Исследования. Конструирование. Расчеты. Опыт эксплуатации процессы и оборудование

№ 3–2016

Разработана математическая модель процесса барботажного перемешивания субстрата в биореакторе получения биогаза. Модель описывает движение двухфазной среды, состоящей из жидкой фазы – биомассы и дисперсной фазы – барботажного газа, в турбулентном режиме. В основу модели положены уравнения в общем безразмерном и критериальном виде, что позволяет использовать ее для проектирования и расчета барботажных реакторов различного объема.

A mathematical model of bubble mixing substrate in a bioreactor in the acquisition of biogas has been developed. The model describes the motion of a two-phase medium consisting of liquid medium i.e. the biomass and the dispersed phase and gas bubble in a turbulent regime. In general, the model is based on equations of dimensionless and criterion forms which make it possible to design and calculate bubble reactors of various sizes.

The possibility of mixing foaming liquids in a centrifugal field. A theoretical analysis of the formation of foam showed that under certain design and operational parameters of the cylindrical work ramjet hydrocyclone process of mixing foaming media can take place without foaming.

Разработаны три конструкции газожидкостных эжекционных аппаратов: с длинным эжектором, с газожидкостной струей и коротким эжектором, комбинированный с многоярусным эжектором. Для оценки эффективности работы газожидкостых аппаратов использовалась «сульфитная методика». По результатам экспериментальных исследований установлено, что газожидкостный эжекционный аппарат с многоярусным эжектором значительно эффективнее остальных.

Developed three designs of gas-liquid ejection apparatus: long ejector, a gas-liquid jet and a short ejector, combined with a multi-tiered ejector. To assess the effectiveness of gas-liquid apparatus used by sulfite method. According to the results of experimental studies found that gas-liquid ejection apparatus with a multi-tiered ejector consistently better than the others.

Для решения проблем, связанных с загрязнением и снижением проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП), разработан генератор виброволн, обеспечивающий виброволновое воздействие на ПЗП и восстановление дебита скважины.

In order to solve the problems of pollution and permeability reduction of bottomhole zone of layer, generator of vibrowaves is developed. Vibrowave impact on the bottomhole zone of layer leads to restoration of output of the well.

Рассмотрены проблемы возникновения нежелательных колебаний при бурении глубоких скважин нефте- и газодобычи с использованием СВП. Приведен пример математической модели для демонстрации количественных характеристик пульсаций на рабочем органе. Итогом работы стали рекомендации по определению расчётной нагрузки на двигателе СВП и обработке экспериментальных данных процесса бурения.

The issues examined in the article include the appearance of extraneous vibrations during the process of deep-drilling of oil- and gas wells using the top-drive system (TDS). There’s an example of a mathematical model for demonstrating the quantative characteristics of the pump pulse. The guidelines for the characteristics recognition of loading rating on TDS engine and test data of the drilling process have become the results of the research.

Представлены результаты экспериментальных исследований по гидродинамике течения раствора в мембранном канале. Получены кривые отклика, устанавливающие зависимость структуры потока от скорости течения раствора, давления и вида мембранного модуля. Проведен теоретический анализ результатов исследований с описанием кривых отклика критериальными уравнениями, устанавливающими зависимость эмпирических коэффициентов от скорости течения раствора в канале, давления и вида мембранных элементов.

This paper presents the results of experimental research on hydrodynamics of flow of the solution in the membrane channel. Response curves are obtained, the dependence of the flow pattern establishing the flow rate of the solution, the pressure and the type of the membrane module. The theoretical analysis of the research results with a description of the response curves criterion equation, establishing dependence of empirical coefficients of the flow velocity of the solution in the channel, the pressure and the type of membrane elements.

На основе исследований с использованием нейросетевой модели были установлены некоторые особенности процесса горения фрезерного торфа.

On the basis of studies using neural network model have been installed some of the features of the combustion process of peat.

Дано научное обоснование подхода к разработке адаптивной системы управления процессом электроэрозионной обработки, построенной на основе принципов искусственного интеллекта, для достижения требуемого качества поверхности детали. Представлены трехслойная нейронная сеть управления процессом электроэрозионной обработки и блок-схема стенда для исследования эффективности электроэрозионной обработки с применением разработанной системы адаптивного управления.

The article presents the scientific rationale approach to the development of the adaptive management of electric discharge machining process based on the of artificial intelligence principles to achieve the required surface quality of the workpiece. The three-layer neural network to control of electric discharge machining and the block diagram of the research bench to study the efficiency of electric discharge machining with the use of the developed adaptive control system are described.

Разработана методика проверки адекватности алгоритма оценивания полисостава газовых сред через адекватность соответствующей математической модели многоканальной системы на основе предложенного ранее итерационного процесса (алгоритма) оценивания параметров модели с учетом всей совокупности данных по всем каналам. При использовании дисперсионного подхода разработана методика для более точной проверки адекватности математической модели, который позволяет получить результат в виде доверительных границ параметров.

The technique of checking the adequacy of the estimation algorithm of gaseous medium polycomposition through the adequacy of the mathematical model of multi-channel system based on the previously proposed iterative process (algorithm) estimation of model parameters subject to the totality of data on all channels. By using dispersion approach developed a technique to more accurately verify the adequacy of the mathematical model, which allows to obtain the result in the form of confidence limits of the parameters.

