научный журнал по комплексному изучению отдельных стран и регионов Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология ISSN: 1608-8298

ОБУХОВ СЕРГЕЙ ГЕННАДЬЕВИЧ, ПЛОТНИКОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ — 2015 г.

В статье представлены результаты моделирования и исследования режимов работы солнечной фотоэлектрической станции с контроллером поиска точки максимальной мощности. Рассмотрены наиболее распространенные методы поиска точки максимальной мощности солнечных батарей: метод постоянного напряжения; метод напряжения холостого хода; метод короткого замыкания; метод случайных возмущений; метод приращения проводимости. Построена комплексная модель фотоэлектрической станции, включающей в себя солнечную батарею, силовой преобразователь с контроллером управления. Приведены результаты моделирования рабочих режимов системы при изменении солнечной инсоляции и температуры солнечной батареи. Выполненный обзор различных методов поиска точки максимальной мощности солнечной батареи и анализ их функционирования при различных климатических условиях может быть полезен широкому кругу специалистов в области фотоэнергетики. Все предложенные модели компонентов фотоэлектрических систем реализованы в MATLAB/Simulink, что позволяет использовать их после несложной доработки для исследования систем произвольной конфигурации с другими типами преобразователей и контроллеров поиска точки максимума отбора мощности.

ЗАКОЖУРНИКОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ, КУЗЕВАНОВ ВЯЧЕСЛАВ СЕМЕНОВИЧ — 2015 г.

Предметом исследования является процесс тепломассообмена в печах сопротивления при производстве карбида кремния. В общей физической модели процесса рассматривается твёрдое тело с газовыми полостями и внутренним тепловыделением. Твёрдая составляющая многокомпонентна и увлажнена. Учитываются теплопроводность при переменных теплофизических параметрах, переменная пористость, тепло химических реакций, процесс сушки твёрдой составляющей, генерация газовой составляющей в химических реакциях и перенос тепла фильтрационным потоком газа. Математическое описание процесса представляет собой систему из двух дифференциальных уравнений: уравнения теплопроводности для пористого тела с химически реагирующими компонентами и уравнения переноса тепла в процессе фильтрации газа через взаимосвязанные поры. Дифференциальные уравнения дополнены необходимыми замыкающими соотношениями. Замыкающие соотношения получены в результате рассмотрения моделей процессов, сопутствующих производству карбида кремния: сушки, расчёта поля давления в системе связанных пор, удельного тепла химических реакций и эффективного коэффициента теплопроводности. Полученная математическая модель позволяет определить температурные поля, подобрать варианты загрузок печи и режимов плавки при производстве карбида кремния.

2015

2015

2015

2015

АБРУКОВ ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ, СМИРНОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ — 2015 г.

С помощью искусственных нейронных сетей созданы многофакторные вычислительные модели, обобщающие результаты экспериментов по получению фотосенсоров на основе тонких пленок металлов и нанопленок линейно-цепочечного углерода. Полученные модели позволяют решать прямые и обратные задачи создания фотосенсоров с заданными характеристиками, а также прогнозировать новые технологии их создания.

2015

ТЕРЕЩУК ВАЛЕРИЙ СЕРГЕЕВИЧ — 2015 г.

В статье рассматриваются неравновесные процессы в гидридах металлов. В марте 1989 г. появилась статья М.Флейшмана и С.Понса, в которой утверждалось, что авторы открыли холодный термояд, ссылаясь на тепловые эффекты, которые они получили в результате опытов на электролизной ячейке. В нашей печати мнения ученых разделились, и это продолжается до сих пор. Одни считают, что это прорыв в энергетике, другие отнеслись явно скептически. Среди последних д-р физ.-мат. наук В.П. Смилга, который закончил свою статью в журнале «Знание - сила» словами: «Но если эффектик и есть, рассчитывать на чудо не стоит. В лучшем случае - это любопытная новая главка из физики неравновесных процессов в гидридах металлов». Автор этой статьи в результате анализа литературы по экстремальному поведению, в частности алюминия, и собственных опытов и теоретических изысканий доказал избыточность энергии при разрушении короткоживущих гидридов металлов.

