Данная статья представляет исследование, посвященное вопросам оптимизации энергоэффективности комплекса по прокалке кокса. Авторы осуществляют анализ процесса с использованием метода графов, который является мощным инструментом для изучения технологических схем. Они демонстрируют процесс построения ориентированного графа, а также составления структурной матрицы и матрицы смежности контуров схемы. Это позволяет подробно описать структуру графа и предоставить математическую основу для оптимизации процесса моделирования. Дополнительно, для каждого элемента схемы разрабатываются балансовые уравнения энергетических потоков, анализируются перепады давлений и энтальпий. Такой подход способствует более эффективному управлению энергопотоками и оптимизации работы комплекса, что важно для повышения его производительности и снижения затрат. Дополнительно к анализу энергоэффективности и оптимизации процесса прокалки кокса, статья также обсуждает значимость этих методов для современной промышленности. Представленный подход к моделированию и оптимизации процессов является ключевым для улучшения конкурентоспособности предприятий и снижения их экологического воздействия. Такой комплексный подход не только способствует повышению эффективности производства, но и позволяет сократить затраты и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. Таким образом, статья представляет не только теоретический анализ, но и практические рекомендации для улучшения энергоэффективности промышленных процессов.

https://doi.org/10.48081/INQP2947

2024

Выпуск 3

В данной статье разработаны математическая модель и программное обеспечение устройства автоматического контроля состояния изоляции и тока однофазного замыкания на землю в сетях напряжением 6 – 10 кВ. Основой для разработки устройства служат существующие методы определения параметров изоляции и тока замыкания на землю в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением выше 1000 В, обладающие существенной простотой измерений и расчета параметров изоляции и тока замыкания на землю по сравнению с другими косвенными методами. При проектировании математической модели любого цифрового устройства широко применяются методы теории автоматов и теории графов, позволяющие синтезировать достаточно сложные модели вычислительных устройств для определенных прикладных задач. На начальном этапе разработки математической модели составлена содержательная граф-схема алгоритма, в которой внутри условных и операторных вершин записаны логические условия и микрокоманды в содержательных терминах. На основе структурной схемы и систем уравнений выходных функций и функций переходов построена логическая схема FSM устройства контроля состояния изоляции и тока однофазного замыкания на землю, приведен программный код.

https://doi.org/10.48081/JFGD5166

2024

Выпуск 3

В данной статье рассматривается вопрос совершенствования защиты четырехжильного силового кабеля соледобывающей плавучей платформы оснащенной автоматическим выключателем с независимым расцепителем. Совместное использование этого автоматического выключателя и предлагаемого устройства защиты позволяет не только надежно защитить силовой кабель плавучей платформы от всех видов короткого замыкания в нем, но и обслуживающий персонал этой платформы от поражения электрическим током при возникновении однофазного замыкания на землю, возникающего в водной среде водоема. Это достигается за счет того, что устройство защиты от однофазного замыкания на землю имеет датчик напряжения, выполненный в виде металлического кольца на силовом кабеле и реле напряжения. При этом один из выводов обмотки реле напряжения с помощью одножильного контрольного кабеля присоединен к датчику напряжения, а другой к нейтрали источника питания соледобывающей плавучей платформы. В свою очередь нормально разомкнутые контакты этого реле напряжения присоединяются к электрической цепи из источника питания и катушки независимого расцепителя автоматического выключателя. Что позволяет предлагаемому устройству защиты силового кабеля соледобывающей плавучей платформы надежно реагировать на возникновение однофазного замыкания на землю при повреждении изоляции кабеля, находящегося в водной среде водоема.

https://doi.org/10.48081/ODWM8990

2024

Выпуск 3

В статье представлены наиболее применяемые в рамках экологического мониторинга методы определения эмиссий от основных стационарных источников загрязнения. В исследовании приводится подробный анализ инфракрасной, ультрафиолетовой спектроскопии, а также электрохимического метода. Оценивается эффективность представленных методов при измерении концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, а также преимущества и недостатки при практическом применении в реальных условиях. Исследование подчеркивает важность учета внешних факторов, таких как влажность и фоновые сигналы, которые могут существенно влиять на точность и надежность измерений, важность точной калибровки оборудования, обеспечивающей надежность и воспроизводимость результатов. Кроме того, в статье рассматриваются проблемы, которые связанны с потерей и отражением света на границах оптических элементов, что может снизить чувствительность измерений. Эти технические проблемы особенно актуальны в контексте ультрафиолетовой спектроскопии, где потеря света может привести к снижению интенсивности сигнала и ухудшению точности измерений. В рамках электрохимического метода приведены данные о перекрестном влиянии газов, что в свою очередь, может привести к искажению результатов мониторинга, ложным тревогам или недооценке опасности.

