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

КОЗИНЕЦ ГАЛИНА ЛЕОНИДОВНА — 2015 г.

В статье представлена история проблемы обоснования надежности гидроузлов, математического моделирования уникальных гидроэнергетических объектов. Выполнена оценка параметров стальной оболочки и арматуры турбинных водоводов высоконапорных ГЭС по нормативным документам. Представлена методика многослойного пространственного моделирования водопроводящих трактов и определены ее преимущества.

ИВАНИЦКИЙ МАКСИМ СЕРГЕЕВИЧ — 2015 г.

Приведен анализ параметров, влияющих на интенсивность образования бенз(а)пирена при сжигании органического топлива в энергетических установках. Установлена функциональная зависимость влияния низшей теплоты сгорания мазута на условия генерации бенз(а)пирена в топочной камере котла. Предложена методика расчета содержания бенз(а)пирена в уходящих газах c учетом влияния теплоты, вносимой в зону активного горения с топливом, воздухом, газами рециркуляции и влагой (водой или паром), характеризующая механизм и интенсивность процесса сжигания мазута. Теплота сгорания топлива определяет механизм протекания процесса генерации бенз(а)пирена. Наличие тяжелых углеводородов способствует большему выходу канцерогенов и худшим условиям экологичности топочного процесса. Поэтому для значимого сокращения эмиссии бенз(а)пирена при сжигании мазута необходимо проводить исследования выгорания низкосортного и малореакционного топлива, особенно при использовании высокосернистных мазутов и мазутов с большим содержанием тяжелых углеводородов.

ТРУТНЕВ ЮРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ШАМАНИН ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ — 2015 г.

Изложен теоретический подход к определению дефекта массы материального объекта и энергии связи составляющих его частей. Показано, что образование дефекта массы при слиянии взаимодействующих объектов в одно целое является универсальным явлением независимо от пространственного масштаба процесса слияния. Закономерности образования дефекта массы справедливы для всех случаев обменных взаимодействий, независимо от их интенсивности. В частности -для сильного взаимодействия. Получены формулы для расчета дефекта массы материального объекта в приближении парных и тройных взаимодействий частиц, составляющих объект как целое. Определены значения энергии связи протонов в ядре 2He 3 и нейтронов в ядре 1H 3, а также значение расстояния между протонами в ядре 2He 3.

САЛАМОВ ОКТАЙ МУСТАФА ОГЛЫ — 2015 г.

В работе приводятся результаты расчета ряда оптических и энергетических параметров плоского солнечного коллектора (ПСК) с двухстекольным прозрачным покрытием. Расчеты проведены с учетом ряда конструктивных и оптических параметров ПСК для наихудших погодных условий, наблюдаемых 15 января 2014 г. При расчете в первую очередь были найдены углы преломления солнечных лучей с учетом суточного хода изменения угла падения солнечных лучей на поверхности ПСК. Далее были определены отражательная способность границы раздела, пропускательная способность прозрачного покрытия ПСК с учетом только отражения и только поглощения и полная пропускательная способность. Определены отражательная, пропускательная и поглощательная способности, а также часовые и среднесуточные значения КПД ПСК с учетом и без учета влияния пыли и затенения прозрачного покрытия. Установлено, что в условиях Апшеронского полуострова, при нормальном обслуживании, практически суммарное влияние коэффициентов пыли и затенения на оптические и теплоэнергетические параметры ПСК не превосходит 5÷6%, а полезно используемая часть энергии солнечных лучей меняется в пределе 57÷143 Вт/м 2.

ДОРОШЕНКО ЕВГЕНИЯ ВЛАДИМИРОВНА, ШАМИГУЛОВ ПЕТР ВАЛЕРЬЕВИЧ — 2015 г.

Статья относится к области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Рассматривается задача повышения эффективности грунтового теплового насоса, снабженного горизонтальным теплообменником. Решение задачи осуществляется в рамках математической модели грунта как полубесконечного тела с равномерными теплофизическими свойствами. На основании дифференциального уравнения теплопроводности определены временные и частотные характеристики грунта как динамического объекта. Проведен анализ изменения температуры по глубине грунта вследствие годового цикла среднесуточной температуры окружающего воздуха. На основании этого анализа сделан вывод о наличии зоны, при расположении в которой теплообменник будет функционировать в условиях максимальной разности температуры грунта на глубине закладки и температуры воздуха. Определены математические соотношения, позволяющие определить оптимальную глубину закладки теплообменника в зависимости от коэффициента температуропроводности грунта. Результаты работы могут быть использованы при проектировании теплообменных контуров грунтовых тепловых насосов с горизонтальным расположением теплообменников.

