научный журнал по энергетике Известия Российской академии наук. Энергетика ISSN: 0002-3310

КУЗНЕЦОВ Г.В., КУРИЛЕНКО Н.И., МАКСИМОВ В.И., МАМОНТОВ Г.Я., НАГОРНОВА Т.А. — 2014 г.

Представлены результаты численных исследований теплопереноса в режиме свободной конвекции в закрытой прямоугольной области, нагреваемой инфракрасным излучателем. Решена система уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеска, уравнения энергии для газа, находящегося внутри замкнутого контура, и уравнений теплопроводности для ограждающих вертикальных и горизонтальных стенок. Проведен сравнительный анализ нескольких типичных свободноконвективных режимов теплопереноса в рассматриваемой области. Установлена существенная нестационарность анализируемого процесса теплопереноса. Выделены особенности формирования температурных полей при работе инфракрасных излучателей.

АСТАШЕВ М.Г., ПАНФИЛОВ Д.И., РАШИТОВ П.А., РОЖКОВ А.Н. — 2014 г.

In this paper the electromagnetic processes analysis of the AC thyristor bridge with different switching control methods is described. Thyristor bridge state switching takes place without short circuit loopson the AC network safe time interval. Conditions for missing safe switching interval on the full period AC network are found. Differences in the switching processes on fully cut-of by limitations commutation interval by different methods are presented. Based on defined criteria the operational limitations for safe AC thyristor bridge switching are found. Pspice model of the AC current thyristor bridge is created. By means of different control methods electromagnetic processes in PSpice are simulated. Qualitative matching of modeling results and theoretical analysis of the AC current thyristor bridge switching processes is shown. For different switching control methods requirements to control system structures are defined.

БУТЫРИН П.А., ЗАЙЦЕВА Н.Н. — 2014 г.

Обосновывается возможность аналитического определения чувствительности показателей интенсивности и качества электроэнергии линейных электрических цепей к изменению параметров пассивных элементов электрических цепей и параметров аналитически заданных функций активных элементов - источников тока и напряжения. Рассматривается решение подобной задачи для чувствительности к собственным частотам цепи. Оценивается сложность и алгоритмичность реализации этой возможности для практических задач.

ДЕМИН В.Ф., КУЗНЕЦОВ В.П., МАКАРОВ В.И., МОЛЧАНОВ А.С., СОЗОНЮК В.А., ШМЕЛЕВ В.М. — 2014 г.

В рамках российской части международного проекта ИНПРО (МАГАТЭ) выполнен экспертный анализ вопросов гражданской ответственности за ядерный ущерб для атомной энергетики на основе транспортабельных атомных энергетических установок малой мощности (ТАУ). Рассмотрены особенности экономики и безопасности ТАУ на примере проекта плавучего атомного энергоблока "Академик Ломоносов" и возможные подходы к страхованию ТАУ. Показано, что для ТАУ может быть обеспечена полная финансовая ответственность оператора за ущерб третьим лицам от аварии ТАУ при приемлемых финансовых затратах на ядерное страхование. Рекомендованы направления дальнейших исследований.

МЕЗЕНЦЕВ И.В., МЕЛЕШКИН А.В., НАКОРЯКОВ В.Е., ЦОЙ А.Н. — 2014 г.

Экспериментально исследованы гидродинамические процессы, возникающие при инжекции криогенной жидкости в воду. Оптическая регистрация процесса ин-жекции струи жидкого азота в воду выявила структуру и этапы этого процесса. Полученные результаты могут быть использованы при изучении нового метода получения газогидратов, основанного на ударно-волновом способе.

АСТАХОВ В.И., ДАНИЛИНА Э.М. — 2014 г.

