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:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

МИКС-2013

Сборник трудов

Межвузовской итоговой конференции студентов

Иркутск 2013

УДК 378(061)

ББК 74.58я43

М 59

МИКС-2013:

М 59 Сборник трудов Межвузовской итоговой конференции студентов. –

Иркутск : ИрГУПС, 2013. – 330 с.

ISBN 978-5-98710-239-8

В сборник трудов Межвузовской итоговой конференции студентов «МИКС 2013», проводимой Иркутским государственным университетом путей сообще ния, включены работы студентов вузов города Иркутска. Настоящий сборник издан с целью популяризации результатов научно-исследовательской работы студентов, может быть полезен студентам различных специальностей, а также их научным руководителям.

УДК 378(061) ББК 74.58я © Коллектив авторов, © Иркутский государственный университет путей сообщения, ISBN 978-5-98710-239- С е к ц и я 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ П.А. Апанович Научный руководитель – доцент Е.Ю. Пузина Иркутский государственный университет путей сообщения ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Ежегодное потребление электроэнергии в России находится на уровне 900–1000 млрд кВт·ч, при этом общие потери электроэнергии в распреде лительных трансформаторах оцениваются в 7,5 млрд кВт·ч и примерно 50 % – это потери в магнитопроводах трансформаторов. Наиболее пер спективный путь снижения затрат на производство и эксплуатацию сило вых распределительных трансформаторов – применение магнитопроводов из аморфных сплавов. При этом обеспечивается снижение потерь холо стого хода в трансформаторах на 75 % по сравнению с традиционными магнитопроводами из электротехнической стали.

Применение трансформаторов с аморфной сталью, обеспечивающих повышение КПД распределительных трансформаторов примерно на 1 %, позволит снизить потери в электрических сетях и дать в целом по России экономию электрической мощности не менее 2 ГВт.

За счет особых свойств этих сплавов обеспечиваются низкие потери холостого хода (Рхх) в «аморфных» трансформаторах. Аморфные сплавы отличаются беспорядочной, некристаллической структурой, их удается получить при очень быстром охлаждении расплавов металлов. В этом слу чае атомы не успевают образовать кристаллическую решетку и вынуждены оставаться на месте, формируя аморфное (стеклообразное) состояние. Не случайно аморфную сталь изначально называли «metglass» – «металличе ским стеклом».





Магнитопроводы из аморфных сплавов имеют значительно меньшие удельные магнитные потери по сравнению с аналогами из электротехниче ской стали, обладают высокой магнитной проницаемостью и индукцией насыщения на высоких частотах.

В магнитопроводе из обычной электротехнической стали потери хо лостого хода (энергия, уходящая на перемагничивание) равны 0,8–1, Вт/кг, из аморфного сплава – порядка 0,2–0,25 Вт/кг.

Оценим потери в силовых трансформаторах подстанции, работающих круглый год.

Например:

Максимальная нагрузка подстанции ;

;

расчетное время Полная максимальная нагрузка подстанции:

.

Время потерь определяем по формуле:

;

.

Номинальные потери в каждом трансформаторе:

1) нагрузочные в обмотках ;

2) холостого хода (в стали) Годовые потери рассчитываем по формуле:

;

1,55·8760+10,8·, где номинальная мощность трансформатора.

Общее количество электроэнергии, переданное трансформатору за год:

кВт·ч.

В транcформаторе АМТГ-1000/10/0,4 потери холостого хода на 75 % меньше.

.

Тогда годовые потери будут равны:

;

=0,3875·8760+10,8 ·.

Разница между годовыми потерями в первом и втором трансформато рах является сэкономленной энергией:

.

Стоимость сэкономленной энергии за год на примере промышленной сети:

, где 1,6 – стоимость электроэнергии за кВт·ч.

Стоимость трансформатора ТМГ-1000/10/0,4 – 465500 руб., а АТМГ 1000/10/0,4 – 558600 руб.

Разделим разность стоимостей трансформаторов на стоимость сэко номленной энергии, чтобы найти время, в течение которого АТМГ за счет только сэкономленной энергии окупит свою повышенную стоимость:

Вывод: по проведенным расчетам видно, что трансформатор с аморфным сердечником АТМГ-1000/10/0,4 окупит свою завышенную сто имость только за счет сэкономленной энергии через 5,7 лет. При этом сто ит заметить, что чем выше стоимость электроэнергии за кВт·ч, тем быстрее окупится более высокая стоимость трансформатора с аморфным сердечни ком. При тарифе 3 руб./кВт·ч трансформатор окупится уже через 3 года.

В рамках курсового проекта при проектировании транзитной тяговой подстанции 2 х 27,5 кВ в качестве трансформатора собственных нужд с целью экономии электроэнергии мною был применен трансформатор с аморфным сердечником АТМГ-160/27,5-74 У1. Данный трансформатор с аморфным сердечником позволит сэкономить 2891 кВт·ч энергии в год.

В результате проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что применение трансформаторов с аморфным сердечником позволит сущест венно снизить потери электроэнергии в электрических сетях железных до рог.

Библиографический список 1. Караев Р.И., Волобринский С.Д. Электрические сети и энергосистемы. – М. : Транс порт, 1988.

2. Компания ЗАО «Трансформер». http://www.hitechgp.ru.

3. Компания ЗАО «Энерготерритория». http://energyland.info.

А.В. Белоголов, К.К. Каргин Научный руководитель – доцент Л.В. Макотрина Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА Значительное увеличение потребления человечеством нефтепродук тов, наблюдающееся с середины XX века, привело к глобализации в со временном обществе экологической проблемы, связанной с загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.

В настоящее время около 40 % объема мирового потребления первич ной энергии приходится на нефть. В Мировой океан из различных источ ников ежегодно поступает более 10 миллионов тонн нефти и продуктов ее переработки. Количество углеводородов, поступающих в водную среду из антропогенных источников в виде нефтепродуктов, приблизительно соот ветствует количеству углеводородов, продуцируемых путем фотосинтеза во всем Мировом океане. Этот факт свидетельствует о глобальном нару шении равновесия в экосистеме гидросферы Земли.

Попавшая в водную среду нефть довольно быстро растекается по по верхности, образуя тонкую пленку. Так, в условиях штиля при разливе од ной тонны сырой нефти в течение 10 минут она растекается пятном пло щадью 2000–7000 м2 при средней толщине слоя около 100 мкм и макси мальной толщине до 10 мм. Впоследствии одна тонна нефти покрывает ак ваторию площадью от 2,6 до 12 км2, при этом толщина нефтяной пленки не превышает 1 мм.

На сегодняшний день существует целый ряд методов и средств лик видации аварийных разливов нефти на поверхности воды. Однако, как правило, эффективность и целесообразность их применения сильно зави сит от интервала времени, прошедшего с момента первого контакта нефти с водой. Основное требование к методу удаления нефтяной пленки с по верхности водоема – это мобильность и быстрота применения. Сущест вующие методы ликвидации разливов нефти на поверхности водных сред можно подразделить на механические, химические и биологические. Ме ханические методы: локализация нефтяного пятна с помощью боновых ог раждений, сбор нефти вручную, специализированные механические уст ройства, скиммеры. Широкое распространение находит метод использова ния сорбентов – легких веществ, которые, плавая на поверхности воды, впитывают в себя нефть. В качестве сорбентов используют опилки, соло му, пенопласт, пластик. Механические методы, как правило, являются до вольно трудоемкими. Помимо механических методов борьбы с нефтяным загрязнением водной среды широко применяются также химические мето ды – внесение в слой нефтяной пленки химических реагентов, которые за счет химических реакций разрушают углеводороды нефти. Эффективность применения химических средств оказывается недостаточно высокой из-за трудности распыления химических реагентов над поверхностью нефтяных разливов в оптимальных количествах и пропорциях.

Среди методов очистки воды от нефти самую большую роль играет биологический метод, основанный на использовании специальных микро организмов, питающихся нефтью и разрушающих ее. В настоящее время известно более тысячи микроорганизмов, способных перерабатывать угле водороды различных классов. Наиболее продуктивные из них – культуры дрожжей рода Candida, для которых источником углеводородов служат па рафины нефти. Вместе с этой культурой дрожжей в мексиканском заливе применялся вирус под названием «Синти».

Метод механической очистки, основанный на использовании овечьей шерсти, был разработан итальянскими учеными. Дело в том, что этот при родный материал обладает замечательными впитывающими свойствами.

Согласно экспериментам, 10 тонн шерсти могут извлечь из воды более 1000 тонн нефти.

Были проведены многочисленные эксперименты, и результаты оказа лись весьма и весьма достойными: грубая шерсть самых дешевых сортов с волокнами толщиной от 25 до 40 микрон может впитать мазута в десять раз больше собственного веса. Затем шерсть можно очистить, после чего она готова к повторному использованию – до десяти раз, пока не потеряет свои впитывающие свойства.

Следующий метод был разработан российскими ученными. Впервые в мире удалось создать относительно недорогой в эксплуатации мощный электроионизационный С02-лазер, работающий на потоке атмосферного воздуха. Лазерное излучение обладает целым рядом уникальных физиче ских свойств, использование которых открывает замечательные техноло гические перспективы.