КУЗНЕЦОВА ВАЛЕНТИНА АНДРЕЕВНА, ЛОПЕС СААБ АНДРЕС С., ПУГАЧЕВ РОМАН ВИКТОРОВИЧ, РОСЕНДО ЧАКОН МИЛИЦА ЕЛЕНА — 2015 г.

В статье рассматривается возможность использования технологий, основанных на солнечной энергии, для обеспечения требований теплового метода повышения нефтеотдачи пластов на основе пара (П-ПНП) и описывается методика определения параметров солнечной тепловой установки с параболоцилиндрическими концентраторами только с дневным нагнетанием пара. Для исследования типового месторождения, где применяется метод непрерывного нагнетания пара, в соответствии с солнечной радиацией, характерной для района Бачакеро республики Венесуэла, был выбран тип и ориентация ПЦ концентратора, тип и температура рабочей жидкости, рассчитано общее число ПЦ концентраторов.

МАТВЕЕВ А.В., ЩЕКЛЕИН С.Е. — 2015 г.

В работе изложена методика и выполнен энергетический и эксергетический анализ нетто тихоходной многолопастной ветроэнергетической установки ВЭУ-5-4, получены коэффициенты энергии- и эксергии-нетто и сроки энергетической и эксергетической окупаемости для условий ряда регионов РФ. Приведенные в работе расчеты говорят о высокой эксерге- тической эффективности ветроэнергетических установок вследствие того, что конечным продуктом их производства яв- ляется электроэнергия, в то время как на создание таких систем тратится много тепловой энергии.

ДУБИНИН АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ, ЕРШОВ МИХАИЛ ИГОРЕВИЧ, КАГРАМАНОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ТУПОНОГОВ ВЛАДИМИР ГЕННАДЬЕВИЧ, ЩЕКЛЕИН СЕРГЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ — 2015 г.

Описан двухкамерный реактор с заторможенным каталитической насадкой циркуляционным псевдоожиженным слоем, предназначенный для производства синтез-газа паровой конверсией метана. Результаты эксперимента удовлетворительно согласуются с моделированием процессов. На основании системы уравнений теплового баланса двух камер и уравнений (в табличной форме) зависимости равновесных концентраций продуктов паровой конверсии метана от температуры при отношении CH 4:H 2O = 1:1 найдены оптимальные параметры исследуемого реактора.

ЕГОРОВ ФЕДОР СЕРГЕЕВИЧ, МУКИН ВЛАДИМИР АНТОНОВИЧ, ОХОТКИН ЕРИГОРИЙ ПЕТРОВИЧ — 2015 г.

В работе представлен механизм поглощения двухтактного импульсного лазерного излучения тонкой, пленкой солнечного модуля на основе ZnO, a-Si:H. Теоретически обоснована возможность использования двухтактного режима лазерного скраибирования тонкопленочного солнечного модуля (ТПСМ) на этапе производства. Рассмотрена реализация двухатктного режима лазерного скрайбирования ТПСМ: двухтактность создается за счёт одного дополнительного канала задержки одноактного лазерного импульса, а каналом задержки служит оптоволокно. Проанализировано поглощение первого и второго такта лазерного импул са тонкой пленкой ТПСМ. Первый такт импульса необходим для разогрева пленки, чтобы уменьшить градиент температуры во время поглощения второго такта импульса. Условия поглощения второго такта изменяются из-за подогрева первым. Изменение этого условия для второго такта лежит в диапазоне поглощения лазерного излучения.

ГАРЕЛИНА С.А., ГУСЕВ А.Л., ЗАХАРЯН РОБЕРТ АРТУШЕВИЧ, КАЗАРЯН М.А., ЛУНИН Б.С., ФЕОФАНОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ — 2015 г.

В статье приведены результаты исследования процессов полимеризации промышленных клеев, пригодных для сборки электронно-механических приборов. По данным [1, 2] для исследования были выбраны 14 образцов клеев: Epotecny E505, Epotecny P102, Epotecny E207, EPO-TEK H74UNF, EPO-TEK H77S, EPO-TEK 353ND, Resbond 940LE, Resbond 989F, Cerambond 618N, ВК-21, Анатерм 106, К400, ОС-52, ОС-92. Для всех образцов клеев методом дифференциально-термического анализа исследованы такие параметры, как температурная потеря массы, количество стадий и температура полимеризации, температура начала деструкции в заданном интервале температур. Представлены результаты сравнения значений температуры начала деструкции клеев, заявленных изготовителем и полученных экспериментально. В работе выявлены наиболее важные особенности процесса полимеризации клеевых образцов. Исследованы причины формирования внутренних напряжений при полимеризации клеевых соединений в электронно-механических приборах и выработаны соответствующие меры по снижению этих напряжений. На основе полученных результатов дифференциально-термического анализа полимеризации клеев предложены эффективные режимы сушки клеев для усовершенствования клеевых соединений. Проведено экспериментальное исследование клеевых соединений, полученных по предложенному в работе режиму сушки и режиму сушки, рекомендованному изготовителем.

