ro en

Электронный журнал №3(26) 2014

"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ"

СОДЕРЖАНИЕ

0	ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
1	РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ В ДЛИННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ Авторы: Берзан В.П., Римский В.К., Пацюк В.И., Тыршу М.С. Институт энергетики Академии наук Молдовы
	Аннотация: В работе представлен численный метод для расчета электрических цепей с распределенными параметрами с потерями, которые могут изменяться во времени. Предлагается использовать интеграл энергии для оценки точности численных решений. Разработана численная схема, названная Альбатрос, консервативная по свойствам, с минимальной диссипацией и дисперсией. Эти свойства приводят к тому, что вычислительная ошибка не накапливается, что дает возможность реализовать расчеты нестационарных решений без потери точности при больших интервалах времени, соответствующих 300 ... 500 пробегам электромагнитной волны в длинной линии, вплоть до достижения установившегося состояния. Результаты расчетов для неоднородных цепей с распределенными параметрами представлены графически. Эти результаты могут быть использованы в качестве образцовых (поверочных) при разработке новых приближенных методов численного решения электротехнических и электроэнергетических задач. Решения рассмотренной задачи были получены с помощью операторного метода, метода комплексных амплитуд, метода Фурье при разделении переменных, а также численным методом Альбатрос. Представлены графически результаты расчетов различных режимов в полуволновой линии электропередачи. Сравнение и оценка точности решения задачи осуществлено сопоставлением решений полученных по предлагаемому методу, методом конечных разностей во временной области (FDTD) и по схеме Годунова для телеграфных уравнений. Установлено, что метод конечных разностей имеет некоторые ограничения по применению при решении телеграфных уравнений, несмотря на то, что он имеет второй порядок точности.
	Ключевые слова: длинные линии передачи, телеграфныe уравнения, нестационарные токи и напряжения, распределенные и сосредоточенные параметры. DOI:
2	ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
3	УЗЕЛ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛИЦ Авторы: Шит М.Л, Шит Б.М. Институт Энергетики Академии наук Молдовы
	Аннотация: Целью работы является разработка эффективной схемы энергоснабжения промышленной теплицы, предназначенный для круглогодичного выращивания растений и строгого поддержания заданной температуры и влажности. При этом задачей было разработать комплекс "тепловой насос с газовым приводом "вода-воздух" - электрический генератор" (для использования в течение отопительного сезона), а также "тепловой насос с газовым приводом "вода-воздух" - электрический генератор" - испарительный охладитель", для работы в межсезонье.. Предлагаемые конструкции имеют высокую энергетическую и экономическую эффективность по сравнению с обычными схемами (котел - холодильная машина). Предложенный комплекс может обеспечить круглогодичное максимальное значение КПД теплового насоса при максимальной производительности газового двигателя.
	Ключевые слова: когенерация, тепловой насос, газовый двигатель. DOI:
4	ФТОРИРОВАННЫЕ ЭФИРЫ – РАБОЧИЕ ТЕЛА ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЦИКЛА РЕНКИНА НА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ Авторы: Артеменко С.В. Учебно-научный институт холода, криотехнологий и экоэнергетики Одесской национальной академии пищевых технологий, , Украина
	Аннотация: Одним из подходов к решению проблем экономической безопасности является использование технологий преобразования энергии на основе низкопотенциальных источников теплоты. Цикл Ренкина, использующий органические вещества (The Organic Rankine Сycle – ORC) вместо классического рабочего тела – водяного пара, становится все более популярным. В работе рассмотрены возможности нового класса рабочих тел – фторированных эфиров для преобразования параметров низкопотенциальных источников теплоты при помощи цикла Ренкина. Температурные границы источников выбраны в интервале 300…400К, которые характерны для систем утилизации сбросной теплоты топливных ячеек. Реализован метод прямой оценки критериев эффективности цикла Ренкина, использующий искусственные нейронные сети (ANN). В качестве входных данных для построения ANN выбраны критические параметры и температура нормального кипения вещества. Представлены результаты прогнозирования выходных параметров сети – коэффициента преобразования цикла Ренкина для фторированных эфиров без вычисления их термодинамических свойств.