Механизм метода лазерной очистки заключается в следующем. Ла зерное излучение с длиной волны 10,6 мкм сильнее всего поглощается тонким слоем воды, который непосредственно примыкает к нефтяной пленке, поэтому вода в этом слое быстро нагревается и переходит в ус тойчивое состояние. Происходит парообразующий взрыв перегретой во ды, и разрывается ее тепловой контакт с нефтью, который препятствует горению нефтяной пленки в обычных условиях. Капли нефти подбрасыва ются вверх, на высоту 30–40 см, смешиваются с атмосферным воздухом и образуют горючую смесь, которая самовоспламеняется, то есть капли нефтяного загрязнения сгорают в воздухе. Таким способом можно эффек тивно и быстро удалять нефтесодержащие пленки практически любого со става и толщины. Причем со значительных расстояний – например, с берега.

Лазерный способ очистки может быть с успехом использован на за вершающей стадии обработки поверхности нефтяного разлива после при менения механического или химического способов сбора толстых пленок.

Библиографический список 1. http://news.nationalgeographic.com.

2. http://www.csmonitor.com.

3. Lawrence Berkeley National Lab. http://www.lbl.gov.

4. http://ru.wikipedia.org.

Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами : пер. с 5.

англ. – М. : Транспорт, 1989.

6. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М. : ФАИР-ПРЕСС, 2003.

А.В. Будникова Научный руководитель – доцент И.А. Чубарова Иркутский государственный университет путей сообщения ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИГОРОДНЫХ ПЕРЕВОЗОК НА УЧАСТКЕ ВСЖД Железнодорожный транспорт является одним из популярных и дос тупных средств передвижения, как для жителей всей России, так и для от дельных регионов. Для Иркутской области железнодорожный транспорт является самым востребованным и доступным видом транспорта для дос тавки на работу, с работы. Кроме того, школьники и учащиеся пользуются услугами железнодорожного транспорта для посещения учебных заведе ний.

Иркутская область занимает площадь 767,9 тыс. кв. км. По итогам Всероссийской переписи населения 2010 года общая численность постоянного населения Иркутской области на начало 2011 года составила 2427,9 тыс. человек. Из них 600 тыс. человек проживает в Иркутске, 233 человек – в Ангарске и 9300 человек – в Мегете.

За период с 1 мая по 31 декабря на территории Иркутской области перевезено 10,7 млн пассажиров. Ежедневно услугами пригородных перевозок на участке Иркутск-Пассажирский – Ангарск пользуются около 1500 человек.

Перевозка пассажиров между городами Ангарск и Иркутск осуществляется как на железнодорожном транспорте, так и на автомобильном. Доля междугородних перевозок автомобильным транспортом составляет 28 % в общем количестве перевозки пассажиров.

На долю пригородного железнодорожного транспорта приходится 72 %.

Организацию пригородных перевозок на территории Иркутской области и Республики Бурятия осуществляет ОАО «Байкальская пригородная пассажирская компания». Основными направлениями деятельности Общества являются организация перевозочной деятельности в пригородном сообщении железнодорожным подвижным составом, оказание агентских услуг по оформлению проездных документов в вагоны поездов дальнего следования, а также предоставление в субаренду подвижного состава. Основными задачами Общества являются увеличение спроса на пригородные железнодорожные перевозки, а также обеспечение безубыточной работы за счет роста доходов от перевозки пассажиров и оптимизации расходов компании.

Пассажирооборот в пригородном сообщении за 2011 год в границах Восточно-Сибирской железной дороги по Иркутской области и Республике Бурятия составил 493,9 млн пасс.-км при плане 505,7 млн пасс.-км, выпол нение 97,7 %. За 2011 год перевезено 11410,0 тыс. чел. при плане 12273, тыс. чел., выполнение плана 92,9 %, в том числе:

· платных пассажиров – 7746,9 тыс. пасс. при плане 8436,5 тыс. пасс;

· федеральных льготников – 792 тыс. пасс. при плане 764,2 тыс. пасс.;

· региональных льготников – 1079,0 тыс. пасс. при плане 1053,5 тыс.

пасс.;

· железнодорожников – 998 тыс. пасс. при плане 1131,7 тыс. пасс.;

· учащихся – 794,0 тыс. пасс. при плане 887,8 тыс. пасс.

Количество перевезенных пассажиров за 2010–2012 годы представ лено на рис. 1–3.

Рис. 1. Перевезенные пассажиры за 2010 год Рис. 2. Перевезенные пассажиры за 2011 год Рис. 3. Перевезенные пассажиры за 10 месяцев 2012 года По динамике перевозки пассажиров в пригородном железнодорожном транспорте за период январь – октябрь 2010–2012 гг. можно сделать выводы:

1. Количество перевезенных пассажиров ежегодно уменьшается. Так, в 2011 году по сравнению с 2010 годом общее число пассажиров снизилось на 3664 человека (0,3 %), в 2012 году по сравнению с 2011 годом – на 86562 человека (7,85 %).

2. Число учащихся, перевезенных в электропоездах в 2011 году, уве личилось на 2427 человек (+1,28 %), а в 2012 году снизилось на 32451 че ловек (–20,3 %).

Основной причиной снижения показателей по пригородному движе нию является межотраслевая конкуренция на рынке транспортных услуг.

Среди причин, определяющих выбор именно этого вида транспорта, выде ляют следующие факторы, наиболее значимые для пассажиров пригород ных направлений:

– относительно невысокая стоимость проезда;

– безопасность движения;

– время в пути;

– точность соблюдения графика.

Цена является наиболее эффективным фактором для всех услуг и транспортных в частности. Пригородные пассажирские перевозки относят ся к сфере социально значимых. Уровень тарифов на эти перевозки непо средственно увязывается с платежеспособностью населения, которая явля ется важным сдерживающим фактором возможности их повышения.

Чтобы выяснить, какой вид транспорта наиболее приемлем для пас сажиров на участке Иркутск-Пассажирский – Ангарск, был проведен ана лиз стоимости проезда на автобусах и в пригородных поездах. Полученные данные представлены в таблице 1.

Анализ полученных данных позволил сделать вывод, что стоимость проезда в пригородном поезде ниже, чем на автобусе, на 30 рублей без учета городского транспорта и на 14 рублей с его учетом. Кроме того, в пригородных электропоездах действует система скидок.

Таблица Стоимость проезда в пригородном транспорте Стоимость проезда, руб.

Пункт Пункт Разница Железнодорожный Автомобильный отправления назначения в цене транспорт (приго транспорт родный поезд) Мегет Иркутск (ж/д 50 23 – вокзал) Ангарск 70 31 – С учетом проезда на городском транспорте: Иркутск – 12 руб., Ангарск – 14 руб.

Мегет Иркутск (ж/д 50 35 – вокзал) Ангарск 70 57 – Скидки ‘–’ ‘+’ на проезд Обеспечивать высокое качество транспортной услуги железной доро ги означает учитывать интересы пользователей услуги, прогнозировать перспективные потребности и предлагать новые виды услуг с учетом этих потребностей, изыскивать новые способы и методы привлечения на желез нодорожный транспорт пассажиров. Рассмотрим данный фактор на приме ре таблицы 2.

Таблица Различия сервиса на транспортном рынке Автотранспорт Пригородный поезд Доставка до места Остановки по городу До вокзала Пробки Есть Отсутствуют Время в пути 1.15–1.30 час 1–1.20 час Удобные сидения Да В зависимости от класса Число мест для сидения До 50 Свыше К высокому качеству обслуживания также можно отнести удобство в расписании.

С точки зрения безопасности движения железнодорожный транспорт имеет большое преимущество перед автомобильным. Внедрение новейших достижений науки и техники только усилит безопасность движения поез дов и тем самым повысит конкурентоспособность на рынке транспортных услуг.

Важнейшими задачами, стоящими в настоящее время перед ОАО «Российские железные дороги», являются повышение экономической эф фективности работы пассажирского комплекса, улучшение комфортности и обеспечение безопасности перевозок.

Сегодня железная дорога теряет часть пассажиропотока по причине низкой скорости электропоездов, отсутствия достаточного комфорта и ус ловий проезда, что снижает конкурентоспособность железнодорожных пе ревозок.

Для выявления снижения пассажиропотока был произведен анализ деятельности ОАО «Байкальская ППК», составлен ряд таблиц и диаграмм по перевезенным пассажирам за 2010–2012 годы, проведена сравнительная характеристика пригородных перевозок на железнодорожном транспорте и автобусах. Полученные результаты показали, что в настоящее время ОАО «Байкальская ППК» проводит ряд мероприятий по повышению качества перевозочного процесса:

1) ведется прием предложений от граждан по улучшению организа ции обслуживания. Для этих целей создан сайт в Интернете – baikal-ppk.ru.

Кроме того, свои замечания и предложения пассажиры могут оставить на железнодорожном вокзале. Проводился также опрос студентов по деятель ности пригородного железнодорожного транспорта, и устанавливались пункты продаж билетов непосредственно в университете. Для студентов действует билет со скидкой в 50 %. Такие мероприятия привлекают вни мание учащихся к тому, что можно воспользоваться услугами компании без лишних затрат времени и денег;

2) установлены Wi-Fi-роутеры, жидкокристаллические телевизоры для показа информационных и развлекательных роликов, чтобы пассажи рам было приятно провести время в пути;

3) предоставляется возможность приобретения билетов не только в кассах на вокзале, но и в новых билетопечатающих терминалах. Это суще ственно уменьшит затраты времени в очередях за билетами. Для еще большего сокращения очередей в дальнейшем предлагается ввести элек тронные карты для льготных категорий граждан;

4) для удобства пассажиров с детьми или для людей с ограниченны ми возможностями существует возможность включить в состав пригород ного поезда вагон, оборудованный пандусами или подъемниками;

5) обеспечивается доступная стоимость проезда по сравнению с дру гими видами транспорта;

6) обеспечивается безопасность пассажиров в пригородном поезде и на вокзале.