ДАНИЛОВ Н.И., КОКШАРОВ В.А., ЩЕКЛЕИН С.Е. — 2015 г.

В статье представлены данные о работах, проводимых в Уральском Федеральном университете, по освоению новых технологий в атомной и возобновляемой энергетике, а также некоторые результаты работ по решению задач энергосбе- режения в вузах, промышленности и ЖКХ Свердловской области. Работы ученых УрФУ по данным направлениям связа- ны с разработкой теоретических и методологических основ новых технологий, разработкой конструкций новых систем преобразования природной энергии в полезные формы; разработкой технологий интеграции нерегулярных приходов во- зобновляемой энергии в существующие системы жизнеобеспечения.

ВАСИЛЬЕВ АЛЕКСЕЙ ИВАНОВЫЧ, КОЧАКОВ ВАЛЕРИЙ ДАНИЛОВИЧ — 2015 г.

В статье рассмотрены результаты мониторинга сетевой солнечной электростанции. Показаны результаты верификации данных по выработке энергии сетевой станцией за год на основе климатических данных (кВтч) для г. Чебоксар из базы данных NASA SSE. Сравнение с усредненными данными выработанной энергии солнечной сетевой станцией за 2012-2015 годы показало хорошую точность прогнозов.

БАЗАРОВА ЕЛЕНА ГЕННАДЬЕВНА, ГОРИНОВ КОНСТАНТИН АРКАДЬЕВИЧ, ДОРЖИЕВ СЕРГЕЙ СОДНОМОВИЧ — 2015 г.

В статье рассмотрена перспектива использования ветроустановок для энергоснабжения относительно небольших и рассредоточенных объектов, расположенных в зонах с малой плотностью нагрузки, удаленных от крупных электрических сетей, нефте- и газопроводов. В сельской местности, где ветер и вода являются основными недорогими экологически чистыми источниками энергии, имеются широкие перспективы для электрификации удаленных ферм, отгонных пастбищ, а также для инфраструктуры систем связи. На примере ветровых потоков рассмотрен способ ускорения низкопотенциальных потоков внешней среды. Выявлена необходимость исследовать применение различных конструкций ускорителей потока для повышения эффективности ветровых энергоустановок применительно к районам низкой ветровой активности. В статье представлено описание эксперимента на испытательном стенде, предназначенном для имитации работы ветроприемного устройства. Испытательный стенд представляет собой диск, пропускающий воздушный поток через специальные прорези с изменяющимися размерами. Одной из задач данного исследования является создание конструкции ветроприемного устройства с осевым аэродинамическим ускорителем ветрового потока. В статье представлены компьютерная и физическая модели ветроприемного устройства. Использование предлагаемого ветроприемного устройства позволит увеличить выработку энергии как в суточном, так и в годовом периоде.

БОГОМОЛОВА СВЕТЛАНА АНАТОЛЬЕВНА — 2015 г.

В статье проведен анализ методов настройки (калибровки) имитаторов солнечного излучения при измерении вольт-амперных характеристик полноразмерных много переходных фотоэлектрических модулей (ФЭМ). Обоснован выбор метода настройки (калибровки) имитатора по параметрам «энергетическая освещенность» и «спектральная плотность энергетической освещенности» с использованием эталонного однопереходного ФЭМ и многопереходного ФЭМ. О мечены преимущес ва применения данного ме ода в производс венных условиях.

ДАНИЛОВ Н.И., ПИРОГОВ А.Н., ЩЕКЛЕИН С.Е. — 2015 г.

