ru en

Revista electronică 1(49)2021

"PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49)"

CUPRINS

1	Efectul termic al unui ecran cu o singură buclă asupra capacitate de transmisie a liniei de cablu de înaltă tensiune Autori: Tkacenko A.O., Grincenko V.S., Dobrodeev P.N. Instituția de Stat „Institutul pentru Problemele Tehnice ale Magnetismului al Academiei Naționale de Științe din Ucraina" Harkov, Ucraina
	Rezumat: Lucrarea investighează efectul termic al unui ecran cu un singur circuit cu cuplaj magnetic asimetric, care este utilizat pentru a reduce câmpul magnetic al unei linii de cabluri trifazate de înaltă tensiune. Scopul lucrării este de a evalua impactul unui astfel de ecran asupra randamentului liniei de cablu. În absența unui ecran, debitul este calculat conform IEC 60287. Acest obiectiv este atins prin analiza câmpului termic al unei linii de cablu ecranate prin simulare numerică. În acest caz, sunt luate în considerare două secțiuni caracteristice: o secțiune extinsă, în care ecranul este situat la o anumită distanță de linia de cablu și o secțiune relativ scurtă a ecranului adiacent cablurilor de putere. Se ia în considerare modul de funcționare în regim stabil al liniei de cablu. În consecință, temperaturile cablurilor și ale ecranului nu se schimbă în timp și sunt funcții de coordonate, iar distribuțiile lor respectă ecuația staționară de conducere a căldurii. Distribuția câmpului termic pe o secțiune extinsă este considerată într-o formulare bidimensională și în zona în care ecranul este adiacent cablurilor de alimentare - într-o formulare tridimensională. Ca rezultat, au fost obținute dependențele de temperatura maximă a cablurilor de alimentare de parametrii ecranului și înălțimea locației sale deasupra liniei de cablu. Cele mai semnificative rezultate sunt secțiunile transversale admise ale cablului ecranului și înălțimea locației sale, la care efectul termic al ecranului pe linia cablului nu duce la o scădere a debitului său. Semnificația rezultatelor obținute este de a asigura debitul maxim al cablului în timp ce îl protejați.
	Cuvinte-cheie: linie de cablu, lățime de bandă, câmp termic, ecranare, ecran de contur. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.01
2	Interconexiune sistemică dirijată pe baza convertorului de tip „hexagon” Autori: Calinin L.P., Zaiţev D.A., Tîrşu M.S., Golub I.V., Caloşin D.N. Institutul de Energetică Chişinău, Republica Moldova
	Rezumat: Obiectul cercetării îl reprezintă convertorul de frecvență static, realizat conform schemei „hexagon”, care poate fi utilizat pentru interconectarea dirijată a două sisteme energetice, ce funcţionează la parametri diferiţi privind frecvenţa şi standardele pentru menținerea acesteia. Scopul lucrării este cercetarea caracteristicilor de funcționare ale dispozitivului propus, care implementează principiul rotației circulare a fazei tensiunii de ieșire în raport cu cea de intrare în baza electronicii de putere. Acest obiectiv este realizat în baza unei strategii de control „brut” a dispozitivului, care a permis realizarea interconexiunii sistemice dirijate direct în curent alternativ fără utilizarea filtrelor armonice sau inductoarelor. Au fost propuse două metode de secționare a înfășurărilor de reglare, care asigură reglarea „fină” a convertorului cu 24 și 48 de poziţii. În mediul Simulink/Matlab, au fost dezvoltate modele dispozitivului propus şi s-au efectuat experimente de calcul. Cele mai semnificative rezultate sunt soluţia tehnică a convertorului de frecvență, precum și strategia de control „brută”. Calitatea conversiei este evaluată în baza gradului de stabilitate a puterii transmise și distorsiunea armonică a curentului. Rezultatele obținute pentru dispozitivul propus au arătat eficacitatea strategiei de control „brut” propusă. S-a dovedit că reglarea „fină” utilizând 48 de poziţii îmbunătățeşte semnificativ calitatea conversiei comparativ cu 24 poziţii. Importanţa rezultatelor obținute constă în faptul, că dispozitivul propus asigură indicatori de calitate la conversia frecvenţei și stabilitatea puterii active transmise. Adiţional, soluţia tehnică propusă permite reducerea semnificativă a numărul de înfășurări și chei de putere comparativ cu soluţiile prezentate anterior de către autori.