	Ключевые слова: рабочие вещества, органический цикл Ренкина, коэффициент преобразования, искусственные нейронные сети, фторированные эфиры. DOI:
5	ПРОЦЕССЫ СОВМЕСТНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА В АППАРАТАХ СОЛНЕЧНЫХ АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ СИСТЕМ Авторы: Дорошенко А.В., Людницкий К.В. Учебно-научный институт холода, криотехнологий и экоэнергетики Одесской национальной академии пищевых технологий, Украина
	Аннотация: . В статье представлена идеология развития солнечных холодильных систем СХС и систем кондиционирования воздуха ССКВ, основанных на использовании теплоиспользующего абсорбционного цикла и солнечной энергии для регенерации (восстановления) раствора абсорбента. Рассмотрены процессы совместного тепломассообмена в испарительных охладителях прямого и непрямого типов с учетом явления реконденсации водяных паров при низкотемпературном испарительном охлаждении сред. Выполнен предварительный ана-лиз возможностей солнечных систем применительно к задачам охлаждения сред и кондиционирования воздуха.
	Ключевые слова: солнечные системы, осушение воздуха, охлаждение сред, кондиционирование воздуха, тепломассообменная аппаратура, абсорбция, десорбция, испарительное охлаждение. DOI:
6	ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОРОТКИХ ДИФФУЗОРОВ В КОМПАКТНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ Авторы: Юша В.Л., Васильев В.К., Филькин Н.Ю., Шипунова А.А. Омский государственный технический университет
	Аннотация: Рассмотрено повышение эффективности воздушного охладителя с помощью улучшения распределения охлаждающего воздуха. Представлена актуальность исследования, связанная с сохранением компактных размеров теплообменного аппарата. Проведен анализ недостатков существующих конструкций на базе трубчатого теплообменника с коротким диффузором. Рассмотрены различные устройства и рекомендации по улучшению работы короткого диффузора. Сформулирована цель исследования, заключающаяся в оценке влияния конфигурации проточной части короткого диффузора на эффективность работы теплообменного аппарата. Разработана методика проведения инженерного анализа охлаждающего оборудования на базе ANSYS CFX. Выполнен расчет трубчатого охладителя с несколькими вариантами входного участка, проведен анализ результатов с точки зрения потерь давления в диффузоре и количества отводимого тепла. Выявлено улучшение в работе охладителя при использовании направляющих в конструкции его входного участка.
	Ключевые слова: эффективность теплообменника, короткий диффузор, распределение воздуха, дополнительные направляющие элементы. DOI:
7	ЭФФЕКТИВНОСТЬ МНОГОМОДУЛЬНЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ-ПРИСТАВОК К ВОДОГРЕЙНЫМ КОТЛАМ Авторы: Денисова А.Е., Мазуренко А.С., Денисова А.С. Одесский национальный политехнический университет
	Аннотация: Установлены факторы, влияющие на тепловую и экономическую эффективность комбинированной установки альтернативного теплоснабжения. Разработаны конструктивные схемы обеспечения взаимодействия солнечной “приставки” с котельной установкой. Разработана математическая модель процесса теплообмена в элементах системы с учетом гелиотехнических возможностей региона эксплуатации. Представлена методика расчета эффективности многомодульной системы солнечных коллекторов, являющихся приставкой к водогрейному котлу, которая позволяет рассчитать коэффициент тепловой эффективности, коэффициент отвода тепла и коэффициент теплоотдачи с учетом конструктивных и эксплуатационных условий работы многомодульной системы альтернативного теплоснабжения. Разработанная методика позволяет установить оптимальные значения массового расхода теплоносителя с учетом схемных решений и конструктивных особенностей солнечных коллекторов.
	Ключевые слова: солнечный коллектор, эффективность, принудительная циркуляция. DOI:
8	МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ «ПОРШНЕВОГО» ВЫТЕСНЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ Авторы: Положаенко С. А., Лысенко Н. А. Одесский национальный политехнический университет
	Аннотация: Предложена математическая модель фронтального вытеснения в пористой среде многокомпонентных систем, представленных фильтрующимися несмешивающимися (в том числе аномальными) жидкостями. В условиях реальной прикладной задачи дано качественное описание процесса вытеснения в многокомпонентной системе с промежуточным агентом ― «поршнем». Математическая модель класса задач фронтального вытеснения для многокомпонентных систем сформулирована в виде вариационного неравенства и обеспечивает простую численную реализацию.
	Ключевые слова: многокомпонентные системы, фронтальное вытеснение, «застойная зона», предельный градиент, математическая модель, вариационное неравенство. DOI:
9	РАЗРАБОТКА СПОСОБА РАСЧЕТА ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН С УЗЛОМ КОНДЕНСАЦИИ КОМБИНИРОВАННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Авторы: Фот А. Н., Васильев В.К. Омский государственный технический университет, г. Омск, Российская Федерация
	Аннотация: Комбинированное охлаждение узла конденсации позволяет стабилизировать давление конденсации и существенно сократить потребление охлаждающей воды и электроэнергии. Существующие методики расчета конденсаторов позволяют оптимально проектировать конденсаторы с водяным или воздушным охлаждением и не могут быть корректны при проектировании узла конденсации комбинированного охлаждения. Для технически и экономически обоснованных рекомендаций по доле участия в охлаждении конденсаторов воды и воздуха требуется анализ работы такой холодильной машины в течении года. Для этого разработана математическая модель, описывающая работу всех элементов холодильной машины, а так же их технические, и экономические показатели. Проводя анализ работы холодильной машины в течении всего периода эксплуатации определяем, какая доля участия воды и воздуха в охлаждении конденсаторов является наилучшей. По результатам такого анализа принимаются решения о проектировании оптимального комбинированного конденсатора, а так же составляется график регулирования расходов воды и воздуха в течении года. В анализе учитываются стоимость охлаждающей воды, электроэнергии, энергетические затраты на транспортировку охлаждающих сред, на привод компрессоров, а так же капитальные и эксплуатационные затраты.
	Ключевые слова: комбинированное охлаждение, узел конденсации, водяное и воздушное охлаждение, экология, экономия энергоресурсов, математическая модель, холодильная машина. DOI:
10	ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СЕЗОННОДЕЙСТВУЮЩЕГО ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРА ГРУНТА Авторы: Евдокимов В.С., Максименко В.А., Васильев В.К., Третьяков А.В. Омский государственный технический университет
	Аннотация: Целью исследования является решение проблемы сохранения состояния вечномерзлых грунтов в условиях северного строительства. Для поддержания вечной мерзлоты используют термостабилизаторы грунта. Данная работа, посвещается исследованиям динамики температурного режима грунта вокруг термостабилизатора в зимнем и летнем режиме эксплуатации для климатической зоны юга Западной Сибири. Экспериментально получены температурные поля грунта вокруг термостабилизатора. Расчетные результаты подтверждены экспериментальными исследованиями. Для оценки работы испарительной зоны термостабилизатора введен новый параметр обьемного теплосодержания, который учитывает в себе не только объем замороженного грунта, но температурный уровень. Спроектирована перспективная конструкция комбинированного устройства для заморозки грунта.
	Ключевые слова: термостабилизация грунта, температурные поля, сезоннодействующее охлаждающее устройство (СОУ), льдогрунтовый массив, мерзлый грунт. DOI:
11	ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ МОДЕЛИ „DAVA” ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКЕ Авторы: Дауд В. Национальное агентство по регулированию в энергетике Республики Молдова
	Аннотация: Приведены дополнительные сведения о модернизированных газовых горелках типа „DAVA”, которые характеризуются высокими эксплуатационными показателями при переменной нагрузке. Адаптация режима горелки осуществляется автоматически. Представлены конструктивные особенности, которые позволяют увеличить эффективность и надежность этих горелок при переменной нагрузке, и снижение потребления природного газа. Экспериментальные результаты испытаний газовых горелок различной мощности подтвердили экономический эффект от применения модернизированных горелок при производстве тепла. Установлено, что экономический эффект возрастает с увеличением мощности горелки и времени ее работы в течение сезона.