Для определения возможности строительства в климатических условиях города Екатеринбурга многоэтажного жилого дома с нулевым потреблением энергии была выбрана методология расчета для типового района (по плотности застройки, этажности, конструктиву и форме), для которого определены характерные значения удельного потребления тепловой, электрической энергии и горячей воды, для выполнения расчетов в типовом доме. С применением пакета PHPP (Passive House Planning Package) для типового дома были разработаны две компьютерные вычислительные модели: стандартные конструкции (базовый вариант) и дом с применением технологий энергопассивных зданий (улучшенный вариант). В ходе исследования определено, что наиболее значимым фактором, ограничивающим увеличение уровня тепловой защиты зда- ния, являются энергозатраты на производство строительных материалов, которые при увеличении толщины утеплителя типового дома сверх базовой величины более чем на 500 мм приводят к росту потребления энергии в течение жизненного цикла (с учетом энергозатрат на производство строительных материалов. В результате проведенного исследования дока- зана возможность строительства многоэтажного многоквартирного жилого дома с нулевым потреблением энергии (по годичному балансу).

ГОЛЬЦОВА МАРИЯ ВИКТОРОВНА, ЖИРОВ ГРИГОРИЙ ИВАНОВИЧ — 2015 г.

Показано, что прямые гидридные фазовые превращения в области купола развиваются по классическому механизму зарождения и роста зародышей. При этом при пониженных температурах морфология продуктов превращения имеет смешанный характер, т.е. массивный рост зародышей новой фазы сменяется выбрасыванием иглообразных отростков и дальнейшим их переформированием. При температурах, близких к критической точке, превращение происходит механизмом, который не приводит к изменениям на полированной поверхности образца.

МИТРОХИН ВИКТОР ИВАНОВИЧ, РЕМБЕЗА СТАНИСЛАВ ИВАНОВИЧ — 2015 г.

В статье изложены результаты научных исследований, начатых совместно с В. С. Постниковым и продолженных его учениками. Показано, что все работы посвящены актуальным проблемам физики твердого тела и потребностям областей науки и техники высоких технологий.

ГУСАРОВ ВАЛЕНТИН АЛЕКСАНДРОВИЧ, НИКИТИН БОРИС АНДРЕЕВИЧ, ХАРЧЕНКО ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ — 2015 г.

Работа посвящена экспериментальной оценке сопротивления растекания, основной составной части последовательного сопротивления планарных фотопреобразователей, величина которой существенно влияет на эффективность солнечного элемента. В процессе экспериментальных работ рассмотрены несколько подходов к решению поставленной задачи. В основном подходы основаны на исследованиях фрагмента кремниевой структуры, вырезанной из готового серийного преобразователя, позволяющего измерять сопротивление легированного слоя в продольном направлении.

АРХИПКИН ВИКТОР СЕМЕНОВИЧ, ВАСЬКОВ АЛЕКСЕЙ ГЕННАДИЕВИЧ, КИСЕЛЕВА СОФЬЯ ВАЛЕНТИНОВНА, МЫСЛЕНКОВ СТАНИСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ТЕМЕЕВ АЛЕКСАНДР АРХИПОВИЧ, ТЕМЕЕВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, УМНОВ ПАВЕЛ МИХАЙЛОВИЧ — 2015 г.

В работе сделан краткий обзор использованных ранее методик оценки волновой энергии и представлены результаты этих оценок для окраинных морей РФ. В настоящее время в зарубежной практике для оценки волновых энергетических ресурсов активно применяются методы, основанные на обработке данных реанализа (скорость ветра) и математическом моделировании (характеристики волнения). Этот подход позволяет проводить детальный анализ волновых энергетических характеристик как для значительных акваторий, так и для отдельных точек или локальных областей. Для выделенной точки акватории Черного моря авторами были проведены оценки энергетических характеристик волнения с использованием спектральной модели ветрового волнения третьего поколения SWAN (Simulating Waves Nearshore). При расчетах учитывались поля ветра на высоте 10 м, полученные из реанализа NCEP/NCAR, с шагом по времени 6 часов и пространственным разрешением 1,875° по долготе и 1,9046° по широте за период с 1948 по 2010 гг. Для конкретной даты построена карта высот значительных волн и транспорта энергии на акватории Черного моря. Набор таких карт или карты распределения среднемноголетнего потока энергии, созданные на основе современных методов оценки, могут быть использованы для выявления акваторий, наиболее перспективных для размещения волновых энергетических установок.

ГРОМОВА ИРИНА ВИКТОРОВНА, ОДОЕВЦЕВА МАРИНА ВЯЧЕСЛАВОВНА, ЧЕКУНОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ — 2015 г.

В работе показана эффективность применения комбинированной схемы, включающей реагентное умягчение стоков, группу фильтров механической очистки и установку обратного осмоса для переработки регенерационных стоков ТЭЦ с целью повторного использования их в схемах подготовки воды.