Материалы 64-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые кгту – производству»


В ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЕ МЕТОДОМ БЛИЖНЕЙ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ



страница11/17
Дата31.07.2016
Размер3.24 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17

В ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЕ МЕТОДОМ БЛИЖНЕЙ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ

В.Г. Дроздов, А.Е. Мозохин (КГТУ)


Существующие на сегодняшний день методы химического анализа структурных компонентов льняной тресты являются длительными по времени, сложными по организации и дорогостоящими. Определение содержания химических компонентов льна методом инфракрасной спектрометрии позволит за счет бесконтактного контроля сократить продолжительность опытов, упростить их структурную организацию и сэкономить на дорогостоящих реагентах.

В настоящей работе рассматривается сопоставление химического и спектрального анализа льняной тресты контрастной степени вылежки с целью выявления искомых областей инфракрасного спектра, на которых будет проявляться та или иная функциональная группа органических молекул, формирующих древесину стебля льнотресты или её лубяную часть.

Опыты проходили в два этапа. На первом этапе работы проводился совместный химический и спектральный анализ льняной тресты разных сортов. В качестве образцов была выбрана льняная треста сортов: «томский 17», «электра», «тост». Все сорта имели нормальную степень вылежки и одинаковую влажность. По итогам опытов был установлен эталонный вид инфракрасного спектра. На втором этапе работы анализу подвергались образцы льняная треста сорта «томский 17» разной степени вылежки: недолежалая, нормальной степени вылежки, перележалая. Относительно эталонных образцов льнотресты нормальной степени вылежки особенно проявляется контраст процентного содержания пектина и лигнина, а также различие в амплитуде спектров. На обоих этапах, заготовленные образцы льна были разделены на две группы. Одна из них предназначалась для проведения химического анализа на содержание лигнинов и пектинов. Вторая группа предназначалась в качестве проб для снятия инфракрасных спектров на лабораторном спектрофотометре.

Сопоставляя результаты химического и спектрального анализа образцов льняной тресты контрастной степени вылежки, была установлена количественная зависимость содержания лигнина (на интервале длин волн 1200–1230 нм) и пектиновых веществ (на интервале длин волн 1430–1490 нм.) в тресте от величины направленного пропускания инфракрасного излучения. Указанная взаимосвязь прослеживается на всех участках стебля льнотресты: по вершинкам, серединкам и комлям. Таким образом, метод инфракрасной спектрометрии позволяет осуществлять количественный анализ химических компонентов льнотресты, таких как пектин и лигнин, на фиксированных частотных диапазонах длин волн.

УДК 64.01

Проблемы и перспективы развития

центрального теплоснабжения жилого фонда

Ю.В. Кутузова, Т.Ю. Смирнова (КГТУ)


Сегодня мощности ЖКХ изношены до предела и нуждаются в обновлении. По данным Министерства регионального развития РФ в среднем по России физический износ коммунальных сетей водопровода достиг 65%, канализации и тепловых сетей – 63%, очистных сооружений водопровода и канализации – 54% и 56% соответственно.

Были рассмотрены вопросы, связанные с переходом систем централизованного теплоснабжения на децентрализованное. В работе систем централизованного теплоснабжения и теплофикации имеется много недостатков, неудачных технических решений, неиспользованных резервов, которые снижают экономичность и надежность функционирования таких систем.

Выявлены следующие основные недостатки применяемых на практике традиционных режимов работы централизованного теплоснабжения: большие потери теплоты при ее транспортировке; практически полное отсутствие регулирования отпуска теплоты на отопление зданий в переходный период; перерасход и перетоп зданий в теплые периоды отопительного сезона; нерациональный расход энергии на перекачку теплоносителя; высокие первоначальные затраты на прокладку сетей; длительная реализация монтажа и запуска системы в работу; длительная эксплуатация трубопроводов теплосети в неблагоприятном температурном режиме. Многие недостатки могут быть устранены или минимизированы, например, за счет применения современных материалов трубопровода и их изоляции, внедрения систем регулирования, использования современных методов прокладки трубопроводов.

Таким образом, нынешнее состояние системы централизованного теплоснабжения, которое сложилось в городах России в советское время таково, что заставляет многих застройщиков переходить на систему децентрализованного (автономного) теплоснабжения, которое имеет заметные преимущества.

УДК 628.1

Особенности водоснабжения города Нерехты

Д.В. Мигаюк, М.С. Енин (КГТУ)


Нерехтская очистная станция водопроводного хозяйства рассчитана для очистки маломутных вод на контактных осветлителях производительностью 20000 м³/сутки. Водоочистные сооружения построены по типовому проекту, разработанному проектным институтом «Костромагражданпроект» в 1973 г.

Технология очистки воды на очистных сооружениях г. Нерехты следующая. Вода из реки Солоница поступает в ряжевый фильтрующий оголовок и по самотечным водоводам в здание насосной станции первого подъёма. Далее насосами вода подается на очистные сооружения водопровода во входную камеру для предварительной очистки на барабанные сетки, перед которыми предусмотрено введение рабочего раствора аммиака в две водоприёмные камеры. Пройдя барабанные сетки, вода через водосливы попадает в карманы барабанных сеток, из них по трубопроводам (в которые для обеззараживания вводится водный раствор гипохлорита натрия) вода поступает в контактный резервуар. Далее вода поступает в смеситель с дырчатыми перегородками, вначале которого вводится коагулянт для ускорения процесса осаждения взвешенных веществ. После смесителя вода поступает на контактные осветлители и затем по трубопроводам в резервуары чистой воды, перед которыми предусмотрен ввод раствора гипохлорита натрия для вторичного обеззараживания. Из резервуаров чистой воды она с помощью насосов поступает в городскую сеть холодного водоснабжения.

УДК 677.021:621.31

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

А.С. Михайлов, Ю.П. Приваленков (КГТУ)


Одним из методов имитационного моделирования динамики звеньев и систем автоматического управления является интерпретация их передаточных функций в виде электрической схемы. Этот подход основан на том, что отдельному звену САУ может быть поставлена в соответствие некоторая электрическая схема, номиналы элементов которой рассчитываются по паспортным данным реального объекта (звена). В качестве управляющих и возмущающих воздействий в этом случае будут использоваться электрические сигналы.

На рис. 1, 2 приведены электрические принципиальные схемы (электрические имитационные модели), реализующие передаточные функции ДПН НВ. Адаптация модели к конкретному двигателю выражается в простом пересчете номиналов электрических компонентов по приведенным формулам, исходя из паспортных данных конкретного двигателя.

Показанные схемные решения для моделей ДПТ НВ являются универсальными и могут быть использованы при исследовании любого двигателя. В случае исследования объектов с большими постоянными времени, наряду с масштабированием по оси ординат, может быть использовано масштабирование по оси абсцисс.










Рис. 1. Модель двигателя постоянного тока

независимого возбуждения по параметру «угловая скорость»













Рис. 2. Модель двигателя постоянного тока

независимого возбуждения по параметру «ток якоря»



УДК 377.4:621.187



ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

И.А. Волков, В.Г. Шуваев (КГТУ)


Моделирование важный этап, позволяющий избежать ошибок при проектировании. Помимо моделирования технологического оборудования, нас часто интересует возможность размещения оборудования в конкретном помещении. Это особенно важно, когда оборудование размещается в уже существующем здании. В этом случае целесообразно иметь наглядное представление о проектируемом объекте. Получить объемное представление, об объекте возможно используя 3D-модель объекта (рис.). Для создания таких моделей можно использовать пакет *CAD программ.

Совершенствование систем теплоснабжения жилых и производственных зданий сегодня связано с заменой устаревших тепловых пунктов современными, которые необходимо вписать в существующее помещение. Для решения этой задачи целесообразно использовать метод «дополненной реальности», позволяющий вписать трехмерную модель в существующее пространство. Таким образом, используя 3D-модель технологического оборудования, мы получаем возможность на стадии проектирования наглядно увидеть, как оборудование разместится в конкретном помещении. Двухмерная модель, в этом случае, не дает наглядного результата.

Поскольку процесс замены тепловых пунктов идет постоянно в различных зданиях, использование этого метода экономически целесообразно.

И
Рис.


спользование 3D-моделиро-вания делает наглядным процесс, показывает, как будет располагаться оборудование в конкретном помещении, повышает качество проектирования, а результат может быть использован при обучении персонала, так как дает наглядное представлении об используемом оборудовании.

УДК 377.4:621.187



ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬОСТЬ ПРИМЕНИИЯ

СОВРЕМЕННЫХ БЛОЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

П.А. Голубцов, В.Г. Шуваев (КГТУ)


Существующие системы теплоснабжения жилых и производственных зданий, часто, не позволяют обеспечить оперативное управление процессом в условиях быстро меняющихся природных факторов, что приводит и к перерасходу тепловой энергии и к снижению комфортности проживания населения и работы персонала. Одна из причин этого – использование устаревших, нерегулируемых тепловых пунктов. Сегодня их замена весьма актуальна, тем более что современный тепловой пункт оборудован приборами учета и контроля тепловой энергии поступающей к потребителю, позволяет осуществлять оперативное управление потоком энергии, предполагает диспетчеризацию процесса, что в свою очередь резко снижает потери связанные с поломкой оборудования в результате возможных аварий.

При выборе теплового пункта следует отдавать предпочтение блочным тепловым пунктам (БТП). Благодаря высокой заводской готовности они отличаются высокой надежностью, укомплектованы устройствами автоматического управления и учета тепловой энергии и позволяют, в зависимости от назначения, выбрать необходимую конфигурацию.



Рис.


На рисунке представлена технологическая схема автоматизированного блочного теплового пункта при закрытой системе теплоснабжения и зависимом присоединении системы отопления к тепловой сети. На рисунке обозначено:
I – узел ввода тепловой сети; II – узел учета теплопотребления; III – узел согласования давлений; IV – узел присоединения систем вентиляции; V – узел присоединения системы ГВС; VI – узел присоединения системы отопления.

Выпускаемое сегодня теплотехническое оборудование весьма разнообразно и по цене и по качеству, в плане использования, на наш взгляд, представляет интерес оборудование фирмы Danfoss, что подтверждается опытом эксплуатации его управляющей компанией «Юбилейный 2000» (г. Кострома).

УДК 621.65

ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИМИ СТАНЦИЯМИ

П.В. Князев, В.Г.Шуваев (КГТУ)


Газовая отрасль играет стратегическую роль в экономике России. Одной из наиболее важных проблем является транспортировка добытого газа с месторождений к потребителю. Для этого осуществляется строительство магистральных газопроводов и газоперекачивающих компрессорных станции (КС).

Компрессорная станция имеет разветвленную структуру и включает в себя ряд сложных узлов, выполняющих основные производственные задачи. Управление такими узлами требует мощной многоконтурной системы управления (АСУ ТП), обсчитывающей сотни входных и выходных сигналов за доли секунды (см. рис.). Кроме основных технологических узлов, любой производственный корпус имеет набор основных и вспомогательных исполнительных механизмов, иногда значительно удаленных друг от друга. Для управления ими, а также для сбора информации с периферийных датчиков, используются локальные интеллектуальные станции. Все локальные системы включены в общую сеть, образуя систему управления второго уровня для решения общих технологических задач. Также в сеть включен пультовой комплекс, на него выводятся данные со всех систем управления, производится архивирование и формирование данных для глобальной диспетчерской сети.

Рис.


Структура АСУ ТП КС: АСДУ ЛПУ – автоматическая система дистанционного управления линейно производственного управления; УПИ АСП – устройство печати информации; УС – главный сервер; УК – управляющий контроллер; КЦ – компрессорный цех; ЛИС – линейная интеллектуальная станция; ЭТЧ – энерготехническая часть; УПТИГ –  установка подготовки топливного и импульсного газа; АВОГ – агрегат воздушного охлаждения газа; ГПА – газоперекачивающий агрегат; ПК – противопожарный контроллер.

Автоматизация КС осложняется тем, что большинство из них находятся в труднодоступных районах крайнего севера. Поэтому не существует типовых решений для строительства таких объектов, а следовательно, все, от технологической схемы до схемы автоматизации, сугубо индивидуально для каждой КС.