https://doi.org/10.48081/HRWJ4394

2024

Выпуск 3

Развитие малой энергетики (МЭ) или распределенная генерация (РГ) стимулирует ученых, конструкторов и инженеров создавать новые установки генерирующих энергии. В работе рассматривается одна из таких установок, работающая на биогазе, являющаяся возобновляемым источником энергии. При этом, говорится, что газотурбинный двигатель (ГТД), работающий на биогазе, впервые как когенеративный РГ применялся для отопления теплицы. Описывая конструкции такой РГ, отмечается, что при получении биогаза из сельскохозяйственных и животноводческих отходов, как вторичный материал получается гумус как урожайный грунт необходимый для тепличного хозяйства. Показана возможность управления таким когенеративным РГ, работающей на базе ГТД, с помощью передаточной функции. Проведен анализ полученных результатов эксперимента на модельном экземпляре предложенной когенеративной РГ. Также в работе рассматривается вопрос, связанный с созданием гибридной системы распределенной генерации (РГ), работающей на газотурбинном двигателе, отличающийся от существующих подобных РГ, где топливом для ГТД используется биогаз, полученный из животноводческих и сельскохозяйственных отходов. Отмечается, что когда гибридная РГ конструируется на базе ГТД, работающего на биогазе, на выходе можно получить не только тепловую и электрическую энергию, но и урожайный грунт, необходимый в тепличных хозяйствах. Приводится математическая модель РГ, основанная на передаточной функции предлагаемой системы.

https://doi.org/10.48081/WOAT8087

2024

Выпуск 2

Мақалада органикалық отынмен жылыту және ыстық сумен жабдықтау қажеттіліктері үшін автономды жылумен жабдықтау жүйелері мен жылу электр станцияларының қоршаған ортаға зиянды әсері туралы айтылады, сондай-ақ оларға балама ретінде автономды энергиямен жабдықтау жүйелері ретінде автономды аккумуляторлық энергиямен жабдықтау және кондиционерлеу жүйесі ұсынылады. Жеке тұрған ғимараттар мен бөлмелерді жылу және электрмен қамту, ауаны желдетудің экологиялық таза автономды аккумуляциялық гелиожүйесінің негізгі элементтерін күннің энергиясын пайдаланып жобалау сұрақтары қарастырылды. Жүйеде екі бір-біріне тәуелсіз жүйе бар, біріншісі ауауны желдету жүйесінің фреонды сплит жиектер ретінде жасалған, ал, екіншісі судың антифриз ертінідісі ретінде жүреді және жылу сорғысы, екіфазалы жылу аккумуляторлар мен ыстық су қыздырғыштарының қатар орналасқан жиектері, айналым сорғысы және күн энергетикалық коллекторлары (жинағыш) бар. Жиектер бір –бірімен сплит – жүйенің ішкі жиектеріндегі рекуперативті жылуалмастырғыштармен жалғасқан. Ұсынылған автономды аккумуляторлық гелиожүйенің артықшылықтары аталып, күн энергиясы коллекторларының қажетті ауданын және екі фазалы жылу батареясының сыйымдылығын есептеу мысалы қарастырылды. Мысалда жылу сорғылары компрессорларының жетегінің электр жүктемесінің орташа қуаты, екі фазалы аккумулятордың жылу сыйымдылығы, ыстық сумен жабдықтау жүктемесі және жылыту жүктемесі есептелген

https://doi.org/10.48081/ECTU7696

2024

Выпуск 2

В данной статье проводится анализ способов определения теплофизических коэффициентов огнеупорных материалов в зависимости от температуры и условий эксплуатации. Анализ показывает, что несмотря на значительное количество способов и устройств для определения коэффициента теплопроводности, получение данных для рассматриваемого вида огнеупора возможно только лабораторным путём. Авторами был разработан и создан стенд для определения теплофизических свойств огнеупорных материалов, который позволяет одновременно определять предел прочности на сжатие и коэффициент теплопроводности огнеупорного материала при повышенных температурах. В рамках разработанного метода были вычислены коэффициенты теплопроводности для образцов огнеупорного материала, используемого в футеровке разливочных ковшей на производстве ферросплавов, а именно – материала ШКУ-32. Повышение температуры сопровождается увеличением коэффициента теплопроводности, и при увеличении температуры от 100 до 1200 °C его значение увеличивается на 16 %. Для анализа зависимости теплоемкости шамотного огнеупора ШКУ-32 от температуры, были использованы справочные данные. Проведенные исследования показывают, что средние скорости изменения коэффициента теплопроводности и теплоемкости при увеличении температуры для шамота ШКУ-32 не сильно отличаются, не превышая 4 %. Исходя из этого, можно заключить, что при использовании коэффициента температуропроводности в теплотехнических расчетах нет необходимости учитывать влияние температуры. Увеличение коэффициента теплопроводности компенсируется ростом теплоемкости огнеупорного материала.