	Cuvinte-cheie: interconexiune sistemică dirijată, convertor static de frecvență, strategie de control, gradul de stabilitate a puterii transmise, distorsiunea armonică a curentului. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.11
3	Determinarea conținutului de umiditate al uleiurilor izolante folosind CoCl2 Autori: Kozlov V.K. 1, Turanova О.А. 2, Kurakina О.Е. 1, Turanov А.N. 2 1FGBОU VPО Universitatea de Stat de energetică din Kazani, 2Instituttul Fizico-tehnic E.K. Zavoiski din Kazani FIȚ «KazCȘ AȘR», Kazani, Federația Rusă
	Rezumat: Utilaj transformator este o parte importantă a sistemului energetic, iar funcționarea sa neîntreruptă și fiabilă este cheia alimentării cu energie electrică de înaltă calitate a consumatorilor. Majoritatea transformatoarelor acționate folosesc uleiul de transformare ca dielectric și ca mediu de răcire. Conținutul de umiditate este unul dintre parametrii uleiului de transformator care determină calitatea acestuia. La concentrații mai mari de apă, există riscul defectării transformatoarelor de putere, ceea ce complică funcționarea lor ulterioară și, în consecință, performanța întregului sistem de alimentare. Scopul lucrării este de a dezvolta o nouă metodă pentru determinarea fracției admisibile de apă în uleiul de transformator în cantități mici. Acest obiectiv este realizat prin efectuarea de studii spectrale ale probelor de ulei de transformator în domeniul UV vizibil, cu adăugarea de pulbere de clorură de cobalt (II) (CoCl2). Clorura de cobalt (II) are capacitatea de a-și schimba culoarea în funcție de cantitatea de apă de cristalizare. Cel mai important rezultat al articolului este concluzia, obținută pe baza spectrelor înregistrate, privind relația dintre densitatea optică a spectrului în intervalul 360-490 nm și conținutul de umiditate al uleiului de transformator la adăugarea pulberii de clorură de cobalt. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul, că metodă optică pentru determinarea unor valori mici ale proporției apei din uleiurile de transformare, bazată pe dependența proprietăților optice ale clorurii de cobalt (II) de conținutul de umiditate are o sensibilitate foarte mare, un cost redus pentru determinarea proporției de apă și este foarte promițătoare pentru rezolvarea problemelor de energie electrică.
	Cuvinte-cheie: uleiul izolant, apă, hidrat cristalin, clorură de cobalt (II), spectre de absorbție. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.07
4	Distribuția fazei dispersate într-un aparat de curățare a gazelor cu o duză pulsantă Autori: Cozii I.S., Pliațuk L.D., Gureț L.L. Universitatea de Stat din Sumî, Sumî, Ucraina
	Rezumat: Lucrarea este dedicată reducerii impactului tehnogen asupra mediului din cauza emisiilor de energie termică prin utilizarea unui aparat extrem de eficient pentru purificarea complexă a gazelor de eșapament, care funcționează în regimul de turbulență dezvoltată - un aparat cu o duză pulsantă regulată (DPR). Dispozitivele cu DPR sunt caracterizate printr-o eficiență ridicată de captare a particulelor solide cu dispersie diferită. Scopul principal al studiului este descrierea fizică și matematică a mecanismelor procesului de captare a prafului fin într-un aparat cu DPR. Acest obiectiv este atins prin descrierea imaginii fizice și matematice a procesului de colectare a prafului într-un aparat experimental cu DPR. Cele mai importante rezultate ale lucrării constau în descrierea matematică a mecanismului de condensare pentru captarea prafului fin și procesul de distribuție a picăturilor în stratul elementelor de ambalare turbulizante în timpul mișcării ascendente a fazelor. Sunt luate în considerare procesele de mărire a particulelor de aerosoli datorate mecanismului de creștere a condensului, precum și coagularea turbulentă și browniană. Semnificația rezultatelor cercetării este că: 1) a fost obținută o ecuație pentru determinarea razei unei particule în procesul de condensare a unui sistem vapor-gaz-lichid, ceea ce face posibilă determinarea posibilității ulterioare de captare a particulelor datorate la mecanismul de difuzie inerțială sau turbulentă din aparat; 2) s-a obținut o ecuație pentru calcularea diametrului picăturilor de lichid formate în timpul fragmentării fluxurilor de lichid prin turbulizarea elementelor de ambalare, ceea ce ne permite să concluzionăm că suprafața de contact de fază este dezvoltată datorită mișcării pulsatorii a elementelor de ambalare.
