Научный архив: статьи

Рассмотрен вопрос идентификации математических моделей рабочих процессов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Для совершенствования методов управления данными системами необходимо иметь адекватное описание рабочих процессов, которые протекают в них. С точки зрения теории автоматического управления такие системы являются сложными объектами с распределенными параметрами, а рабочие процессы трудно поддаются четкой формализации. В этой связи актуальной является задача идентификации данных систем как объектов автоматического управления. Выполнен анализ методов структурной и параметрической идентификации сложных динамических систем. Показано, что системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха инерционны, в которых регулируемая переменная стабилизируется на некотором значении, а переходные процессы имеют не колебательный вид и характерное запаздывание. Рекомендована идентификация математических моделей рабочих процессов данных систем передаточными функциями апериодических звеньев первого и второго порядков с запаздыванием. Авторами представлен пример математической модели отопительно-вентиляционной системы в виде передаточной функции для температуры в значимой (рабочей) зоне помещения по мощности теплового потока приточного воздуха.

В последнее время утепление ограждающих конструкций является одной из основных возможностей повышения энергоэффективности тепловой защиты существующего и возведенного здания.

В данной статье рассмотрено моделирование ограждающей конструкции с оконным откосом в условиях эксплуатации. В результате проведенного анализа, выбран теплоизоляционный материал для утепления вентилируемого фасада с оконным откосом.

Представлены современные пьезоэлектрические материалы и работающие в особых условиях. В таблице показаны свойства и основные физико-техническими характеристики пьезокерамики, производимые на предприятии «ПЬЕЗОПРИБОР».

Рассмотрены перспективы создания новых материалов с необходимыми физико-техническими характеристиками, в том числе биологических пьезоэлектрических материалов.

Выполнены проектирование и сборка экспериментальной малогабаритной электроэрозионной установки, предназначенной для исследования закономерностей электроэрозионной обработки жаропрочных, твердых и труднообрабатываемых материалов. В установке заложены широкие возможности по изменению скорости подачи электрода-инструмента и режимов резания, включая параметры электрических импульсов, подаваемых на электрод-инструмент. Проведены эксперименты режимов работы электрода-инструмента для поиска оптимального режима резанья материала фильеры.

Рассмотрены особенности монокристаллических и поликристаллических материалов электроники, накладывающие ограничения на выбор технологии разделения пластин из таких материалов на отдельные кристаллы. Выполнен анализ различных технологий разделения монокристаллических пластин на кристаллы и обозначены области их применения с учетом обрабатываемого материала, глубины нарушенного слоя и геометрии обрабатываемой поверхности. Определены ограничения на традиционные и современные способы разделения пластин из различных материалов электроники на отдельные кристаллы.

Рассмотрена возможность применения электроэрозионной обработки деталей фрикционной муфты для металлорежущего станка тяжелой серии, позволяющая получить требуемое качество обработанной поверхности при высокой скорости обработки. Показана перспективность применения электрода инструмента из латуни в виду простоты его изготовления и сравнительно низкой стоимости. Приведены результаты экспериментальных исследований и рекомендации по выбору режима электроэрозионной обработки листовой стали. Показана возможность пакетной обработке листовых заготовок при помощи электроэрозионной обработки, позволяющая многократно повысить производительность изготовления таких деталей фрикционной муфты, как ведомые и ведущие фрикционные диски.

В статье приведена математическая модель исследования спироидного зацепления с использованием геометро-кинематических показателей на основе контактной прочности и из условия отсутствия заедания применительно к приводам кузнечно-прессового оборудования.

В статье представлены результаты прессования и спекания порошковых сплавов на основе меди легированных алюминием. Показано, что на процесс прессования порошковой шихты на основе меди влияет химический состав. С увеличением концентрации алюминия в шихте сила прессования уменьшается. Плотность прессовок уменьшается за счет увеличения структурной деформации, причем у порошковой меди более интенсивно. При большей величине структурной деформации плотность прессовок, содержащих 10 % алюминия меньше, что связано с наличием оксидной пленки на поверхности частиц алюминия, которая препятствует сращиванию частиц.

В статье рассматриваются вопросы математического моделирования тепловых процессов в биогазовых установках с целью повышения равномерности распределения температурного поля в биореакторе. При анаэробном сбраживании навоза и других сельскохозяйственных отходов можно получить биогаз, который позволит обеспечить до 25% потребности малых сельхозпотребителей в энергоносителях и ценные биоорганические удобрения. Такая переработка отходов является наиболее эффективным эколого-ориентированным мероприятием, обеспечивающим его обеззараживание, снижение загрязнения почвы, водных ресурсов и атмосферы загрязняющими веществами и патогенной флорой. Переработка сельскохозяйственных отходов в биогазовых установках - сложная задача, которая в настоящее время еще не решена в полной мере. Анализ результатов исследований эффективности процесса перемешивания и нагрева в конструкции биогазовых установок, теоретических и экспериментальных исследований по утилизации отходов сельскохозяйственного производства с выработкой биогаза и биоудобрений показал, что существующие способы нагрева и перемешивания не обеспечивают равномерный нагрев сбраживаемой массы. В связи с этим разработана технологическая схема биогазовой установки для нужд малых фермерских хозяйств, обеспечивающей однородность температурного поля, состоящей из метантенка, газгольдера, перемешивающего и нагревательного устройства, вспомогательного оборудования и аппаратуры контроля и автоматики. Температурная однородность перемешиваемой среды достигается при совмещении теплообменника и перемешивающего устройства в один узел таким образом, что верхние и нижние лопасти смещены относительно друг друга под углом 25-35, а боковые лопасти расположены под углом 25-35 относительно горизонтальной плоскости биореактора. Проведѐнные исследования по математическому моделированию позволили определить экономичные режимы работы биогазовой установки.