Выполнен расчет вихревых токов и координат электромагнитной силы, испытываемой прямоугольным витком, несущим постоянный ток, при движении витка над немагнитной бесконечной проводящей пластиной с разрезом. Последний имитирует стык путевой структуры системы электродинамического подвеса. Расчет проведен в условиях, когда пластина является геометрически тонкой и может быть заменена проводящей поверхностью. Принятая идеализация подтверждается сравнением с данными расчетов, полученными другими авторами по строгой математической модели для пластины без разреза. Результаты, представленные графиками зависимостей координат электромагнитной силы от времени, показывают, что подъемная сила над разрезом испытывает провал, который может достигать десятков процентов, а возмущение тормозной силы имеет знакопеременный характер и может многократно превышать по модулю ее значение.

ДРОЗДОВ М.С., ПЕРМИНОВ А.П., СВЕТЛИЧНЫЙ С.И. — 2014 г.

Эффективными центрами конденсации водяных паров являются ионы. Это явление нашло применение в камерах Вильсона. Но ранее не стоял вопрос о подобной роли таких реакционно-способных частиц, как свободные радикалы и атомы. В земной атмосфере имеется достаточное количество различных поллютантов, способных диссоциировать под действием УФ крыла солнечного излучения. С помощью камеры Вильсона продемонстрировано существенное каталитическое (ускоряющее) действие продуктов фотодиссоциации атмосферных примесей на конденсацию перенасыщенных водяных паров. Исследованы следующие вещества: CF 2Cl 2, CCl 4, H 2S, NH 3, СF 3I, C 3F 7I. Облучение производилось эксимерным ArF-лазером (193 нм). При облучении этих примесей конденсация водяных паров наступает при гораздо меньших степенях перенасыщения, чем в отсутствие облучения. Таким образом, явно имеет место эффект сильного влияния свободных радикалов и атомов на конденсацию водяных паров. Дана трактовка наблюдаемых результатов при наличии и отсутствии облучения. Экспериментально показано и объяснено также влияние начального давления водяных паров на процесс конденсации.

ВЕЩУНОВ О.В., КОНОНЕНКО В.Ю., СМОЛЕНЦЕВ Д.О. — 2014 г.

Масштабное развитие атомной энергетики требует соответствующих откликов от маневренной генерации и электросетевого хозяйства, которые обеспечивают регулирование мощности в энергосистеме. В ближайшее десятилетие покрытие переменной зоны графика электрических нагрузок в отдельных энергосистемах будет невозможно обеспечить без участия атомных электростанций (АЭС). В статье на примере атомной энергетики даны результаты исследований по определению задач и возможных эффектов использования сетевых накопителей энергии (СНЭ) для обоснования целесообразности их применения в составе национальной системы электроснабжения (как самостоятельных системных регуляторов) и совместно с объектами генерации. Представлены оценки возможных технико-экономических эффектов, в том числе связанных с частичным или полным переносом функций маневрирования с энергоблоков АЭС на СНЭ.

ВАСЬКОВСКАЯ Т.А. — 2014 г.

В статье предлагается новый подход к анализу ценовых сигналов оптового рынка электроэнергии и мощности, который основан на анализе влияния входных данных задачи оптимизации электрического режима, а именно: параметров электрической сети и энергопринимающего оборудования, которые могут изменяться под влиянием управляющих устройств. Показана возможность управления свободными ценами на электроэнергию на оптовом рынке электроэнергии путем изменения параметров управляющих устройств и энергопринимающего оборудования. Дополнительным эффектом от управления свободными ценами может стать повышение эффективности передачи электроэнергии и экономичное использование топливно-энергетических ресурсов (энергосбережение).

ДЕМИРЧЯН К.К., ДЕМИРЧЯН К.С. — 2014 г.

Неоднозначная оценка наблюдающегося повышения среднегодовой температуры планеты и особенно близкий к келейному стиль работы основных исследователей этой проблемы породили множество противников и самой идеи опасного характера этого повышения, и способов предотвращения роста температуры. Возникли сомнения относительно обоснованности утверждений МГЭИК о необходимости принятия к исполнению решений, вытекающих из протоколов Киото по ограничению выбросов углекислого газа. В настоящей работе приводятся результаты многолетних исследований, которые показывают и наличие влияния человеческой активности, особенно роста численности населения планеты, на повышение среднегодовой температуры планеты, и, главное, представляют более обоснованный метод прогнозирования хода этого повышения и его неопасного характера.

ВЫСОЦКИЙ В.Л., СИВИНЦЕВ Ю.В., СОТНИКОВ В.А., ХОХЛОВ В.Н. — 2014 г.

Приведены методология и результаты средневзвешенной оценки выхода техногенных радионуклидов в морскую воду из ядерных и радиационно-опасных объектов при длительном нахождении на грунте с момента затопления до полного разрушения конструктивных элементов. Дана оценка ожидаемых радиоэкологических последствий загрязнения окружающей среды для основных этапов разрушений.

СИНЯВСКИЙ В.В., СОБОЛЕВ В.Я. — 2014 г.

В космических ЯЭУ субмегаваттной мощности в качестве теплоносителя используется литий, конструкционного материала - ниобиевый сплав. Для отработки литий-ниобиевой технологии в РКК “Энергия” были созданы материаловедческие и конструкторско-технологические литий-ниобиевые контуры, проведены их испытания при рабочей температуре лития 1070-1300 К. Для измерения расхода и давления лития были разработаны специальные датчики, позволяющие без демонтажа контура проводить их градуировку и поверку. Описаны структурные схемы электромагнитного измерителя расхода и электромагнитного и струнного измерителей давления литиевого теплоносителя систем охлаждения ЯЭУ. Изложены принципы работы этих измерителей. Были разработаны расходомеры для диаметров канала от 10 до 100 мм, обеспечивающие измерение расходов лития в 0,1-30 л/с погрешностью 3% для расчетной тарировки и 1% при объемной градуировке. Температурная погрешность датчиков давления не выше 0,4% на 100 К, нелинейность и гистерезис градуировочной характеристики - не более 0,3 и 0,4%, соответственно. В качестве примеров использования датчиков приведены результаты испытаний макета модуля ЯЭУ и тепловых труб холодильника-излучателя.

ВАЖЕНИН Н.А., ПЛОХИХ А.П. — 2014 г.

По данным экспериментальных исследований рассматриваются методы и результаты имитационного моделирования нетеплового излучения стационарных плазменных двигателей, которое представляет собой помеху для канала “Земля-КА” систем космической связи. Проводится сравнительный анализ статистических характеристик излучения стационарных плазменных двигателей (СПД) в радиодиапазоне, полученных экспериментально, с характеристиками разработанных имитационных моделей таких процессов. Рассматривается возможность использования разработанных имитационных моделей излучения СПД в радиодиапазоне при моделировании цифровых алгоритмов обработки сигналов в системах космической связи.

ВОРОПАЙ Н.И., СТЕННИКОВ В.А. — 2014 г.

Рассматривается концепция интегрированных интеллектуальных энергетических систем с учетом специфики российской энергетики. Вводится трехслойная структура в трех измерениях, представляющая различные аспекты рассмотрения интегрированных интеллектуальных энергетических систем. Формулируются задачи исследований таких систем на разных уровнях.

ГОЛОВИНСКИЙ И.А., ЛОНДЕР М.И. — 2014 г.

Рассматриваются предпосылки и возможности применения идеологии много-агентных интеллектуальных систем в сфере оперативно-диспетчерского управления электрическими сетями (ОДУЭС). Описываются архитектура и схема функционирования интеллектуального агента ОДУЭС. В качестве универсальной модели памяти агента ОДУЭС предлагается концепция графореляционной системы. Отмечается роль Общей модели информации (CIM) как необходимого инструмента обеспечения коммуникаций между агентами.

ГОЛОВИНСКИЙ И.А. — 2014 г.

Описываются формально-логические механизмы выработки решений интеллектуальными агентами оперативно-диспетчерского управления электрическими сетями (ОДУЭС). На основе метода резолюций предлагаются общие схемы логического вывода для трех классов логических агентов ОДУЭС: планирования операций, контроля и блокировки переключений, анализа нештатных ситуаций.

КОРОТЕЕВ А.А., ПОПУШИНА Е.С., САМСОНОВ А.Б. — 2014 г.

Составной частью бескаркасных устройств для отвода низкопотенциального тепла в циклах космических энергетических установок нового поколения является уловитель диспергированной капельной пелены. В предлагаемой работе проводится исследование закономерностей функционирования пассивных уловителей, отличающихся отсутствием движущихся элементов. Разработаны теоретические основы и методы программно-математической реализации применительно к задачам исследования движения в космосе пленок жидких сверхвысоковакуумных рабочих тел по плоским поверхностям в условиях локализованного массоподвода. Выявлены физические закономерности, характеризующие развитие течения, формы наружной поверхности пленки, зависимости ее толщины от начальной скорости движения, температуры теплоносителя, геометрии улавливающего устройства. Установлены зависимости формы и размеров поверхности уловителя капель, а также параметры вспомогательной пленки теплоносителя, использование которых может обеспечить перекрытие пленкой горловины устройства и достижение минимально допустимого значения давления рециркулирующего теплоносителя.

АКСЁНОВ А.А., ЖЛУКТОВ С.В., КУДИМОВ Н.Ф., САВИЦКИЙ Д.В., СОН Э.Е., ТРЕТЬЯКОВА О.Н., ШИШАЕВА А.С. — 2014 г.

Приведены результаты численного моделирования процессов сложного сопряженного теплообмена, протекающих в силовых трансформаторах большой мощности. Проведено моделирование течений и теплообмена внутри трансформатора со статической защитой от взрыва. Выполнен анализ результатов расчетов в программном комплексе FlowVision и проведено сравнение построенной модели с реальными экспериментальными данными тепловых испытаний трансформатора.

КРАВЦОВА А.Ю., МАРКОВИЧ Д.М., ПЕРВУНИН К.С., ТИМОШЕВСКИЙ М.В., ХАНЪЯЛИЧ К. — 2014 г.

С применением высокоскоростной визуализации и анемометрии по изображениям частиц (метод Particle Image "Velocimetry - PIV) были исследованы кавитирую-щие течения вблизи плоской пластины с закругленной носовой частью и гидрокрыла NACA0015 при углах атаки от 0 до 9 град. В экспериментах при вариации числа кавитации было зарегистрировано несколько известных типов кавитации, а также некоторые отличия. Так, при малых углах атаки (до 3 град.) кавитация на пластине возникает в форме массива стриков, тогда как на гидрокрыле - в виде отдельных пузырей. Для гидрокрыла NACA0015 на режимах с развитой кавитацией разрозненные и перемежающиеся стрики делятся и увеличиваются, но впоследствии сливаются в облака пузырей, формируя крайне регулярную ячеистую структуру. При увеличении угла атаки до 9 град. структура кавитационной каверны на гидрокрыле изменяется на стриковую, как в случае с пластиной. Структура каверны на пластине не претерпевает существенных изменений при увеличении угла атаки. В работе показано, что метод PIV позволяет измерять скорость в кавитирующих течениях, в т.ч. в пределах парогазовой фазы. Из анализа распределений средней скорости течения и моментов флуктуаций скорости было установлено, что зарождение кавитации обусловлено развитием потока несущей жидкости вблизи передней кромки гидропрофиля. Однако вниз по потоку структура течения сильно зависит от режима кавитации, что видно из сравнения распределений со случаем однофазного потока. Настоящие измерения качественно подтверждают общие тенденции и показывают некоторые количественные отличия для двух рассматриваемых тел обтекания.

БЕРНЕ А.Л., БУЛЫСОВА Л.А., ВАСИЛЬЕВ В.Д., ТУМАНОВСКИЙ А.Г. — 2014 г.

Предложена методика компьютерного моделирования нестационарных процессов в камере сгорания газотурбинной установки на режимах перехода с пилотного на основной режим горения. Показано влияние вихреобразования на возбуждение виброгорения. Дана количественная оценка связи развития виброгорения с шириной полосы доминирующей гармоники спектра пульсаций давления.