Таким образом, для безубыточности компании пригородных перево зок необходимо постоянно проводить мониторинг деятельности перево зочного процесса, продолжать мероприятия по повышению сервиса и оп тимизировать пригородные перевозки до реально необходимого объема.

Библиографический список 1. Годовой отчет ОАО «Байкальская пригородная пассажирская компания» за 2011 г. – Иркутск, 2011. – 76 с.

2. ОАО «Байкальская пригородная пассажирская компания». http://xn----7sbaac3chbcg 1cav7myb.xn--p1ai.

Д.В. Буторин, С.В. Щербаков Научный руководитель – к.т.н. А.И. Милованов Иркутский государственный университет путей сообщения ПЕРЕДВИЖНОЙ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕХ Известны различные устройства, использующие вращательное движение при обработке древесины, а именно: окорочные машины марок ОК40-1, ОК63-1, ОЕ80-1, ОК100-1, токарные станки марок ТС-40, ТП-40-1, ИТЛ-30 и др. Окорочные станки окаривают как тонкомерные, так и крупномерные лесоматериалы диаметром от 6 до 90 см, выполняют зачистку сучьев, т. е. осуществляют черновую обработку [3].

Обработка изделий точением для придания им цилиндрической или фасонной формы тел вращения, т. е. чистовая обработка, производится на токарных станках, где вращается изделие, или на круглопалочных станках, где вращается ножевая головка [4].

Недостатками окорочных станков являются: применение только для черновой обработки бревен;

возрастание погрешности из-за горизонтального расположения бревна и его движения во время обработки.

Токарные станки имеют похожие недостатки. Они используются только для чистовой оцилиндровки после предварительной окорки. Так же как и у окорочных станков, погрешность нарастает из-за движения бревна и инструмента во время обработки, а также прогиба под собственным весом в горизонтальном положении. Поэтому имеются существенные ограничения по размерам объектов обработки. Эти обстоятельства обусловливают небольшой полезный выход обработанной известными устройствами древесины из общей ее массы, снятой на лесосеке.

Известно устройство для разделки деревьев на сортименты в вертикальном положении, содержащее захватный, срезающий, раскряжевочный и сучкорезный механизмы (осуществление чистовой операции обрезки сучьев со ствола происходит при протяжке дерева вниз под действием собственной силы тяжести), но не выполняющее чистовой оцилиндровки.

Имеется патент № 2033315 [1] на устройство, которое позволяет увеличить полезный выход обрабатываемой древесины при изготовлении из нее крупногабаритных изделий в виде тел вращения, например круглых бревен, изготавливаемых в вертикальном положении (рис. 1). В устройстве для изготовления круглых бревен обрабатывающая головка 8, представляющая собой одноступенчатый редуктор, который соединен муфтой 11 с валом электродвигателя, установлена с возможностью продольного перемещения вдоль оси неподвижно закрепленного объекта обработки. Одним из важных преимуществ этого устройства является наличие в обрабатывающей головке цилиндрической шевронной передачи.

Она позволяет использовать силу веса в качестве подающего усилия. Дело в том, что осевая сила, возникающая в передаче, скомпенсирована, в отличие от косозубой передачи. Шевронная передача аналогична двум косозубым колесам, которые расположены на одной оси таким образом, что их осевые усилия компенсируют друг друга. В итоге сила веса, которая оказывает вредное влияние в токарных и окорочных станках, становится полезным осевым усилием, осуществляющим подачу режущего инструмента.

В качестве режущего инструмента используется фреза 13 в виде полого цилиндра, наружная часть которого входит в зацепление с шевронными колесами. На его внутренней части имеется два ряда ножей, первый нож 15 для черновой обработки (обрезка сучьев, коры, обточка под заданный диаметр бревна), второй нож 14 для чистовой оцилиндровки объекта обработки. Несущими элементами рассматриваемого устройства являются три вертикальные направляющие стойки. На верхней платформе 1 размещены подъемные механизмы (например электротельферы) и система блоков 6 (рис. 2).

Рис. Рис. Принцип работы. Под действием подъемного механизма обрабатывающая головка 8 поднимается в верхнее положение на стойках 1. Трос подъемного механизма 4 крепится к стволу дерева, и оно поднимается в устройство, затем фиксируется в вертикальном положении с помощью гидро- или пневмоцилиндров 2 как минимум в двух горизонтальных сечениях, ближайших к положению обрабатывающей головки 8. По мере перемещения обрабатывающей головки 8 по вертикали фиксацию ствола осуществляют попеременно группы цилиндров 2 в соответствующих горизонтальных сечениях. Это дает возможность обеспечения потребной вертикальности обрабатываемого участка ствола при его искривлении. После фиксации ствола трос подъемного механизма 4 ослабляется и снимается. Обрабатывающая головка 8 опускается вдоль направляющих стоек 1 тросами подъемного механизма 5, входя в контакт со стволом ножами фрезы 13. Включаются электродвигатели 12 и начинается обработка ствола. После обточки под нужный диаметр заданной части ствола дерева электродвигатели 12 останавливаются, обрабатывающая головка 8 с помощью механизма подъема останавливается на соответствующей высоте, включается раскряжевочный механизм и производится обрезка обработанной части ствола. После этого она удаляется из устройства.

Учитывая сравнительно небольшой вес станка, мы можем установить его на передвижную платформу, передвигающуюся либо по железной дороге, либо на обычных дорогах под действием любого тягача.

Расширение диапазона технологических операций возможностью расположения на рабочем столе различных приставок превращает этот станок в передвижной цех. В результате мы получаем не просто деревообрабатывающий станок, а передвижной деревообрабатывающий цех для изготовления круглых бревен в вертикальном положении, как новая транспортная единица. Транспортировку целесообразно осуществлять при горизонтальном расположении станка (т. е. в положении лежа). Для того, чтобы обеспечить поднятие станка в рабочее положение, необходимо шарнирно соединить его с платформой. Для приведения устройства в рабочее положение можно использовать подъемный механизм 4, который при обработке используется для поднятия (удержания) бревна. Необходимо предусмотреть дополнительный блок для размещения троса при подъеме (во избежание его перетирания), а также устройство для крепления крючка или фланца 22 к платформе.

Для работы в любой местности будет целесообразно заменить электродвигатели 12 на гидродвигатели (например шестеренный гидродвигатель с внутренним зацеплением).

При обработке бревен станком на передвижной платформе под действием вибраций возможно возникновение неустойчивости, что в результате может привести к опрокидыванию всей конструкции.

Возникшую проблему можно решить, оборудовав передвижную платформу специальными выдвигающимися опорами, обеспечивающими наиболее устойчивое положение на поверхности. На сегодняшний день такие опоры встречаются на грузовых транспортных средствах, оборудованных подъемным краном.

Рис. Рис. Библиографический список 1. Милованов А.И. Патент № 2033315. Устройство для изготовления круглых бревен.

2. Чернавский С.А. Проектирование механических передач : учеб. пособие для немаши ностроит. вузов. – Изд. 4-е, перераб. – М. : Машиностроение, 1976. – 608 с.

3. http://allyears.ru/lesoekspluataciya/2171-okorka-lesomaterialov-chast-7/html.

4. http://vstanok.ru/frezernye-stanki/tokarnyi-stanok-tp-40-1.

А.А. Верхозина Научный руководитель – к.т.н., ст. преподаватель М.В.Обуздина Иркутский государственный университет путей и сообщения ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ Многие тяжелые металлы, такие как железо, медь, цинк, молибден, участвуют в биологических процессах и в определенных количествах яв ляются необходимыми для функционирования растений, животных и че ловека микроэлементами. С другой стороны, тяжелые металлы и их соеди нения могут оказывать вредное воздействие на организм человека, способ ны накапливаться в тканях, вызывая ряд заболеваний.

К тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической сис темы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. По классификации Н.

Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более г/см3: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вме сте со стоком с сельскохозяйственных угодий. Повышение концентрации тяжелых металлов в природных водах часто связано с другими видами за грязнения, например с закислением. Выпадение кислотных осадков спо собствует снижению значения рН и переходу металлов из сорбированного на минеральных и органических веществах состояния в свободное.

Гальваническое производство является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды ионами тяжелых металлов, главным образом поверхностных и подземных водоемов, ввиду образова ния большого объема сточных вод, а также большого количества твердых отходов, особенно от реагентного способа обезвреживания сточных вод.

Большинство ионов тяжелых металлов канцерогенны – это означает, что они могут вызвать злокачественные опухоли (рак) или доброкачест венные новообразования (As, Se, Zn, Pd, Cr, Be, Pb, Hg, Co, Ni, Ag, Pt). Они накапливаются в организме и очень медленно его покидают [1].