Интенсивное развитие современного сельскохозяйственного машиностроения требует разработки новых композиционных материалов на основе полимеров, обладающих высокими значениями эксплуатационных свойств. Улучшение эксплуатационных характеристик обеспечивается введением в полимерную матрицу упрочняющих добавок. Перспективными материалами для этих целей являются углеродные волокна. Введение углеродных волокон в полимер способствует созданию высокомолекулярного полимерного материала. В качестве матричного полимера использован фенилон, получаемый на основе ароматических полиамидов. Преимущество фенилона заключается в том, что материалы на его основе сочетают высокую тепло- и термостойкость с морозостойкостью, жесткость и прочность с хорошими антифрикционными свойствами, что обеспечивает возможность их широкого применения в сельскохозяйственном машиностроении. Исследованы механические свойства углепластиков на основе фенилона, наполненного углеродным волокном. В рамках фрактального анализа получены корреляционные зависимости между модулем упругости исследованных углепластиков и фрактальной размерностью областей локализации избыточной энергии, которая «закачивается» в полимерную матрицу. Показана возможность существенной вариации модуля упругости при постоянном содержании наполнителя за счет структурных изменений. Увеличение «закачиваемой» в полимерную матрицу энергии или степени ее «возмущения», характеризуемое повышением размерности областей локализации избыточной энергии, приводит к росту упругости, а усиление обратной связи в структуре углепластиков, означающее «перекачку» полимерного материала из одной плотноупакованной компоненты в другую, определяет снижение его величины.

Статья посвящена проблеме создания конструкционных полимерных композитов, обладающих высокими значениями эксплуатационных свойств. Наиболее перспективными для этих целей являются углепластики на основе фенилона, наполненные короткими углеродными волокнами. Наполнение фенилона твердыми волокнами повышает жесткость, сопротивляемость текучести, прочность, огнестойкость, вязкость разрушения, трибологическую износостойкость, снижает коэффициент теплового расширения и трения. Полимерные композиты на основе фенилона являются структурно сложными телами, состоящими из полимерной матрицы, наполнителя и межфазной области. Обнаружена зависимость структуры и свойств углепластиков от продолжительности смешения компонентов, причем эта зависимость имеет синергетический характер. Подобный характер структуры подразумевает взаимосвязь характера структуры с распределением, ориентацией и агрегацией углеродных волокон. Исследована зависимость управляющего параметра структуры углепластиков (фактора ориентации волокон) от продолжительности смещения компонентов во вращающемся электромагнитном поле для трех используемых длин неравновесных ферромагнитных частиц. Определена оптимальная длина ферромагнитных частиц, при которой возможна максимальная ориентация углеродных волокон в полимерной матрице. Показано, что фактор ориентации волокон определяет формирование структуры углепластиков только в определенных пределах, контролируемых молекулярными и структурными характеристиками полимерной матрицы. Использование вариации фрактальной размерности структуры углепластиков позволил рассчитать возможные изменения его механических свойств.

Существующие конструкции машин для обработки приствольных зон не позволяют полностью обрабатывать приствольную полосу плодовых насаждений при однократном проходе агрегата вдоль линии ряда, что отрицательно сказывается на эффективности их применения на террасированных склонах, где подход к линии ряда возможен только с одной стороны. В основном, производители плодово-ягодной продукции, осуществляющие свою деятельность в условиях предгорного склонового садоводства, не имеют специальных машин и механизмов для поверхностной обработки приштамбовой зоны в один проход агрегата. Следовательно, разработка технических средств для обхода штамба дерева в условиях склонового террасного садоводства и реализация на его основе механизма конструкции косилки является актуальной проблемой. Для повышения качественных показателей работы и снижения энергетических затрат работы устройства при проворачивании поворотной секции с установленными на ней роторными рабочими органами с ножами вокруг штамба дерева предлагается конструктивно-технологическая схема двухроторной косилки для обработки зоны приствольного круга деревьев в условиях террасы за один проход машинотракторного агрегата. Полученные результаты лабораторных исследований технических и технологических параметров, а также производственных испытаний механизма двухроторной косилки подтвердили высокое качество выполнения технологического процесса.