	Ключевые слова: горелка, газо-воздушная смесь, переменная нагрузка, эффективность. DOI:
12	ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
13	СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ПРОВЕРКУ ЦЕЛОСТНОСТИ И АУТЕНТИЧНОСТИ ПЕРЕДАВАЕМЫХ ДАННЫХ Авторы: А.А. Кобозева, М. А. Козина Одесский национальный политехнический университет, Украина
	Аннотация: В работе предложен стеганографический метод, осуществляющий одновременное эффективное решение задач организации скрытого канала связи внутри канала общего пользования; проверку целостности и аутентичности передаваемой дополнительной информации. Перечисленные задачи определяют так называемую триединую задачу (ТЗ), которая является актуальной, но на сегодняшний день по данным, доступным из открытой печати, не имеет удовлетворительного решения. Это объясняется сложностью ТЗ, кроме того организация скрытого канала связи сама по себе требует дополнительно обеспечения надежности восприятия и нечувствительности формируемого стеганосообщения к возмущающим воздействиям. В качестве контейнера выступает цифровое изображение. Дополнительная информация, являющаяся результатом предварительного первичного кодирования конфиденциальной информации и последующего вторичного кодирования с использованием секретного ключа для обеспечения аутентификации, представляется в виде бинарной последовательности. Разработанный стеганометод, решая ТЗ, обеспечивает надежность восприятия формируемого стеганосообщения, является устойчивым к атакам против встроенного сообщения и позволяет эффективно декодировать передаваемую информацию даже в случае нарушения ее целостности, что подтверждается результатами вычислительного эксперимента.
	Ключевые слова: стеганографический метод, целостность, аутентичность, дискретное преобразование Фурье, цифровое изображение. DOI:
14	ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
15	ПЛАЗМЕННАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ – ОТХОДЫ В ЭНЕРГИЮ (WtE)- РЕШЕНИЕ ДЛЯ БУДУЩЕГО Авторы: Бырсан Николай "Вестингауз Плазма Корпорэйшн "
	Аннотация: Плазменные технологии WtE в настоящее время являются предметом обширных исследований ряда компаний, стремящихся разработать экологически чистые и эффективные технологии WtE. Большинство из этих компаний работают над концепцией конструкции или лабораторных прототипов, но есть одна компания, которая уже строит в промышленном масштабе плазменные газогенераторы для утилизации твердых бытовых, промышленных и токсичных отходов. В 1999 году в Японии, Hitachi Metals и Westinghouse Plasma Corp ("WPC"), построили первую в мире коммерческую установку, реализующую технологию WTE. Установка на предприятии Hitachi Metals работает в течение одного года на твердых бытовых отходах и получила сертификацию от Японского научно-исследовательского фонда отходов (JWRF). Впоследствии, Hitachi Metals использовала этот успех в двух коммерческих установках в Mihama-Mikata и Утасинай в Японии, которых работают на проверенные технологии газификации предложенной Westinghouse Plasma. На протяжении более 20 лет, Westinghouse Plasma Corp ("WPC") была ведущей технологической платформы для преобразования отходов в мире в чистую энергию для здоровой планеты. Технология WPC делает свалки устаревшими и заменяет их сжиганием отходов по технологии WtE. Технология WPC уже работает в трех контрольных установках и в трех новых строящихся коммерческих предприятий, (двух заводов по 1000 тонн /сутки в Великобритании и 650 тонн / сутки в Китае). Все эти предприятия предназначены для преобразования твердых бытовых отходов в электричество и осуществления теплоснабжения наиболее эффективным и экологически безопасным способом.
	Ключевые слова: плазменная газификация, отходы, энергия. DOI: