Статья: ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЧНОСТИ ЛАПЫ КУЛЬТИВАТОРА (2025)

В работе рассматривается кинематика кривошипно-шатунного механизма поршевой машины со встречным движением поршней, в которой поршни движутся в общем цилиндре и имеют общую камеру сгорания. Конструкция встречно-поршневых двигателей известна более 100 лет, однако разработана новая разновидность такого двигателя, в котором цилиндр имеет изогнутую форму и поршни двигаются вдоль него с минимальным трением. Математический аппарат для исследования такого типа двигателя в классическом виде получается достаточно сложным и нуждается в новых подходах. Предложено представить рассмотрение кинематики встречно-поршневого двигателя методом расчета движения точек звеньев механизма с использованием эллиптических функций Якоби. Показано, что задача о движении кривошипно-шатунного механизма, наряду с прикладными задачами колебаний произвольной амплитуды и вращения волчков, естественным образом задается в классе двоякопериодических комплексных функций. В работе описаны движения кривошипно-шатунных механизмов и определены функции для представления движения звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с использованием эллиптических функций Якоби. В настоящее время эллиптические функции встроены в аналитические компьютерные пакеты программ и удобны в работе, в связи с чем сделан вывод о целесообразности использования эллиптических функций для расчета поршневых машин.

Исследована интеграция пьезоэлектрических элементов с морским буем. Растущий глобальный интерес к возобновляемым источникам энергии привел к значительным исследованиям в области использования энергии морских волн для устойчивого применения. В данном исследовании представлена маломощная пьезоэлектрическая система, разработанная для использования волнового движения морских буев. Предлагаемая система объединяет пьезоэлектрический элемент с буем для оптимизации преобразования энергии. Структура буя была протестирована в контролируемой волновой среде, продемонстрировав, что колебания, вызванные волнами, усиливают пьезоэлектрический выход. Результаты экспериментов показали, что пиковое выходное напряжение составляет 6,3 В при различных волновых условиях, а максимальная мощность достигает 0,22 мВт при высоте волны от 9 до 19 см. Исследование подчеркивает целесообразность использования пьезоэлектрического сбора энергии с помощью волн для автономных морских аппаратов, особенно в гибридных конфигурациях для мониторинга прибрежных и морских районов, обеспечивая надежную генерацию энергии в неблагоприятных погодных условиях. Экспериментальные результаты показывают, что система достигла максимальной мощности 220 мкВт при мощности волны 24,55 Вт на частоте 30 Гц.

Использование рабочих веществ с постоянными температурными условиями кипения и конденсации в децентрализованных теплонасосных системах для нагрева и охлаждения сред с ограниченным тепловым потенциалом приводит к сокращению теплоты, поступающей от низкотемпературных источников и снижению коэффициента преобразования. В связи с этим актуальным является разработка метода повышения коэффициента преобразования децентрализованных теплонасосных систем, использующих среды с ограниченным тепловым потенциалом. В работе предложен метод, согласно которому коэффициент преобразования децентрализованных теплонасосных систем находится на основе определения минимальной разности температур зеотропной смеси между конденсатором и испарителем теплового насоса, путем подбора мольного содержания компонента, имеющего более низкую температуру испарения. Предложена зависимость по определению действительного коэффициента преобразования децентрализованных энергетических теплонасосных систем, использующих зеотропные смеси. Предложенный метод значительно увеличивает коэффициент преобразования децентрализованных теплонасосных систем, использующих среды с ограниченным тепловым потенциалом, температура которых меняется в процессе нагрева и охлаждения. Так, для децентрализованных теплонасосных систем по воздушной сушке строительной продукции получено значение коэффициента преобразования, равное 11,6, что в 2,35 раза выше, чем для такой же установки, работающей на чистом рабочем веществе.

Основной тенденцией последних лет в энергообеспечении потребителей, находящихся вдали от централизованных систем газоснабжения, является широкое применение децентрализованных систем, использующих пропан-бутановые смеси сжиженного углеводородного газа на нужды основного или резервного газоснабжения. Системы автономного энергоснабжения потребляют сжиженный углеводородный газ, с принудительным переводом его из жидкого состояния в газообразное, применением специализированных промышленных электрических испарителей, характеризующихся значительной материалоемкостью. В этой связи целью данной работы является разработка новой конструкции промышленного электрического испарителя с минимальной материалоемкостью. В целях повышения эффективности разработки новых ресурсоэнергосберегающих ПЭИ предлагается универсальный метод, который опирается на системный подход при разработке сложных технических устройств с заранее установленными требованиями, базирующийся на методических разработках по созданию новых технических моделей и конструкций. При системном подходе к созданию ресурсосберегающего испарителя сжиженного углеводородного газа в статье предлагается определенный алгоритм действий, позволяющий установить минимально допустимые значения управляющих параметров, что позволит создать модель промышленного электрического испарителя с минимальной материалоемкостью. В результате создана модель, на основе которой разработана конструкция промышленного электрического испарителя сжиженных углеводородных газов, отличающаяся минимальными показателями материалоемкости и высокой эффективностью теплообмена. Использование системного подхода в процессе разработки новых устройств существенно снижает вероятность негативных последствий при реализации инвестиционных проектов, сопряженных с высоким уровнем рисков, что, в свою очередь, способствует увеличению надежности капитальных вложений в новые технические устройства, особенно в условиях венчурного финансирования.