Также ионы тяжелых металлов обладают аллергенным (соединения 6+ Cr ), мутагенным (могут вызвать изменения наследственности – ZnS), тератогенным (способны вызвать уродства у рождающихся детей – Cd, Pb, As, Co, Al и Li), общетоксическим действием, заключающимся, в основном, в блокировании ферментов и гормонов и нарушении регуляции в организме, а также нарушении обмена веществ. Кроме того, некоторые неорганические соединения с тяжелыми металлами оказывают губитель ное действие на микроорганизмы очистных сооружений, прекращают или замедляют процессы биологической очистки сточных вод.

В водных средах тяжелые металлы присутствуют в трех формах:

взвешенные частицы, коллоидные частицы и растворенные соединения.

Последние представлены свободными ионами и растворимыми комплекс ными соединениями с органическими (гуминовые и фульвокислоты) и не органическими (галогениды, сульфаты, фосфаты, карбонаты) лигандами.

Большое влияние на содержание тяжелых металлов в воде оказывает гид ролиз, во многом определяющий форму нахождения элемента в водных средах. Значительная часть тяжелых металлов переносится поверхностны ми водами во взвешенном состоянии.

При использовании воды загрязненных водоемов для орошения тяже лые металлы выносятся на поля и концентрируются в верхнем наиболее плодородном гумусосодержащем слое почвы, снижая азотфиксирующую способность почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, и вызы вают накопление металлов выше допустимых концентраций в кормах и других продуктах.

При одновременном присутствии в сточных водах гальванопроизвод ства нескольких вредных компонентов проявляется их совместное, комби нированное действие на организм человека, теплокровных животных, фло ру и фауну водоемов, на микрофлору очистных сооружений канализации, выражающееся в синергизме (эффект действия больше простого суммиро вания);

антагонизме (действие нескольких ядов меньше суммированного) и в аддитивности (простое суммирование). Проблема гальванического про изводства состоит в том, что на большинстве предприятий нет очистных сооружений и технологии бессточного производства.

Снижение отрицательного воздействия гальванического производства на окружающую среду достигается снижением экологической опасности применяемых растворов и электролитов, рационализацией водопотребле ния и повышением эффективности очистки сточных вод. При проведении работ по снижению экологической опасности гальванопроизводства в пер вую очередь необходимо проанализировать номенклатуру применяемых растворов и электролитов и по возможности произвести замену токсичных растворов на менее токсичные либо снизить концентрацию токсичных компонентов в применяемых растворах. Замена на менее токсичные вызы вает наибольшие затруднения для ионов металлов, ионов фтора и циани стых электролитов кадмирования, серебрения и золочения. Замена основ ного иона металла возможна лишь в очень ограниченных случаях, так как это приводит к изменению качества и свойств покрытия. Например, воз можны замены: меднения в случае нанесения первого слоя на стальные де тали на никелирование;

электролитов на основе шестивалентного хрома на электролиты на основе трехвалентного хрома в случаях тонкослойного де коративного хромирования;

защитно-декоративное или просто декоратив ное хромирование на блестящее никелирование и иногда цинкование [2].

Самым распространенным методом утилизации гальванических отхо дов является реагентный метод. Суть его в том, что все отходы переводят ся в твердое малорастворимое состояние обработкой специальными реак тивами. Затем тонны таких отходов захораниваются на спецполигонах.

В почвах тяжелые металлы содержатся в водорастворимой, ионооб менной и непрочно адсорбированной формах. Водорастворимые формы, как правило, представлены хлоридами, нитратами, сульфатами и органиче скими комплексными соединениями. Кроме того, ионы тяжелых металлов могут быть связаны с минералами как часть кристаллической решетки.

Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется многими факторами. Оно зависит от особенностей источников загрязне ния, метеорологических особенностей региона, геохимических факторов и ландшафтной обстановки в целом [3].

Загрязнение почв тяжелыми металлами приводит к образованию ки слой или щелочной реакции почвенной среды, снижению обменной емкости катионов, потере питательных веществ, к изменению плотности, пористо сти, отражательной способности, к развитию эрозии, дефляции, к сокраще нию видового состава растительности, ее угнетению или к полной гибели.

Процесс восстановления или рекультивации почвы и водоемов очень сложный и достаточно дорогостоящий. В первую очередь необходимо уста новить источник и причины загрязнения почв, провести мероприятия по снижению выбросов, локализации или ликвидации источника загрязнения.

Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами, осуществ ляется с использованием следующих способов:

1) Культивирование устойчивых к загрязнению культурных и дико растущих растений.

2) Рекультивация почв с помощью растений (фиторекультивация), способных накапливать тяжелые металлы в вегетативных органах.

3) Регулирование подвижности тяжелых металлов в почве. Существова ние подвижных форм определяется свойствами и плодородием почв, биогео химическими процессами, интенсивностью и объемами поступления тяже лых металлов в почву, выносом растениями. Многие из металлов, относя щиеся к первому классу опасности, в нейтральной почвенной среде образуют труднорастворимые соединения, а в кислой – легкорастворимые. Внесение в почву жидкого навоза и слабо разложившихся органических веществ повы шает подвижность тяжелых металлов за счет образования низкомолекуляр ных водорастворимых комплексов. Для регулирования подвижности соеди нений тяжелых металлов в почве используют известкование, гипсование, внесение органических и минеральных удобрений, землевание.

При рекультивации земель, загрязненных тяжелыми металлами, зна чительное внимание уделяется поддержанию и образованию в почве труд норастворимых соединений. Для этого в дополнение к приведенным спо собам используют искусственные и природные адсорбенты. К природным относятся торф, мох, черноземные почвы, сапропель, бентонитовые и бен тонитоподобные глины, глауконитовые пески, клиноптилолиты, опоки, трепелы, диатомиты. Искусственные адсорбенты создаются в результате активации или смешения природных адсорбентов, например, активирован ный уголь, алюмосиликатные и железо-алюмосиликатные адсорбенты, ио нообменные смолы, полистирол.

4) Регулирование соотношений химических элементов в почве. В ос нове этого способа лежит антагонизм и синергизм химических элементов.

5) Создание рекультивационного слоя, замена или разбавление загряз ненного слоя почвы может проводиться по многослойной схеме, а также пу тем нанесения одного слоя почвы на предварительно экранированную или неэкранированную загрязненную поверхность. Разбавление загрязненного слоя проводится землеванием чистой почвы с последующим смешением, разбавление может также проводиться с помощью глубокой вспашки, когда верхний загрязненный слой перемешивается с чистым нижним слоем. При меняют снятие загрязненного слоя и его переработку или снятие загрязнен ной почвы с последующей очисткой и возвращением обратно.

Загрязненные почвы и грунты хранят, как правило, на полигонах за хоронения твердых бытовых и промышленных отходов. А экологически чистые почвы и грунты доставляют из мест их естественного распростра нения либо привозят в виде почво-грунтовых субстратов из торфа, компо стов, песка, глины и т. д. Все это приводит к очень большим финансовым затратам и во все возрастающем количестве случаев является экономиче ски и экологически невыгодным, поэтому обычно такие операции прово дят на небольших участках, они являются дорогостоящим способом ре культивации.

Для рекультивации больших территорий, включающих селитебные и рекреационные зоны населенных пунктов, сельскохозяйственные угодия, испытывающие длительное загрязнение, можно применить следующую комплексную схему: существенное сокращение выбросов предприятиями (технологический барьер);

строгое дозирование химических средств защи ты растений, оптимальное регулирование питательного и кислотного ре жимов почвы (технологический барьер);

управление водными миграцион ными потоками за счет организации поверхностного стока, создания лив невой канализации, дренажных с последующей очисткой стоков (механи ческий барьер);

усиление сорбционного барьера почвенного слоя;

миними зация инфильтрационной составляющей водного режима почвенного слоя в условиях полива зеленых насаждений, т. е. выполнение мероприятий, направленных, с одной стороны, на некоторое ослабление гидрофизиче ского барьера, но с другой – необходимых для закрепления эффекта от усиления сорбционного барьера.

Уменьшение количества подвижных соединений при внесении сор бента ослабляет перераспределение общего содержания металлов по поч венному профилю под действием нисходящих токов влаги и приводит к избыточной аккумуляции металлов в самом верхнем слое. Ослабление гидрофизического барьера путем регулируемой инфильтрации способству ет перераспределению металлов, так как происходит разбавление почвен ного раствора и одновременное уменьшение труднорастворимых соедине ний за счет десорбции.

Такое мероприятие можно считать возможным, поскольку при значи тельном загрязнении почв и грунтовых вод токсичными веществами необ ходимо создавать инженерно-экологическую постоянно действующую си стему управления потоками вещества в компонентах: почва – грунтовые воды. Подобная система обеспечивает рекультивацию загрязненных почв и грунтовых вод, а также служит барьером для поступления техногенных продуктов в реки и другие места разгрузки подземных стоков.

Сорбция тяжелых металлов донными отложениями зависит от осо бенностей состава последних и содержания органических веществ. В ко нечном итоге тяжелые металлы в водных экосистемах концентрируются в донных отложениях и биоте. Для осуществления способа обработки от тя желых металлов донные илистые отложения последовательно переводят в инертную форму и вспенивают посредством добавления фосфорной ки слоты. Добавление фосфорной кислоты происходит при контролируемых условиях, включающих в себя регулируемое механическое перемешивание для получения пены меньшей плотности, чем 90 % от плотности донных илистых отложений, стадию сушки пены и стадию ее кальцинирования.

Высушенные донные илистые отложения достигают содержания сухого материала, а продукт, полученный после кальцинирования, смешивают с водой и затем подвергают осаждению и отверждению.