УДК 662.613.5:681.5

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ДЫМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ГОРЕНИИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В.А. Алферьев, А.В. Ёлшин, Е.В. Саликова (КГТУ)


На кафедре АМТ КГТУ по заданию кафедры МТД ведется разработка автоматизированного комплекса для исследования свойств присадок, применяемых для придания огнеупорных свойств древесине. Он предназначен для проведения экспериментов по исследованию свойств различных огнеупорных присадок, автоматической обработки результатов контроля и вычисления индекса дымообразования, который является оценкой качества исследуемой присадки. Огнеупорные присадки играют важную роль при производстве мебели и отделочных материалов из древесины, т.к. одним из важных показателей качества такой продукции является её пожароустойчивость.

После проведения анализа существующих методов контроля и способов определения коэффициента дымообразования, была разработана и изготовлена установка для проведения экспериментов в виде специально сконструированной печи для сжигания испытуемых образцов с блоком контроля количества дымообразования оптическим методом. Были проведены эксперименты, результаты которых показали информативность предлагаемого подхода для исследования огнеупорных присадок.

В настоящее время ведется работа по синхронизации измерительного блока с персональным компьютером. Специальное программное обеспечение позволит провести автоматическую обработку результатов контроля дымообразования. Результаты измерений будут представлены как в цифровых значениях, так и в графическом виде.

Основными преимуществами комплекса являются: высокая точность измерений, быстродействие измерительной схемы, возможность вывода результатов на персональный компьютер, отсутствие необходимости проведения дополнительных расчетов и построения графиков вручную.

В дальнейшей работе планируется усовершенствование датчика и измерительной схемы с учетом выявленных в процессе эксперимента и влияющих на его ход факторов.

УДК 674.8



РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА

ЛИНИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ДСП

В.А. Беспалов, Е.В. Саликова (КГТУ)


В современной промышленности автоматизация занимает ведущие места во всех отраслях, а автоматическое управление является одним из главнейших направлений развития современной техники. Основной задачей автоматизации в производстве является максимальное сокращение операций, выполняемых человеком. Это решается разработкой технологических процессов и созданием высокопроизводительных автоматизированных линий и комплексов, реализующих технологический процесс без непосредственного участия человека.

Внедрение автоматизированных комплексов и агрегатов в производство обеспечивает повышение производительности труда, снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышает производительность оборудования, снижает процент брака и уменьшает отходы производства, снижает численность рабочего персонала, улучшает условия труда, уменьшает аварийность и повышает эффективность ведения технологического процесса. Транспортирующие машины являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы.

Целью данной работы является разработка автоматизированного транспорта линии производства ДСП ООО «Кроностар» и системы управления им. Для этого был проанализирован технологический процесс производства ДСП с точки зрения возможности его автоматизации, получены консультации у ведущих специалистов в области АСУ ТП. Это позволило более чётко определить задачи данной разработки. Были изучены основные нормативные документы, регламентирующие правила и требования к автоматизированным системам, особенности применения программируемых логических контроллеров (ПЛК) в системах управления технологическими процессами. В ходе проектирования были разработаны структурная схема системы управления автоматизированным транспортом, электрическая принципиальная схема системы, кинематические схемы приводов, проведен анализ предлагаемого промышленностью оборудования, выполнены необходимые расчёты и выбор электрооборудования и электроаппаратуры для реализации системы управления. Для управления автоматизированным транспортом предлагается использовать программируемый логический контроллер Siemens Simatic S7 CPU 319-3, который уже применяется на ООО «Кроностар» и имеет возможность подключения дополнительных модулей. С этой целью разработана логическая программа для ПЛК. Рассмотрены режимы работы автоматизированного транспорта и настройка параметров оборудования, используемого в данной системе.

Таким образом, поставленная задача была решена. В настоящее время ведутся работы по внедрению системы в производство.

УДК 681.2



ЛАБОРАТОРНЫЙ ВИРТУАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ»

Е.А. Ершов, А.В. Перцева, Е.В. Саликова (КГТУ)


В настоящее время имеет место тенденция развития дистанционных методов обучения, введение инновационных технологий в обучение. Одной из требуемых решения задач при обучении техническим дисциплинам является необходимость выполнения в рамках курса лабораторных работ. Современная вычислительная техника позволяет реализовать возможность проведения виртуального опыта. С этой создается программа, моделирующая работу реального лабораторного оборудования, что позволяет изучать дисциплину «Технические средства измерений» дистанционно, имея возможность проведения полноценного опыта.

После проведенного анализа для реализации виртуальной лаборатории выбрали среду графического программирования LabVIEW. Была разработана как структура обучающего комплекса в целом, так и средств измерений в выбранном программном обеспечении. Лабораторный комплекс позволяет исследовать контроль таких параметров как температура, уровень, давление, перемещение различными современными методами. В ходе работы были рассмотрены термометры сопротивления, термопары, соответствующие им измерительные схемы; гидростатический и ультразвуковой методы контроля уровня; термокондуктометрические и термохимические газоанализаторы; тензорезисторный и емкостный методы измерения давления; потенциометрический и емкостный методы измерения линейного перемещения. Разработан пользовательский интерфейс для выполнения лабораторных работ и составлены методические указания для их выполнения.

Студент имеет возможность изучить теоретические сведения по требуемой теме. Затем, ответив правильно на определенное количество вопросов теста, получает допуск к выполнению лабораторной работы. После выполнения работы формируется отчет. Для получения зачета по выполненной работе необходимо выполнить предложенное тестовое задание. Для реализации этого разработаны электронный теоретический курс по дисциплине «Технические средства измерений», сборник зачетных тестовых заданий и заданий для самопроверки.

Таким образом, созданная в среде LabVIEW виртуальная лаборатория позволяет проводить эксперименты с высокой точностью и наглядностью. Все промежуточные расчеты проводятся автоматически внутри самой виртуальной среды, благодаря чему достигнута высокая скорость работы. Основными преимуществами данного комплекса являются: возможность выполнения лабораторных работ заочно (дистанционное обучение); возможность изменения условий эксперимента; минимальные затраты на проведение эксперимента; наглядность проводимых экспериментов за счёт выведения на экран пользователя полных данных, получаемых в ходе работы; высокая точность и широкие диапазоны измерения виртуальных приборов; возможность наблюдать за ходом эксперимента в реальном масштабе времени.

УДК 621.798.426-52

ЭКСПЕРТНЫЕ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В.А. Дубовицкий, Е.М. Филимонова, М.С. Степанова, А.Е. Поляков

(МГТУ им. А.Н. Косыгина)
Несоответствие показателей качества электроэнергии нормативным значениям вызывают дополнительные потери электроэнергии. Ущерб от некачественной электроэнергии имеет технологическую и электромагнитную составляющие. Технологическая составляющая проявляется в снижении количества и качества выпускаемой продукции, вследствие влияния качества электроэнергии на производительность механизмов. Электромагнитная составляющая ущерба определяется взаимным влиянием элементов системы электроснабжения и выражается либо в снижении энергетических показателей работы электрооборудования и срока его службы, либо в аварийных отказах элементов (сбой в работе ЭВМ, автоматики, выход из строя батарей конденсаторов). Различия в последствиях определяются условиями электромагнитной совместимости элементов системы электроснабжения.

Экспертные оценки влияния низкого качества электрической энергии на работу электрооборудования показывают, что ущерб, вызванный отклонениями частоты и величины напряжения, несимметрией напряжения и высшими гармоническими составляющими напряжения составляет более 300 млрд кВт·ч.

При использовании микропроцессорных регуляторов напряжения MPH000 для поддержания заданного значения коэффициента мощности, его определение возможно после регулятора, где формы кривых тока и напряжения несинусоидальны. Так как загрузка линий определяется, прежде всего, эффективностью потребления мощности из питающей сети, то коэффициент мощности целесообразно определять по выражению:

,

где Р – активная мощность по первой гармонике; S – полная мощность, потребляемая из сети; φ1 – угол сдвига между первой гармоникой потребляемого тока и кривой напряжения питающей сети; Ku – текущее значение коэффициента нелинейных искажений.

Наиболее целесообразным является решение, не требующее измерение неявных величин (cos φ), а обеспечивающее непосредственное измерение величины Ku.

В ОАО «РТИ им. А.Л. Минца» предложено устройство для автоматического измерения нелинейных искажений электрических сетях общего назначения, в состав которого входит блок аналого-цифрового преобразователя и персональный компьютер. Разработана достоверная математическая модель этого измерителя в программной среде MathCAD PLUS 6.0. Приведены практические результаты моделирования измерителя нелинейных искажений.

УДК 674.7:681.5




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница