максимума позволяет получить следующую структуру петли авторегулирования [4] D&& jj && = - 2& - F ( j) + -1 U sign - - j, j j (6) L j + где 1 - неопределенный множитель Лагранжа, U = 5, L - констан та, зависящая от формы линии переключения, - константа, опре деляющая сдвиг линий переключения в фазовом пространстве, D константа, определяющая диаметр эллипса в фазовом пространст ве.

Оценка эффективности проведена на основе математического моделирования, при этом принято: 1 = 1, L = 4, = 0.001, D = 1, 2 = 0.5, = 0.001, F ( ) = 0.02 sin, ( 0 ) = 10, ( 0) = 5 ;

все величи & ны приведены в безразмерных единицах.

Рис. 1. Динамика фазы На рисунке 1 представлены результаты, где цифрами обозна чено: 1 – решение А. Фуллера;

2 –ФАПЧ с корректирующей цепью, синтезированной на основе объединенного принципа максимума;

3 ФАПЧ с однозвенным RC – фильтром.

Выводы. Применение объединенного принципа максимума - позволяет увеличить быстродействие в сравнении с ФАПЧ с однозвенным RC – фильтром;

- в отличие от процедуры А. Фуллера обеспечивает синтез кор ректирующей петли авторегулирования для нелинейных систем ФАПЧ. При этом необходимо отметить, что на основе использования классических методов теории оптимального управления решения такой задачи получены только для частных случаев;

- обеспечивает уменьшение вычислительных затрат в сравне нии с принципом максимума Л.С. Понтрягина, так как не требуется решения сложной двухточечной краевой задачи.

Литература 1. Шахдильян В.В., Ляховский А.А. Системы фазовой автопод стройки частоты. М.: «Связь», 1972. 447 с.

2. Мартынов Б.А. Теория колебаний. Математические модели динамических систем: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002.

56 с.

3. Гейко Г.В., Червоный С.И. Об управлении системой фазовой автоподстройкой частоты // Системи обробки iнформацii, 2010. №9.

С. 120 – 123.

4. Костоглотов А.А., Костоглотов А.И., Лазаренко С.В. Объеди ненный принцип максимума в информационных технологиях анализа и синтеза: Монография. Ростов – на – Дону: Изд-во РАСЮРГУЭС, 2010. 165 с.

Связь с автором: Bakut_8536@mail.ru Ю.В. Лебедева, Н.Ю. Шевченко, А.Г. Сошинов ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Камышинский технологический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета г. Камышин, Волгоградская обл., Россия Можно выделить отечественные и зарубежные подходы разви тия воздушных линий электропередач [1].



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.