Форма твердой массы, полученной после отверждения, которое мо жет продолжаться в течение нескольких дней, является такой, которую принимает цемент. Она может включать в себя, например, брикеты или сферические или призматические блоки. Она является компактной, по су ществу, не содержит включений газов и поэтому проявляет хорошие меха нические свойства, в частности твердость и ударопрочность, которые яв ляются достаточными, чтобы сделать возможным их хранение и манипу ляции с ними.

Библиографический список 1. Адаева Т.Б. Технологические проблемы охраны окружающей среды при проектиро вании гальванического производства / Т.Б. Адаева // Охрана окружающей среды от от ходов гальванического производства : мат. сем. – М., 1990. – С. 16–17.

2. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилиза ция осадков. – М. : Химия, 1998. – 112 с.

3. Виноградов С.С. Экология гальванических производств // Экологически безопасное гальваническое производство ;

под ред. проф. В.Н. Кудрявцева. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М. : Глобус, 2002.

Л.А. Власова Научный руководитель – к.т.н., ст. преподаватель М.В. Обуздина Иркутский государственный университет путей и сообщения СПОСОБЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В наши дни активно развивается ядерная промышленность, отходами которой являются радиоактивные вещества. Они образуются на производ ствах ядерной энергетики, ядерного топлива, добычи и обогащения урана, в военных целях, при использовании ядерного оружия, сбросе радиоактив ных отходов, крупномасштабных авариях (аварии на АЭС, судов с атом ными реакторами), захоронении отходов в почве или на морском дне. В основном это органические и неорганические жидкие отходы, пульпы и шламы, твердые материалы, изделия, оборудование, грунт.

Период полураспада радиоактивных веществ колеблется в широких пределах. Для радия (226) – 1617 лет, углерод (14) – 5370 лет;

цезий (137) – 27 лет;

стронций (90) – 20 лет;

цирконий (95) – 64 суток;

йод (131) – суток. Таким образом, эти изотопы представляют огромную потенциальную опасность для биосферы на многие сотни лет. Основными местами накопления радионуклидов в организме человека являются щито видная железа, половые органы, легкие, печень, кости (рис. 1).

Рис. 1. Места накопления радионуклидов в организме человека Основной задачей для защиты здоровья человека является минимиза ция объема радиоактивных отходов (РАО) путем их кондиционирования в устойчивые твердые формы, которые фиксируют их в неподвижном со стоянии и обеспечивают их сдерживание, гарантируя безопасное обраще ние с отходами в течение их перевозки, хранения и окончательного удале ния. В случае попадания радионуклидов с грунтовыми водами в источники хозяйственно-питьевого водоснабжения и почвы, происходит облучение организма и оказывается соматическое (телесное) и генетическое воздей ствие.

Одним из кардинальных путей глубокой очистки является метод ком плексообразования и ультрафильтрации, позволяющий уменьшить объем отходов. Эта технология с использованием керамических мембран была применена для реабилитации водоемов в районе Чернобыльской АЭС [1].

Долговременное хранение РАО требует консервации отходов в форме, которая не будет вступать в реакции и разрушаться на протяжении долгого времени. Одним из способов является витрификация (остеклование) (рис. 2).

Рис. 2. Стадии остекловывания В настоящее время в Селлафилде (Великобритания) высокоактивные РАО смешивают с сахаром и затем кальцинируют. Отходы проходят через нагретую вращающуюся трубу, и происходит испарение воды и деазотиро вание продуктов деления, чтобы повысить стабильность получаемой стек ловидной массы.

В полученное вещество, находящееся в индукционной печи, постоян но добавляют измельченное стекло. В результате получается новая суб станция, в которой при затвердении отходы связываются со стеклянной матрицей. Это вещество в расплавленном состоянии вливается в цилиндры из легированной стали. Охлаждаясь, жидкость затвердевает, превращаясь в стекло, которое является крайне устойчивым к воздействию воды.

Способность стекла включать в свой состав широкий спектр элемен тов связана с его строением. Стеклообразное состояние вещества образует ся при затвердевании переохлажденных расплавов и является твердотель ной разновидностью аморфного состояния. Основу наиболее распростра ненного и практически важного класса оксидных стекол составляют окси ды – стеклообразователи, сравнительно легко превращающиеся в стекло:

диоксид кремния, оксиды бора и фосфора.

В полимерном каркасе из радикалов SiO2, В2O3, Р2O3 растворены ио ны-модификаторы, обычно оксиды щелочных и щелочноземельных метал лов, способствующих, как правило, снижению температуры плавления стекла и уменьшению вязкости расплава. В зависимости от состава стекла, некоторые из этих оксидов могут выступать и в роли стеклообразователей, т.е. входить в структурный каркас стекла. Наличие в составе стекла более одного стеклообразователя приводит к образованию смешанного каркаса.

Преобладание ковалентных связей обуславливает полимерное строение стекла и приводит к пониженной летучести его компонентов, а также обу славливает относительно низкие коэффициенты диффузии в стекле.

К основным характеристикам, определяющим выбор стекол в качест ве матрицы при отверждении жидких отходов, относят: достаточно высо кую химическую устойчивость к выщелачивающему действию воды;

тер мическую и радиационную стойкость, гарантирующую отсутствие газовы деления и перехода радионуклидов в газовую фазу;

механическую проч ность;

возможность включения в структуру стекла отходов, значительно различающихся по своему химическому составу;

возможность обеспече ния максимального концентрирования в процессе отверждения, благодаря чему происходит сокращение объема РАО;

наличие хорошо разработанной технологии получения стекла.

Существует два механизма фиксации радионуклидов из отходов: пря мой, когда радионуклиды входят в структуру стекла либо как стеклообра зователи, либо как модификаторы, и косвенный, когда радионуклиды со держатся во включениях, окруженных стекломатрицей.

По данным международного технологического общества, потребуется около миллиона лет, чтобы 10 % такого стекла растворилось в воде. После заполнения цилиндр заваривают, затем моют. После обследования на предмет внешнего загрязнения стальные цилиндры отправляют в подзем ные хранилища. Такое состояние отходов остается неизменным в течение многих тысяч лет.

Процесс остекловывания отходов в 1,5–3 раза экономичнее, чем тради ционные процессы (битумирование, закачка в подземные горизонтальные слои). Остеклованные отходы могут быть захоронены в наземных хранили щах, что является основным преимуществом процесса остекловывания.

В Великобритании вся работа проделывается с использованием камер для работы с высокоактивными веществами. Сахар добавляется для пре дотвращения образования летучего вещества RuO4, содержащего радиоак тивный рутений. На Западе к отходам добавляют боросиликатное стекло;

в странах бывшего СССР обычно применяют фосфатное стекло. Количество продуктов деления в стекле должно быть ограничено, так как некоторые элементы (палладий, металлы платиновой группы и теллур) стремятся об разовать металлические фазы отдельно от стекла.

Для захоронения РАО капсула укладывается в бетонитовый блок, ко торый опускается в буровую скважину первичных горных пород, после че го скважина заполняется бетонитом. На сегодняшний день известен поло жительный опыт использования Хакасского бентонита при цементирова нии РАО на Игналинской АЭС в Литве. В период 2002–2005 гг. на Игна линской АЭС был спроектирован и построен комплекс для переработки жидких РАО, накопленных с начала эксплуатации станции, методом це ментирования. Этот опыт показал, что с учетом низкой стоимости природ ных бентонитовых глин по сравнению с синтетическими сорбентами и высокой сорбционной способности их применение при отверждении жид ких РАО методом цементирования весьма целесообразно и перспективно [2].

Основные способы захоронения радиоактивных отходов представле ны на рис. 3. Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специ ально оборудованных емкостях из нержавеющей стали и свинца, поме щенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транс портирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов произ водится специальными пунктами или специализированными комбинатами.

Участок для захоронения должен быть расположен вне территории пер спективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоя нии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незабо лоченной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается сани тарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м [3].

Рис. 3. Способы хранения радиоактивных отходов (РАО) Служба пункта захоронения проводит систематический радиационной контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных ве ществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадени ях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного производства, гидробионтах, продуктах питания местного произ водства. Зона наблюдения в 3–4 раза превышает санитарно-защитную зону.

Для длительного хранения используются железобетонные контей неры, рекомендованные к применению на объектах атомной энергетики, предназначенные для хранения низко- и среднеактивных отходов цементированных или битумированных РАО в условиях температуры от – 50 до +70 °С, относительной влажности до 80 %.


Используемые для герметизации материалы или их комбинации должны выполнять следующие функции: заполнять выработки во вме щающей породе и снижать гидравлические и миграционные характеристи ки окружающей среды, измененной в результате создания хранилища.

Герметизирующие материалы должны обладать следующими свойст вами: низкая гидравлическая проводимость, способность сорбировать нук лиды, достаточная жесткость и ползучесть, способность к набуханию и пластичности, долговечность. На конструктивные особенности влияет сей смичность района и тектонические нарушенности, гидрогеология.

Библиографический список 1. Комягин Е.А., Мынин В.Н., Ляпин И.Ф., Аверина Ю.М., Лопатюк Ю.Ю., Терпугов Г.В., Терпугов Д.Г. Пути решения проблемы очистки сточных вод от тяжелых и ра диоактивных металлов // Экология и промышленность России. – 2008. – № 11. – С. 21–23.

2. Обливанцев Д.Ю., Щербакова Е.П. Эффективность применения бентонитных глин для изоляции радиоактивных отходов // Экология и промышленность России. – 2008. – № 7. – С. 16–19.

3. Основы радиационной экологии : учебное пособие / Мар. гос. ун-т ;

Ю.А. Александ ров. – Йошкар-Ола, 2007. – 268 с.

К.А. Гончаров Научный руководитель – А.И. Артюнин Иркутский государственный университет путей сообщения ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ РОТОРА С ДВУМЯ МАЯТНИКАМИ, ДВИЖУЩИМИСЯ В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ С РОТОРОМ Данное исследование актуально, так как возникающие в различных условиях вибрации ротора при неблагоприятных обстоятельствах могут вызвать значительные деформации и напряжения, а также быстрый износ роторной машины и всех динамически связанных с ней механизмов и даже их разрушение.

В процессе исследования было изучено движение ротора с двумя ма ятниками, движущимися в одной плоскости, то есть расположение маят ников вдоль оси ротора не учитывается. В результате исследования были обнаружены зоны различных режимов работы маятниковых автобаланси ров в зависимости от ускорения на этапе разгона и коэффициента трения в шарнирах опор при всех прочих неизменных условиях.

Ранее [1] при исследовании ротора со статической неуравновешенно стью и двумя маятниками, установленными на роторе для автоматической балансировки, был обнаружен особый режим движения (названный эффек том «застревания»), при котором ротор вращается с рабочей скоростью, а маятники имеют частоту вращения, равную критической скорости ротора.

Задачей настоящего исследования являлось изучение зависимости появле ния такого режима движения от углового ускорения ротора на этапе разго на и коэффициента трения в креплении маятниковых автобалансиров к ро тору на примере модели ротора с двумя маятниковыми автобалансирами, изображенной на рис. 1. Модель представляет собой ротор 1 с дисбалансом e, размещенный на изотропных опорах 3 с демпфированием. На роторе с возможностью свободного вращения установлены два маятниковых авто балансира 2 массой m и длиной l. Общую массу ротора обозначим M с же сткостью и коэффициентом демпфирования опор соответственно c и.

Рис. Для описания движения модели введем обобщенные координаты: x, y, z – перемещение центра масс ротора с корпусом по отношению к непод вижной системе координат, выбранной в положении статического равно весия системы, и – угол поворота ротора, отсчитываемый от его нижнего вертикального положения, 1, 2 – углы поворота первого и второго маят ников соответственно, отсчитываемые от нижнего вертикального положе ния.

Определим кинетическую и потенциальную энергии:

.

Для вывода уравнений движения модели используем уравнение Ла гранжа II рода в форме [2]:

, где T, П, Ф, Q – соответственно кинетическая и потенциальная энергия системы, Ф – диссипативная функ ция Релея, Qi – обобщенная сила, а q i,q i – обобщенные координаты и ско & рости.

В результате получим дифференциальные уравнения движения рас сматриваемой системы, которые запишем в матричном виде:

A – матрица инерции, q – матрица неизвестных, а F – матрица обоб && щенных сил.

При расчетах в качестве исходных данных принималось:

M = 50 кг, m = 0,05 кг, c = 0,5 МН/м, e = 0,1·10-3, в = 840 Н c/м, l = 0,08 м.

При выбранных исходных данных собственная частота колебаний ротора с корпусом составляет щ0 = 100 рад/с.

Исследование различных режимов движения ротора с маятником проводилось при законе разгона щ = еt, где = 10..150 рад/с, и при установившемся движении ротора с угловой скоростью щ р = 150 рад/с.

Коэффициент трения изменялся в пределах = 2·10-4..9·10-4.

Данная математическая модель моделировалась в пакете прикладных программ GNU Octave.

Результаты моделирования показали, что для идеального ротора с маятником возможны четыре режима движения (рис. 3):

1. Ротор вращается с рабочей скоростью щp, а маятник колеблется около положения равновесия (кривая 1) 2. Ротор вращается с рабочей скоростью щp, а маятник вращается с угловой скоростью, равной собственной частоте колебания ротора щ (кривая 2).

3. Ротор и маятники вращаются с рабочей частотой щp при установившемся режиме, но на этапе разгона прослеживается временное застревание на частоте, равной собственной частоте колебания ротора щ (кривая 3).

4. Ротор и маятники вращаются с рабочей частотой щp при установившемся режиме (кривая 4).

Рис. 2. Проявление эффекта застревания в зависимости от углового ускорения ротора на этапе разгона и коэффициента трения Кривая 5 на рис. 3 показывает закон движения ротора.

Рис. 3. Зависимость частоты вращения маятника от времени при разгоне и установившемся движении ротора Амплитуды колебаний корпуса ротора, соответствующие режимам 1, 2, 3, 4, изображены на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость амплитуды колебаний идеального ротора от времени при разгоне и установившемся движении ротора Рассмотрим потенциальную и кинетическую энергию одного из маятников и энергию ротора, в двух режимах 2 и 4.

Рис. 5. Энергия одного из маятников в режиме Как видно из графика, потенциальная энергия сглаживает колебания кинетической энергии, т. е. колебания кинетической и потенциальной энергии являются противофазными.

Рис. 6. Энергия одного из маятников в режиме Из рис. 6 видно, что потенциальная энергия в режиме 2 «дополняет»

кинетическую энергию и тем самым получаем гармонические колебания полной энергии.

Аналогичную картину мы увидим и для ротора.

Рис. 7. Энергия ротора в режиме движения Рис. 6. Энергия ротора в режиме движения Выводы:

1. Установлено, что у горизонтального ротора возможен режим длительного резонанса, когда ротор вращается с рабочей частотой, а маятник вращается с угловой скоростью, равной собственной частоте колебания ротора.

2. Для уменьшения амплитуд колебаний и нагрузок в опорах ротора, а также для избежания застревания маятника на одной из собственных частот необходимо, чтобы маятник был жестко связан с ротором, пока ротор не выйдет на рабочую частоту.

3. Угловое ускорение ротора на этапе разгона незначительно влияет на процесс застревания угловой частоты вращения маятников на собственной частоте вращения ротора.

4. При режиме разгона без застревания (режим 4) потенциальная энергия фильтрует колебательную составляющую кинетической энергии, тем самым снижая риск ударных нагрузок на опоры.

Библиографический список 1. Артюнин А.И. Исследование движения ротора с автобалансиром // Известия вузов.

Машиностроение. – 1993. – № 1. – С. 15–19.

Т.А. Деханова, А.В. Савченко Научный руководитель – к.т.н., доцент Л.В. Макотрина Иркутский государственный технический университет ОЧИСТКА ВОДЫ В ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНАХ При организации водоподготовки (включающей и дезинфекцию) в бас сейнах ориентируются на требования российского стандарта СанПиН 2.1.2.1188-03, действующего с 2003 г., а также его европейского аналога DIN 19643. Согласно этим нормативам, критерии качества воды описы ваются следующими позициями:

– число патогенов (вредных микроорганизмов) не должно превышать 100 единиц (КОЕ) на 1 мл;

в воде не могут присутствовать следующие бактерии и простейшие: а) кишечная палочка и колиформные бактерии;

б) псевдомонады, вызывающие поражения глаз, ушей и горла;

в) легионеллы;

– прозрачность воды должна быть такой, чтобы дно могло хорошо просматриваться;

– в воде необходимо обеспечить наличие заданной действенной и безопасной концентрации дезинфектанта;

– вода должна иметь определенный окислительный потенциал;

– вода должна быть рН-нейтральной.

Для достижения этих требований выполняют этапы первичной меха нической очистки, обработку флокулянтами и обязательную дезинфекцию (табл. 1).

Таблица Способы очистки воды для бассейнов Удаляемые примеси Удаляемые патоге- Стабилизация Растворимые ны, запахи, цвета очищенной воды Взвеси субстанции Природные органи- Для предотвраще Песок, глина, не ческие фракции, ния коррозии, от Бактерии, вирусы, растворимые гид соединения железа, цисты, органиче- ложений и их на роксиды, микроога марганца, избыточ- растания в водопро ские субстанции низмы ная жесткость водных сетях Способы воздействия Окисление, Дегазация от угле Коагуляция, флоку- Хлорирование, осаждение, адсорб- кислого газа, регу ляция, окисление, озонирование, УФ ция, ионообмен, по- лирование рН, до осаждение, фильт- облучение, адсорб следующая бавление фосфатов, рация ция фильтрация хлорирование В крупных бассейнах с высокой нагрузкой рекомендуется использо вать методы очистки в сочетании (табл. 2).

Таблица Действие современных способов обеззараживания воды на основные виды патогенов Виды микроорганизмов Метод обеззаражива ния Простейшие Бактерии Вирусы Уничтожает Уничтожает не Хлорирование Не уничтожает полностью полностью Уничтожает не Уничтожает Уничтожает Озонирование полностью полностью полностью Уничтожает не Уничтожает Уничтожает УФ-излучение полностью полностью полностью Фильтрация на активи- Задерживает Задерживает Не задерживает рованном угле полностью полностью Хлорирование – самый распространенный реагентный способ обезза раживания воды. Хлор способен разрушать и уничтожать подавляющее большинство известных патогенных микроорганизмов.