	Cuvinte-cheie: mediu, emisii de praf și gaze, aparat eficient, duză mobilă, condensare, suprafață de contact de fază, picătură. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.05
5	Analiza proceselor de conversie a energiei aerului comprimat într-un motor pneumatic cu piston rotativ Autori: Mitrofanov A.S., Proskurin A. Iu. Universitatea Națională de Construcții Navale amiralul Makarov Nikolaev, Ucraina
	Rezumat: În acest articol se investigează un motor de aer cu piston rotativ cu un sistem de schimb de gaze care minimizează ca valoarea volumului mort relativ, precum și contribuie la asigurarea dimensiunii și greutății minime a motorului. Scopul principal al studiului este de a evalua eficiența conversiei energiei aerului comprimat în cilindrul de lucru al unui motor pneumatic cu piston rotativ prin metoda exergică a analizei termodinamice. Pentru a realiza obiectivul stabilit al studiului, a fost realizată modelarea fizică a diferitelor moduri de funcționare ale motorului pneumatic cu piston rotativ. Cel mai important rezultat este că, pe baza rezultatelor modelării fizice prin metoda modelării matematice, a fost efectuată o evaluare termodinamică a eficienței transformării energiei aerului comprimat într-un motor pneumatic cu piston rotativ. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că s-a stabilit influența principalilor parametri operaționali ai unui motor pneumatic cu piston rotativ asupra eficienței conversiei energiei. Sunt prezentate ecuațiile de bază ale metodei exergice a analizei termodinamice. Sunt prezentate rezultatele modelării fizice și matematice a diferitelor moduri de funcționare ale unui motor pneumatic cu piston rotativ. Sunt evidențiate principalele motive pentru scăderea eficienței conversiei energiei la sarcini reduse și nominale ale motorului pneumatic. Cantitatea de energie furnizată odată cu fluxul de aer comprimat este determinată în funcție de modul de funcționare. Conform rezultatelor cercetării prezentate, cea mai optimă gamă de rotații ale unui motor cu aer cu piston rotativ, bazată pe realizarea valorilor maxime ale muncii eficiente specifice și eficienței exergice, este de 55...70% din valoarea nominală. S-a constatat că o creștere a presiunii de funcționare a unui motor pneumatic cu piston rotativ duce la o ușoară scădere a eficienței exergice. O creștere de două ori a presiunii de funcționare în receptorul de admisie al unui motor cu aer cu piston rotativ contribuie la o creștere a puterii efective cu 46%, reducând în același timp eficiența energetică cu 8,2%. Rezultatele cercetării prezentate pot fi utilizate în proiectarea și construcția de noi eșantioane de motoare pneumatice cu piston rotativ în diverse scopuri.