Дан анализ работы электрофильтров при высокой концентрации мелкодисперсной фазы. Рассмотрено изменение параметров работы электрофильтра при наличии дисперсной фазы. Дан теоретический анализ процесса запирания коронного разряда. Приведены результаты расчетов распределения напряженности электрического поля при наличии заряженной дисперсной фазы и распределение концентрации аэрозоля по сечению межэлектродного промежутка. Показана целесообразность применения коронирующих электродов с пониженным напряжением зажигания коронного разряда.

The analysis of the operation of electrostatic precipitators at high concentration maldiverna phase. The change in the parameters of the electrostatic precipitator in the presence of the dispersed phase. Theoretical analysis of the process of the closing corona discharge. The calculation results of the distribution of the electric field in the presence of a charged dispersed phase and the distribution of aerosol concentration over the cross section of the electrode gap. The expediency of the use of the discharge electrodes with low ignition voltage corona discharge.

Keywords: еlectrostatic precipitator, corona discharge, the dispersed phase, locking corona discharge, the distribution of tension the electric field, a voltage reduction of corona discharge
М.Ш. Каримов, М.Ф. Руденко, д-р техн. наук, Ю.В. Шипулина, канд. техн. наук (Астраханский государственный технический университет, Россия). E-mail: mf.rudenko@mail.ru

Повышение эффективности гелиоэнергетического адсорбционного термотрансформатора

Проведены исследования физико-химических свойств активированных углей (AC), позволяющих определить их основные характеристики, которые определяют адсорбционную способность их с различными адсорбатами (хладагентами); проведены исследования адсорбционной способности рабочих пар АС – аммиак, АС – метиламин, АС – этиламин, получены характерные параметрические коэффициенты для структурного уравнения Дубинина-Радушкевича. Даны экспериментальные зависимости суточного цикла работы гелиоэнергетического термотрансформатора на рабочей паре АС – аммиак, доказывающие положительный эффект работы аппарата. По эксергетическому коэффициенту определены степени термодинамического совершенства гелиоэнергетических термотрансформаторов на исследуемых рабочих парах, которые показывают области эффективного применения гелиоэнергетических термотрансформаторов.

Investigations of the physico-chemical properties of activated carbons (AC) allow to determine their basic characteristics that define adsorption capacity of activated carbons with different adsorbates (refrigerants). Investigations of the adsorption capacity of working pairs AC – ammonia, AC – methylamine, AC – ethylamine were made, and specific parametric coefficients for the Dubinin – Radushkevich structural equation were obtained. The experimental dependence of the daily cycle of solar powered thermotransformers working on a pair of AC-ammonia, proving the positive effect of the work, were received. With the help of exergy coefficient was determined degree of thermodynamic perfection of solar energy thermotransformers working in the study pairs and it shows the effective of using solar powered thermotransformers.

Рассмотрены вопросы стойкости сталей с разным содержанием углерода к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением, возникающему в результате совместного воздействия хлоридов и сульфидов, содержащихся в морской воде. Показаны возможности применения метода испытаний на коррозионное растрескивание образцов при одноосном растяжении с постоянной скоростью деформации, как метода ускоренных испытаний. Дан сопоставительный анализ рекомендованных в разных нормативных документах параметров оценки стойкости стали к коррозионному растрескиванию под напряжением, показано, что удельная работа разрушения стали является показателем, наиболее комплексно отражающим изменение прочностных и пластических характеристик стали.

The resistance of steels with different carbon content to sulfide stress corrosion cracking, arising as a result of the joint effect of chlorides and sulfides contained in seawater is discussed in the article. Possibilities of using the corrosion cracking test method for specimens under uniaxial tension at a constant strain rate as a method of accelerated tests are showed. A comparative analysis is presented for parameters recommended in different regulatory documents for assessment of steel resistance to stress corrosion cracking. The specific work of steel fracturing is a indicator reflecting the change in strength and plastic characteristics of steel in the most comprehensive manner.

Разработана конструкция мобильной СВЧ-установки для обработки полимерных покрытий непосредственно на трубопроводе. Электромагнитное излучение сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона обладает рядом преимуществ: интенсифицирует энергообмен в веществе путем преобразования излучаемой энергии в кинетическую энергию колебании молекул; обеспечивает равномерность обработки вещества в облучаемом объеме и высокую стабильность энергетического потока вследствие отсутствия инерционности при варьировании его мощности.

Предлагается мониторинг операции шлифования торцовых поверхностей деталей нефтехимического машиностроения с помощью цифровой фотографии и получения ее топограммы сравнительно простым методом. Для этого введен новый численный показатель качества, описывающий рельеф макронеровностей. Методика апробирована для шлифования коррозионно-стойких сталей кругами «Аэробор». Установлены причины появления на поверхности псевдорегулярного рельефа. С помощью статистического анализа доказана связь кинематики шлифования с изменением опорной площади поверхности. Даны рекомендуемые области эффективного использования результатов работы.

Relatively simple method was presented for monitoring of grinding of end face components petrochemical engineering using digital photography and profiling topograms. New numerical index of quality was suggested that describing relief of macroirregularity. This metho d was approved for grinding of stainless components by Aerobor wheels. Reason of origin the semi-regular relief on plates was ascertained. Correlation of kinematics of flat grinding with variation of bearing surface area was proved using statistical data handling. Area of application was advised for efficient use of these.