https://doi.org/10.48081/DMBX3648

2024

Выпуск 2

The article discusses the issues of effective use of heat pumps in the northern region of Kazakhstan, Kostanay region. The purpose of this article is to study the physical and technological characteristics of various types of refrigerants for the effective use of heat pumps in the climatic conditions of Northern Kazakhstan, using the “Water - Water” coolant system, taking into account the external and internal parameters of the system’s interaction. An analysis of the estimated climatic and soil characteristics of the Kostanay region was carried out, and priority methods for designing heat pump systems were determined. The results of a computational experiment performed on the basis of a model and a developed algorithm for the conjugate calculation of the Water-Water heat pump system are presented, taking into account external and internal factors affecting the system. As a result of the research, it turned out that the efficiency of a heat pump when installed in the Kostanay region depends on internal (thermodynamic parameters of the installation system and refrigerant characteristics) and external (temperature characteristics of the external environment). and groundwater, operating conditions of the installation, depth of water resources, etc.) factors. The thermodynamic cycle of a heat pump has been determined depending on the refrigerant pressure P and refrigerant enthalpy h, heat conversion coefficients and their changes when the pump reaches its nominal operating mode. It has been proven that the best thermodynamic characteristics for the design and climatic conditions of the Kostanay region with internal influencing factors is the use of R513A refrigerant. The obtained research data can be used as the basis for calculating a joint analysis of the heat balance of rooms with heating equipment and technologies based on the use of heat pumps of the “Water-Water” system for the Kostanay region.

https://doi.org/10.48081/QGDW8672

2024

Выпуск 2

Рассмотрен новый подход к повышению устойчивости роста растений и поиск экологически чистых методов повышения урожайности сельскохозяйственной продукции, что является одной из наиболее актуальных задач в мире, поскольку население планеты постоянно растет. Традиционные методы повышения урожайности, и улучшения роста растений, основаны в большей мере на использовании химических удобрений и пестицидов, это часто приводит к негативным последствиям для окружающей среды. Чрезмерное использование химикатов приводит к загрязнению земельных и водных ресурсов. В связи с этим все более популярным становится использование новых технологий, которые позволят повысить продуктивность сельскохозяйственных культур без вреда для экологии. В статье описывается опыт выращивания рассады томата при помощи использования омагниченной воды, для получения которой была сконструирована лабораторная установка. Электропроводность воды понижалась путем прохождения ее через магнитное поле, созданное неодимовыми магнитами постоянного тока. Растения, поливаемые данной омагниченной водой, показывали лучший рост и развитие, а также почти двукратную устойчивость к засухе по сравнению с растениями, которые поливались обычной водопроводной водой. Совместно со снижением электропроводности изменялся и рН - фактор омагниченной воды (становился более нейтральным), что тоже благоприятно влияет на процесс вегетации томата.

https://doi.org/10.48081/DXAS6433

2024

Выпуск 2

Кәсіпорындардың барлық нысандарының қызметін талдауды жетілдіру тенденцияларының бірі – нәтижеге әсер ететін параметрлерді ұлғайту, қабылданған басқару шешімдерін негіздеу, кәсіпорындардың әлеуетін пайдаланудың оңтайлы әдісін таңдау, өндіріс өнімділігін арттыратын кәсіпорындардың әлеуетін анықтау және жұмылдыру арқылы энергетикалық талдаудың тиімділігін арттыруға қызмет ететін математикалық әдістерді қолдану. Тақырыптың өзектілігі: энергетикалық талдау әлеуетін жетілдіруге ықпал ететін математикалық әдістерді қолдану, бұл басқарушылық шешімдердің тиімділігін арттыруға қызмет ететін энергетика міндеттерінің жаңа тұжырымдарын анықтауға мүмкіндік береді. Мақаланың мақсаты – энергетика мен математикалық әдістер арасындағы қатынастарды анықтау және талдау, мысалы, ресурстарды пайдалану және қос есептер мәселесінің оңтайлы шешімін табу, сонымен қатар өндіріс процесінің әртүрлі параметрлерін (компоненттерін) ауыстыру кезінде алынған эксперимент нәтижелерін талдау. Транспорттық есептің математикалық аппараты электр энергетикасының есептеріне де қолданылады. Мұнда өнім қуат көздерінен тұтынушыларға электр желілері арқылы берілетін электр қуатын білдіреді. Қуат көздері – электр станциялары немесе қосалқы станциялар, тұтынушылар – өнеркәсіптік, қалалық, ауылшаруашылық электр энергиясын тұтынушылар. Қуат көздерінің тораптарын тұтынушылар тораптарымен байланыстыратын электр беру желілерінен тұратын электр желісінің схемасының шығындары оңтайландыруға жатады. Зерттеу нысаны – бұл энергетикалық және математикалық ғылымдар арасында пайда болатын пәнаралық байланыстар. Зерттеу пәні – энергетикалық, өндірістік мамандықтардың студенттерін математикалық даярлау қажеттілігін анықтайтын математикалық шешу әдістері. Зерттеуде отандық ғалымдардың мәліметтері энергетика, математика және педагогика сияқты байланысты білім салаларында қолданылды.

https://doi.org/10.48081/XPRS8779

2024

Выпуск 2