	Cuvinte-cheie: aer comprimat, motor pneumatic cu piston rotativ, centrală electrică, energie, analiză termodinamică. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.03
6	Optimizarea parametrilor inițiali ai circuitului de utilizare a unei unități de cogenerare CCGT cu două niveluri de presiune Autori: Kaliutik A.A., Trescev D.A., Tresceva M.A. Petru cel Mare Universitatea Politehnică din Sankt Petersburg Saint-Petersburg, Federația Rusă
	Rezumat: Articolul este dedicat optimizării parametrilor și structurii plante cu ciclu combinat de cogenerare (PCCC). Scopul studiului este de a determina parametrii inițiali optimi ai unui tip de utilizare PCCC cu circuit dublu cu unități de turbină cu gaz (TCG) din clasa E. Acest obiectiv este atins pe baza metodelor de modelare matematică a circuitelor termice ale PCCC, utilizând elemente de analiză termodinamică și economică. Ca criteriu de optimizare, se utilizează indicatorul economiei relative de combustibil în generarea combinată de energie și căldură. Utilizarea acestui indicator se datorează corespondenței valorii sale maxime cu creșterea maximă a efectului economic integral din generația combinată. Cel mai semnificativ rezultat al cercetării este identificarea unei tendințe către creșterea presiunii optime de vapori a circuitului de înaltă PCCC cu două circuite, presiunea inițială optimă, determinată utilizând indicatorul economiei relative de combustibil, este de 9,8-10 MPa (pentru stații electrice de condensare(SEC)), presiunea inițială optimă a aburului este de 8 MPa). Se dezvăluie o tendință de creștere a economiei relative de combustibil, odată cu complicația circuitului termic al PCCC. Economia relativă de combustibil pentru PCCC considerată în comparație cu TCG SEC similar este de 27,35%, iar în comparație cu turbina cu abur SEC, pe baza unității de serie K-300-240, va crește cu 8,8%. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că utilizarea lor, în etapa de proiectare, va crește eficiența energetică a PCCC-urilor în construcție, precum și va optimiza structura sistemelor energetice din regiuni și state individuale.
	Cuvinte-cheie: CET, termoficare, instalație de cogenerare, instalație de gaze și abur, economisirea combustibilului. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.06
7	Cameră de ardere universală pentru utilizarea gazelor petroliere cu diferite compoziții și putere termică Autori: Șilova A.A., Bacev N.L., Matiunin O.O. Universitatea Națională Politehnică de cercetare din Perm Perm, Federația Rusă
	Rezumat: În proces de elaborare a centralelor electrice de utilizare a instalațiillor de microturbine cu recuperare cu gaze, este necesar să se aibă în componența lor camere de ardere universale cu două zone lor pentru utilizarea gazelor petroliere cu compoziție diferită și putere termică dîn diferite zăcământe. În zona de ardere, arderea stabilă a gazului de petrol cu balast are loc la temperaturi ridicate. Debitele de aer și gaz combustibil din această zonă sunt selectate în așa fel încât să se asigure excesul de raport de aer în intervalul dintre limitele de concentrație inferioară și superioară de ardere. Studiile preliminare au arătat că pentru gazele petroliere cu un conținut de component de balastare de până la 80%, excesul de coeficient de aer din zona de ardere poate fi luat egal cu 1.5. În zona de diluare prin furnizarea de aer secundar, fluidul de lucru este preparat cu parametrii specificați pentru alimentarea turbinei. Scopul acestei lucrări este de a elabora recomandări pentru crearea unei camere de ardere universale pentru arderea gazelor combustibile cu diferite compoziții și putere termică. Acest obiectiv este atins prin selectarea diametrului camerei pentru a asigura raporturile necesare între debitul mediu al amestecului de aer combustibil și rata de ardere turbulentă, la care se respectă o poziție stabilă a frontului flăcării. Rezultatul cel mai semnificativ al cercetării este confirmarea posibilității de utilizare a unei camere de ardere universale cu dimensiuni constante în instalațiile de utilizare a turbinei cu gaz concepute pentru arderea gazelor combustibile nestandardizate cu componente de balastare până la 70%, ceea ce va reduce timpul și costul a implementării lor.
	Cuvinte-cheie: gaz petrolier balastat, diametrul camerei de ardere universale, poziția stabilă a frontului flăcării, gama de putere a centralelor electrice. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.12
8	Creșterea producerii de biogaz și electricitate în timpul fermentării gunoiului de bovine prin adăugarea de paie extrudată și var Autori: 1Polisciuk V. М., 1Șvorov S. А., Flionț I.V., 1Davidenko Т. S., 1Dvornîk Е.О. 1Universitatea Națională de Bioresurse și Managementului Naturii din Ucraina, Kiev, Ucraina 2Subdiviziune separată „Institutul Agrotehnic Berezhany” al Universității Naționale de Bioresurse și Managementul Naturii din Ucraina, Berezhany, Ucraina
	Rezumat: Scopul lucrării este de a crește producere de biogaz și generarea de energie electrică în instalațiile de biogaz prin fermentarea în comun a gunoiului de grajd de bovine cu paie de grâu extrudată și var stins. Pentru a atinge acest obiectiv, s-au rezolvat următoarele sarcini: s-a determinat producția de biogaz din gunoiul de grajd de bovine cu pelete de paie, de grâu extrudată fără utilizarea varului stins; la fermentarea gunoiului de grajd și a peletelor de paie extrudate cu cantități diferite de var înainte de extrudare, în timpul extrudării și după extrudare cu încărcare periodică a bioreactorului. Volumul de biogaz a fost măsurat folosind metoda Krivoruciko. Pe baza studiilor experimentale, dependența producției de biogaz de pretratarea paiului cu o soluție de var stins de diferite concentrații, precum și metoda de adăugare a unei soluții de var stins în paie (înainte, în timpul, după extrudare) a fost determinată. Noutatea subiectului ales constă în utilizarea tratamentului chimic al paiului în combinație cu extrudarea. În timpul extrudării, se efectuează prelucrări termochimice suplimentare. Avantajul utilizării peletelor de paie de grâu extrudat este că astfel de materii prime sunt mai bine transportate sau depozitate într-un depozit. Peleții sunt recomandabili pentru funcționarea continuă a instalațiilor de biogaz, deoarece deșeurile agricole sunt sezoniere. Semnificația rezultatelor cercetării constă în faptul că utilizarea paiului extrudat împreună cu varul ca co-substrat va crește producția de biogaz și electricitate cu mai mult de 60%.
	Cuvinte-cheie: biogas, substrat, cattle manure, lime, dry organic matter, extruded straw, biogas plant, methane fermentation. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.02
9	Inovarea tehnologiilor energetice pentru deshidratare și extracția materiilor prime alimentare Autori: Burdo О.G.1, Sirotiuc I.V.1, Scerbici М.V.1, Akimov А.V.1, Poian А.S.2 1 Academia Națională de tehnologii alimentare din Odesa, Odesa, Ucraina SRL «Delita Vilmar Ucraina», Iujnîi, Ucraina
	Rezumat: Se efectuează analiza cercetării în domeniul deshidratării și extracției materiilor prime. Se efectuează compararea dispozitivelor tradiționale pentru deshidratarea materiilor prime. Scopul lucrării este determinat - reducerea consumului de energie la eliminarea fazei lichide din materiile prime vegetale solide și reducerea pierderilor de produse din deșeurile care conțin petrol din producția de alimente. Pentru a atinge acest obiectiv, se propune o idee științifică și tehnică, care se exprimă prin ipoteza că utilizarea surselor de energie electromagnetică în procesul de îndepărtare a umezelii din materiile prime alimentare care conțin o fază solidă va permite, pe lângă ieșirea tradițională a faza de vapori, pentru a forma un flux suplimentar al fazei lichide. Forța motrice a unui astfel de flux este efectul sumar din disiparea locală a energiei electromagnetice în cea mai mare parte a fazei solide. Este prezentat un model matematic al procesului de deshidratare și a fost efectuat un set de studii experimentale, care a confirmat validitatea ipotezei. Cel mai semnificativ rezultat al lucrării este că s-a dovedit că este posibil să se organizeze moduri atunci când randamentul sucului este de 4 ori mai mare decât randamentul aburului și, în consecință, reducerea consumului de energie pentru deshidratarea produsului. Semnificația științifică a rezultatelor obținute este că un nou efect a fost obținut în lucrare, pe care autorii l-au numit parodinamic. Semnificația practică a lucrării este că se propune o linie tehnologică pentru procesarea deșeurilor care conțin ulei: nămol de cafea, coji de boabe de cafea, reactivi (argilă și perlit).
	Cuvinte-cheie: tehnologii electromagnetice și de vid, concentrare, extracție, deshidratare, deșeuri alimentare. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.13
10	În memoria doctorului-habilitat în științe tehnice, redactor-șef al revistei „Problemele energeticii regionale”, V.P. Berzan