2015

БЛАГОЧИННОВ АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ, ГРИГА АНАТОЛИЙ ДАНИЛОВИЧ, ИВАНИЦКИЙ МАКСИМ СЕРГЕЕВИЧ — 2015 г.

В статье рассмотрены наиболее распространенные конструкции газотурбинных установок, эксплуатируемые в широком диапазоне режимных характеристик и климатических условий. Отмечены достоинства и недостатки схемных решений газопаровых установок. Приведено описание новой схемы газопаровой установки, в которой рабочий процесс осуществляется в двух проточных частях энергетических газотурбинных установок, частично объединенных, с раздельными выходами газов. Пар генерируется в выходном потоке одной проточной части установки и подводится в проточную часть другой энергетической газотурбинной установки. Показано, что повышается эффективный КПД установки, увеличивается мощность. Тепловая схема ГПУ разработана с учетом современных экологических требований. Отмечено, что вопрос о целесообразности улавливания введенных в камеру сгорания водяных паров не имеет универсального решения и определяется конкретными условиями работы вновь сооружаемых или реконструируемых ТЭС.

2015

2015

БАБАЕВ БАБА ДЖАБРАИЛОВИЧ — 2015 г.

В статье даны термодинамические характеристики новых, полученных экспериментально, эвтектических составов и выявленных программой реакций в многокомпонентных системах на основе солей щелочных и щелочноземельных металлов. Показана перспективность и экологическая безопасность их использования в качестве фазопереходных и термохимических теплоаккумулирующих материалов в энергоустановках на базе возобновляемых источников энергии по сравнению с гидроаккумулированием.

АРУТЮНОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ, ЗАХАРОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ, ШМЕЛЕВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ — 2015 г.

Предложен новый тип высокоэффективных экологически чистых энергоустановок небольшой мощности на основе возобновляемых энергоносителей как органической, так и неорганической природы: биогаза и алюминия. Окисление алюминия в водной суспензии происходит в волне горения в высокотемпературном реакторе при давлениях до 100 атм и температурах 2 500 - 3 000 °С с раздельной генерацией водорода и энергетического пара. На первой стадии происходит горение водно-алюминиевой суспензии стехиометрического состава с образованием водорода и твердого каркаса из раскаленного оксида алюминия. На второй стадии после отбора водорода в реактор подается дополнительное количество воды, превращающейся при взаимодействии с раскаленным оксидом алюминия в высокопотенциальный пар. После удаления твердого оксида алюминия процесс может быть повторен. При этом удается избежать попадания мелкодисперсных частиц корунда в энергоустановку. В качестве устройства для сжигания низкокалорийного биотоплива используется объемная матричная горелка. Возможность устойчивого горения низкокалорийного биогаза в такой гибридной энергоустановке обеспечивается как особенностями горелочного устройства на основе объемной матрицы, так и подачей в него водорода, генерируемого при горении водно-алюминиевой суспензии. Таким образом, данная комбинированная энергоустановка позволяет совместить процессы горения двух различных типов возобновляемых энергоносителей в единый энергетический процесс, в котором образующийся при окислении алюминия водород поддерживает устойчивое горение в матричном горелочном устройстве низкокалорийного биогаза, обеспечивая тем самым экологически чистое производство энергии из возобновляемых энергоносителей для распределенной энергетики.

АКЕЛЬКИНА СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА, КСИНГ ВЕЙ, ЛЮТИКОВА ЕЛЕНА КОНСТАНТИНОВНА, ПИМЕНОВ ВИТАЛИЙ ВИКТОРОВИЧ, САЛЬНИКОВ СЕРГЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ, ФАТЕЕВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ — 2015 г.

Исследованы возможности использования этанола в концентрациях до 40 об. % в качестве деполяризатора анода для электролизера с твердым полимерным электролитом (ТПЭ) и обеспечения его пуска при отрицательных температурах. В качестве анодных катализаторов применялись платина, иридий и твердый раствор Pt-Ru (1:1 ат.%), а в качестве катодных - Pt на Vulcan XC-72 и Pt-Ru. Показано, что во всех случаях при использовании водно-этанольных растворов с концентрацией этанола до 40 об. % напряжение на ячейке в целом возрастает, что обусловлено увеличением сопротивления мембраны и снижением скорости катодного процесса из-за пассивации/отравления катодного платинового катализатора как самим этанолом, так и продуктами его окисления. Определенное негативное влияние имеет и более сильное набухание мембранно-электродного блока (МЭБ) в растворе этанола, что ведет к его частичному разрушению (расслаиванию). Энергозатраты на получение водорода электролизом спиртовых растворов ниже, чем электролизом воды, однако, экономическая целесообразность такого процесса вызывает сомнения. Показано, что электролизная ячейка может выдерживать замораживание при температуре -15...-20 °С, причем в этих условиях сопротивление мембраны в водно-этанольных растворах ( до 40 об. % ) не является критичным, и подача данных растворов в электролизную ячейку позволяет начать электролиз воды при напряжении 2,0...2,2 В и токе 0,07...0,13 А/см 2. Это обеспечивает «холодный пуск», последующий саморазогрев электролизной ячейки и дальнейшее использование деионизованной воды для ведения процесса.

ТРОХИМЧУК КАТЕРИНА АЛЕКСЕЕВНА, ТРОХИМЧУК МАРИНА ВИКТОРОВНА — 2015 г.

Проведены исследования загрязнения мелкодисперсной пылью атмосферного воздуха городских территорий при выполнении строительных работ, связанных со вскрытием дисперсных грунтовых массивов (глинистых, суглинистых, лессовых и искусственных пылеватых грунтов). Использовалась методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением компьютерных технологий. Показаны принципы районирования городских территорий по степени интенсивности пылевыделения дисперсных грунтовых массивов при проведении строительных работ. Районирование выполнено на примере г. Волгограда, характеризующегося преобладанием в зоне оснований и фундаментов дисперсных грунтов (до 70%). Территория г. Волгограда разбита на три типа районов, для которых разработаны рекомендации и мероприятия, обеспечивающие функционирование застраиваемых территорий с минимальной техногенной нагрузкой на атмосферный воздух городской среды.

КУЗЕВАНОВ ВЯЧЕСЛАВ СЕМЕНОВИЧ, СУЛТАНОВ МАХСУД МАНСУРОВИЧ — 2015 г.

В работе сформулирован критерий целесообразности переброса тепловой и (или) электрической нагрузок с одного энергоблока на другой, если эти энергоблоки работают на разных видах топлива. Рассмотрена ситуация, когда стоимость топлива изменилась и (или) изменились штрафные санкции за вредные выбросы с продуктами сгорания топлива. На простых примерах продемонстрирована работоспособность алгоритма расчета экономически целесообразных изменений в распределении тепловой и электрической нагрузок между турбоагрегатами.

ГОЛЬЦОВА МАРИЯ ВИКТОРОВНА — 2015 г.

В статье дан краткий обзор некоторых водородоупругих и водородопластических эффектов, экспериментально зафиксированных при исследовании модельной системы Pd-H методиками прямого наблюдения in situ, в том числе с видеозаписью протекающих процессов. Показано, что описанные в данной статье экспериментально зарегистрированные эффекты представляют не только строго научный интерес для углубления знаний о фундаментальных закономерностях взаимодействия водорода с металлами. Их следует учитывать в конкретных технологиях использования систем Ме-Н и водородной обработки материалов.

ГАЛЕЕВ АЙВЕНГО ГАДЫЕВИЧ — 2015 г.

В настоящем обзоре представлены работы автора по особенностям экспериментальной отработки (ЭО) кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) 11Д56, 11Д57, РД0120, КВД1 и ряда двигательных и энергетических установок, а также сравнение их отработки с зарубежными данными. Показана роль модельных исследований, автономных испытаний агрегатов, систем и двигателя, в том числе с имитацией полетных условий эксплуатации, и комплексных испытаний при ЭО перспективных двигателей и двигательных установок (ДУ) разгонных блоков. Приведены способы и устройства для обеспечения безопасности наземных испытаний ракетных двигателей и энергетических установок с применением эффективных систем диагностики и аварийной защиты испытаний.