Применение озоновых установок считается обязательным в двух слу чаях – при максимальных нагрузках на воду (большое число купающихся) и при требовании особой прозрачности воды (в бассейнах при отелях и ак вапарках). Рекомендуемые параметры – двух-трехминутное перемешива ние воды в контактной камере с концентрацией озона 0,8–1,0 мг/л. При по догреве воды до температур выше 32 °С концентрацию озона следует уве личить до 1,2–1,5 мг/л.

Обработка воды ультрафиолетовым излучением относится к числу безреагентных, физических методов водоподготовки. Ультрафиолетом (УФ) называют невидимую глазом часть спектра электромагнитных волн, имеющих энергию большую, чем у видимого фиолетового света. Обезза раживающим (бактерицидным) эффектом обладает только часть спектра УФ-излучения в диапазоне волн 205–315 нм.

Ионизация – очистка воды, основанная на хорошо известном принци пе бактерицидного действия ионов серебра и меди, полностью исключаю щая применение химических реагентов. Серебро обеспечивает уничтоже ние бактерий и вирусов. Оно оказывает благоприятное воздействие на ко жу, сохраняя ее эластичность. Медь играет жизненно важную роль в обме не веществ человека, служит одним из необходимых элементов для фор мирования устойчивого иммунитета. Система является экологически чис той.

Рекомендуется применение намывных фильтров для водоподготовки плавательных бассейнов. В технологии очистки этот метод распростра нен как основанный на фильтровании с добавлением специальных вспо могательных фильтрующих веществ (диатомит, целлюлоза, бентонит и др.) через слой того же порошка, предварительно нанесенный на фильтрую щий элемент. Этот процесс реализуется на намывных фильтрах. При этом снижаются цветность, мутность воды, бактериальные загрязнения, со держание железа и марганца, что особенно важно в технологии водопод готовки воды плавательных бассейнов.

В ходе проведения исследований были посещены два бассейна Ир кутска. На рис. 1 приведена схема работы бассейна спорткомплекса, рас положенного по адресу улица Гончарова, д. 4.

Рис. 1. Схема работы бассейна При функционировании такой схемы очистки воды соблюдаются са нитарно-эпидемиологические нормы, что подтверждают приведенные ни же данные на рис. 2.

Рис. 2. Внутренний протокол санитарно-гигиенических исследований Также были проанализированы предоставленные документы санитар но-эпидемиологических исследований воды в спорткомплексе «Изумруд».

В результате микробиологических и паразитологических исследований не были обнаружены показатели ОКБ, ТКБ и золотистый стафилококк, нали чие гельмитов, цистов лямблий. Предоставленные результаты были выяв лены на основе взятия проб с разных бортов бассейна, поверхности и глу бины середины чаши бассейна. Результаты испытаний представлены на рис. 3.

Рис. 3. Результаты испытаний Состояние воды в данных бассейнах удовлетворительно. Отсюда можно сделать вывод, что мероприятия по очистке воды являются эффек тивными.

Библиографический список 1. СанПиН 2.1.2.1188-03. Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устрой ству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества. – М. : Информационно издательский центр Минздрава России, 2003. – 27 с.

2. Адельшин А.Б., Леонтьева С.В., Ежова К.А. Очистка технологической воды плава тельного бассейна на намывных фильтрах // Известия КазГАСУ. – 2009. – № 1(11). – С. 206–210.

3. Кедров B.C., Рудзский Г.Г. Водоснабжение и водоотведение плавательных бассейнов. – 2-е изд. – М. : Стройиздат, 1991. – 160 с.

4. Новые технологии водоподготовки для плавательных бассейнов // Водоочистка. – 2010. – № 6.

5. Оптимизация процессов дезинфекции в плавательных бассейнах и аквапарках // Во доочистка. – 2010. – № 6.

Д.В. Заборских Научный руководитель – к.т.н. А.И. Милованов Иркутский государственный университет путей сообщения СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПЕРЕДАТОЧНОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ СХЕМЫ ТЯГОВОГО ПРИВОДА ЛОКОМОТИВА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ МОЩНОСТИ Надежность локомотива в эксплуатации в значительной степени зави сит от тягово-экономических свойств тягового привода, которые, в свою очередь, зависят от схемы его формирования и комплектации элементной базы (число колесных пар, тип осевых редукторов, положение реактивных тяг и т. д.). Под понятием «тяговый привод» принят комплекс устройств, служащих для преобразования какой-либо энергии в работу по преодоле нию сопротивления движению транспортного средства. Он включает в се бя тяговые двигатели, передачу, движитель, элементы подвешивания [1].

Одна из наиболее часто реализуемых схем тягового привода приведе на на рис. 1, где тяговый электродвигатель 1 установлен с помощью под вески 2 на раме тележки 3 и опертого при помощи корпусов подшипников 4 через вкладыши 5 на пустотелую ось 6, несущую колеса 7. Между осью и вкладышами 5 размещены уплотнительные элементы 8. В пустотелой оси 6 выполнены радиальные отверстия 9, переходящие в пазы 10. В сред ней части пустотелой оси 6 выполнено дополнительное радиальное отвер стие 11, в котором размещен обратный клапан 12. По торцам пустотелой оси 6 установлены заглушки 13 с пружинами сжатия 14, а их другие концы связаны с пружинами 15. В пустотелой оси 6 находится смазка 16 [2].

В эксплуатационной практике железная дорога использует коллектор ные и асинхронные тяговые приводы, существенным недостатком которых являются стесненные габариты, обусловленные конструкцией механиче ской передачи вращательного движения от вала двигателя к оси колесной пары в виде ступени зубчатых колес с внешним зацеплением. При этом ремонтопригодность передачи низка, т. к. при износе зуба шестерни она заменяется шестерней первой категории. Повышение требований к увели чению веса состава вызывает рост нагрузки на зуб, приводит к усилению отказов передачи [3].

Рис. 1. Схема тягового привода Частное решение проблемы совершенствования схемы тягового дви гателя предложено в разработках, выполненных в ИрГУПСе. Первым ша гом стала разработка торцевой зубчатой передачи с внутренним зацепле нием [4]. Предложена схема, в которой решается задача упрощения и уни фикации технологического процесса изготовления рабочих звеньев пере дачи в широком диапазоне из типоразмеров и передаточных отношений, реализуемых передачей. При этом обеспечивается повышение надежности, ремонтопригодности, долговечности передачи.

Рис. 2. Кинематическая схема торцевой зубчатой передачи Техническое решение по схеме на рис. 2 значительно увеличивает пе редаточное отношение ступени зацепления (при уменьшении ее габаритов и металлоемкости) по сравнению с зубчатой передачей, использующей эвольвентный профиль рабочей поверхности зуба. Этот результат обеспе чен тем, что выпуклый рабочий профиль зубьев шестерни (1), выполнен ных в виде выступов на торцовой поверхности венца малого (ведущего) колеса зацепления, ограничен параметрами «улитки Паскаля», а зубья от ветного (ведомого) колеса (2), выполненные в виде выступов на торцовой поверхности его венца, имеют плоские рабочие поверхности. Линия зацеп ления передачи имеет форму участка внешней петли «улитки Паскаля», что дает возможность при малых числах зубьев шестерни обеспечить зна чительное передаточное отношение и высокий коэффициент перекрытия [4].

Продолжением действия по совершенствованию конструкции торце вой зубчатой передачи с внутренним зацеплением стало техническое ре шение [5], целью которого является возможность в обеспечении равномер ного распределения износа рабочих поверхностей в непрерывном процессе работы передачи (без остановок на регламентное обслуживание). Шестер ня по этому решению отличается тем, что на боковой поверхности ножки зуба шестерни выполнено покрытие, материал которого обладает собст венной пластичностью, превосходящей пластичность материала зуба шес терни и ее венца. И в результате мы видим повышение работоспособности передачи за счет использования в процессе работы полного кругового профиля зуба шестерни в качестве рабочей поверхности.

Последующим шагом стала разработка схемы применения асинхрон ных электродвигателей в тяговом приводе локомотива, компоновочная схема которого реализует создание потребных тяговых усилий параллель ными потоками мощности [6], в которой соблюдаются условия компактно сти, доступности, технологичности монтажа и технического обслуживания силовой установки с применением «торцевой зубчатой передачи с внут ренним зацеплением» [4].

а) б) Рис. 3. Разработка схемы передаточного механизма тягового привода Согласно предложенному техническому решению поставленная цель достигается тем, что схема передаточного механизма построена путем преобразования простейшей планетарной передачи (см. рис. 3 а). В данной схеме (см. рис. 3 б) отсутствует ведущее основное колесо 1, водило 2 за креплено неподвижно относительно оси 5 колесной пары 6. Вращение обеспечивается за счет исполнительного основного колеса 3, жестко со единенного с колесной парой 6, находящегося в зацеплении с шестернями 4 (см. рис. 3 б), утратившими при преобразовании роль сателлитов 4 (см.

рис. 3 а) [7].

Технический результат предложенных решений реализован в компо новочной схеме тягового привода с параллельными потоками мощности [6], которая представляет собой планетарную передачу, где пакет тяговых приводов – это и есть остановленное водило 2 (см. рис. 3 б). В предлагае мом изобретении реализована механическая передача вращательного дви жения от вала [6] в виде параллельных ступеней торцевой зубчатой пере дачи с внутренним зацеплением, в которой присутствует общее ведомое зубчатое колесо 5, содержащее количество шестерен 4, равное числу сту пеней передачи. Благодаря этому появляется возможность создания парал лельных потоков мощности тяговых двигателей 3, оси роторов которых расположены на дуге окружности, концентричной оси колесной пары 1.

При этом количество тяговых двигателей 3 равно числу ступеней переда чи, которое равняется суммарной мощности, необходимой для осуществ ления движения транспортного средства с заданными параметрами.

Рис. 4. Компоновочная схема тягового привода схема с опорно-осевым подвешиванием пакета тяговых двигателей Как пример на рис. 4 представлена схема тягового привода с опорно осевым подвешиванием пакета тяговых двигателей, преимуществом кото рой является уменьшение опасности разрушения двигателя 3 и оси колес ной пары 1 [3].

Ожидаемый технический результат реализации предлагаемой компо новочной схемы заключается в решении проблемы стесненных габаритов электропривода, повышении уровня технологичности при изготовлении и обслуживании элементов механизма тягового привода, повышении надеж ности работы системы тяги при параллельной работе электродвигателей, расширении возможностей использования асинхронных электродвигателей [5].

Библиографический список 1. Лувишис А.Л. Современные пригородные поезда // Локомотив. – 1996. – № 8–12. – 1997. – № 1.

2. Тяговый привод локомотива / Патент РФ № 2255014. Бюл. № 5.2005.

3. Бирюков И.В., Савоськин А.Н., Бурчак Г.П. Механическая часть тягового подвижного состава // Транспорт. – М., 1992. – С. 282–296.

4. Торцевая зубчатая передача с внутренним зацеплением / Патент РФ № 2354870.

Бюл. № 13. 2009.

5. Шестерня для торцевой зубчатой передачи с внутренним зацеплением / Патент РФ № 77374. Бюл. № 29. 2008.

6. Компоновочная схема тягового привода железнодорожного подвижного транспортного средства с параллельными потоками мощности / Патент РФ № 2412072. Бюл. № 5.2011.

7. Разработка схемы применения асинхронных электродвигателей в тяговом приводе локомотива / Л.А. Адамова, Ж.Г. Дамбаев, Е.А. Милованова, А.И. Милованов, А.А. Милованов ;

Красноярский филиал ИрГУПС, 2013.

Е.А. Катунина Научный руководитель – доцент Е.Ю. Пузина Иркутский государственный университет путей сообщения ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕГАЗОВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВГБ-35 В СИСТЕМЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ На сегодняшний день многие тяговые подстанции устарели и требуют реконструкции. В частности, применяемые в РУ-35кВ масляные и баковые вакуумные выключатели имеют следующие недостатки:

- взрыво- и пожароопасны;

- имеют большие габариты;

- ниже степень быстродействия;

- не устойчивы к радиопомехам;

- не являются малообслуживаемыми аппаратами;

- большие уровни коммутационных перенапряжений;

- возможно повторное зажигание дуги.

Одним из способов решения вышеуказанных проблем является при менение элегазовых выключателей, например ВГБ-35, имеющего следую щие преимущества:

- быстродействие и пригодность для работы в любом цикле АПВ;

- возможность осуществления синхронного размыкания контактов непосредственно перед переходом тока через нуль;

- высокая отключающая способность при особо тяжелых условиях отключения (отключение неудаленных коротких замыканий и др.);

- надежное отключение емкостных токов холостых линий;

- малый износ дугогасительных контактов;

- легкий доступ к дугогасителям и простота их ревизии;

- относительно малый вес (с баковыми масляными выключателями);

- возможность создания серии с унификацией крупных узлов;

- пригодность для наружной и внутренней установки.

Относительными недостатками элегазового выключателя ВГБ-35 яв ляются:

- необходимость в наличии устройств для наполнения, перекачивания и очистки шестифтористой серы (SF6);

- относительная сложность конструкции ряда деталей и узлов, а также необходимость применения высоконадежных уплотнений;

- относительно высокая стоимость дугогасящей среды и выключателя в целом.

На рис. 1 представлена конструкция выключателя ВГБ-35.

Рис. 1. Конструкция выключателя ВГБ- Особенностью конструкции является общий бак на все три фазы. Та кая конструкция обеспечивается за счет магнитного дутья, используемого для гашения дуги.

В рамках курсового проектирования мною применен выключатель ВГБ-35кВ на тяговой подстанции в РУ-35кВ в количестве девяти штук.

Выполнена оценка экономической эффективности применения данного выключателя в сравнении с вакуумным выключателем ВВУ-35кВ.

Результаты оценки сведены в таблицу 1.

Таблица Оценка экономической эффективности применения выключателя ВГБ- Тип выключателя Виды затрат на обслуживание ВГБ-35 ВВУ- 6,82 чел.-час 73,8 чел.-час Текущий ремонт 6,82 чел.-час Капитальный ремонт 64,2 чел.-час масла: 4,8 кВт привода: 1,2 кВт Мощность подогрева: элегаза: 0,8 кВт привода: 0,8кВт бака: 1,76 кВт Итого: 17023,33 руб. 60700,08 руб.

Исходя из полученных данных можно сказать, что затраты на экс плуатацию выключателей ВГБ-35 существенно ниже, а именно для от дельной тяговой подстанции составили 393090,75 руб.

Итак, согласно полученным результатам, очевиден экономический эффект от использования рассматриваемых выключателей на тяговой под станции электрифицированных железных дорог. Соответственно, с целью значительного снижения эксплуатационных расходов в системе электро снабжения можно рекомендовать применение элегазовой техники на тяго вых подстанциях.

Библиографический список 1. http://leg.co.ua/knigi/ucheba/elegazovyy-vyklyuchatel-vgb-35.html.

Д.В. Колганов Научный руководитель – доцент Е.Ю. Пузина Иркутский государственный университет путей сообщения ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ В настоящее время в сетях электроснабжения для учета и контроля электроэнергии используются традиционные трансформаторы тока и на пряжения с масляной и элегазовой изоляцией. Данный тип трансформато ров известен нам еще с прошлого столетия, и за десятки лет их использо вания они устарели и требуют замены не просто на такие же новые типы трансформаторов, а на более современные измерительные трансформато ры.

Данные традиционные трансформаторы, претерпев множество преоб разований в конструкции, не избавились от ряда недостатков, вытекающих непосредственно из самой природы данных трансформаторов. Главной причиной этих недостатков является то, что в них используется стальной сердечник, приводящий к явлению резонанса, гистерезиса и насыщения.

Все эти недостатки из-за использования стального сердечника приводят к неточности измерения величин тока и напряжения, и погрешность у дан ных электромагнитных трансформаторов составляет порядка 0,7 %. Также использование в традиционных трансформаторах масла приводит к тому, что они зачастую сами являются источниками взрывов и пожаров. А из-за того, что в качестве изоляции в них применяется масло или элегаз, в про цессе эксплуатации данные трансформаторы требуют постоянного контро ля данного наполнителя, что с экономической точки зрения требует до полнительных денежных затрат.

Все эти известные недостатки традиционных трансформаторов побу ждали разработчиков искать новые пути развития измерительных транс форматоров, которые были бы основаны на других принципах работы.

При разработке совершенно новых видов измерительных трансформа торов усилия ученых и инженеров были направлены прежде всего на по вышение точности и стабильности измерений, устойчивости к воздейст вию внешних факторов, долговечности, безопасности устройства и соот ветственно обслуживающего персонала, а также к снижению стоимости в обслуживании.

В результате самым интересным и поистине революционным подхо дом к изобретению нового типа измерительного трансформатора является использование оптоволокна. Физике уже более 100 лет хорошо известен электрооптический эффект, доказывающий влияние электрического и маг нитного полей на световую волну. Данный эффект был обнаружен англий ским физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем в 1845 году. Из-за использования в новых трансформаторах оптоволокна они получили на звание «оптические измерительные трансформаторы».

Оптический измерительный трансформатор (ОИТ) представляет со бой высокоточный измерительный прибор. Чувствительная катушка из оп тического волокна, осуществляющая измерения, надевается на токоведу щую шину и соединяется с оптоэлектронным измерительным блоком по средством волоконно-оптического кабеля, который не содержит токове дущих элементов. Это позволяет отказаться от традиционной масляной и элегазовой изоляции, что значительно повышает безопасность и экологич ность измерителя по сравнению с традиционными трансформаторами.

На рис. 1 представлена конструкция ОИТ на основе трансформатора NXCT производства Канады. В состав NXCT входит следующее:

– изоляционная колонна 1;

– датчик тока 2;

– основание 3;

– кабельный тракт, включающий в себя кабельный бокс и магистраль ные кабели;

– модульный комплект электроники.

Изоляционная колонна состоит из изолятора, установленного на осно вании, датчика тока (токовая головка) и внутренних волоконно-оптических соединений. Колонна устанавливается на опору или крепится на подвесной арматуре в открытом распределительном устройстве. Измерение произво дит датчик тока, расположенный в верхней части колонны. Датчик под ключается к высоковольтной шине через первичные выводы с шестью от верстиями. Волоконно-оптический кабель прокладывается от колонны до щитовой в кабельных каналах.

Рис. 1. Оптический измерительный трансформатор NXCT Сам изолятор представляет собой стеклопластиковую полую трубу с защитной цельнолитой спиралевидной оболочкой, выполненной из сили коновой резины. Внутренняя полость колонны сухого типа, что обеспечи вает защиту от влаги и изоляцию высоковольтной шины.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
 



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.