Document 2242916

Экономика и право
ISSN 2221-7347
_________________________________________________________________________________________________________________
НОВЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
1(11)
2013
Издается с апреля 2011 года
альманах
Научный журнал
СЕРИЯ «Технические науки»
Учредитель:
Главный редактор
А. В. Бурков
ООО «Коллоквиум»
Полное или частичное воспроизведение материалов, содержащихся в настоящем издании, допускается только с письменного
разрешения редакции.
Адрес редакции:
424002, Россия,
Республика Марий Эл,
г. Йошкар-Ола,
ул. Первомайская, 136 «А».
тел. 8 (8362) 65- 44-01.
e-mail: ujourn@gmail.com.
http://www.universityjournal.ru.
____________________________
Редактор: Е. А. Мурзина
Дизайн обложки: Студия PROekT
Перевод на английский язык
Е. А. Мурзина
Формат 60х84 1/8. Бумага офсетная.
Распространяется бесплатно.
Тираж 220 экз.
Дата выхода: 28.02.2013.
Редакционная коллегия:
А. В. Бурков, д-р экон. наук, доцент (Йошкар-Ола).
(главный редактор)
А. В. Затонский, д-р техн. наук, доцент (Березники).
Л. В. Лукиенко, д-р техн. наук, доцент (Новомосковск).
Н. М. Митюков, д-р техн. наук, доцент (Ижевск).
Н. М. Насыбуллина, д-р фарм. наук, профессор (Казань).
Л. И. Фалюшина, д-р педаг. наук, доцент (Ульяновск).
О. Н. Кондратьева, канд. фил. наук, доцент (Кемерово).
О. В. Белоус, канд. психол. наук, доцент (Армавир).
В. В. Вышкварцев, канд. юрид. наук, доцент (Москва).
И. Д. Котляров, канд. экон. наук, доцент (Санкт-Петербург).
Н. Е. Назарова, канд. техн. наук, доцент (Нижний Новгород).
К. И. Курпаяниди, канд. экон. наук, доцент (Узбекистан).
Г. А. Мамедова, канд. химич. наук, старший научный
сотрудник (Азербайджан).
Е. А. Мурзина, канд. экон. наук, доцент (Йошкар-Ола).
Т. В. Ялялиева, канд. экон. наук, доцент (Йошкар-Ола).
ООО «Коллоквиум»
424002, Россия,
Республика Марий Эл,
г. Йошкар-Ола,
ул. Первомайская, 136 «А».
Отпечатано с готового оригинал-макета в
ООО «Типография «Вертикаль»
424036, Россия, Республика Марий Эл,
г. Йошкар-Ола, ул. Мира, 21.
© ООО «Коллоквиум», 2013
5
Новый университет. 2011. № 4.
ISSN 2221-7347
_______________________________________________________________________________________________________________
СОДЕРЖАНИЕ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
И.А. Гарькина, А.М. Данилов, С.А. Жесткова
Объективизация шкалы Купера-Харпера
А.М. Данилов, И.А. Гарькина, С.А. Пылайкин
Имитаторы транспортных систем:
идентификация управления и оценка
характеристик
МАШИНЫ, АГРЕГАТЫ И ПРОЦЕССЫ
Л.В. Лукиенко, М.Н. Каменский, В.В. Исаев
Повышение качества проектных решений
при разработке оборудования химических
производств с использованием программного
комплекса APM WINMACHINE
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
Е.С. Адушкина
Недостатки технологии оценки метрологических
характеристик эталонных установок
с радионуклидными источниками нейтронов
и пути их устранения
ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
В ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ
В.И. Бобков
Оптимальное управление технологическими
процессами в плотном слое окомкованного
сырья при термической обработке
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ
И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
А.А. Скрипкина
Анализ методов распознавания
движений человека
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
В.Г. Хведелидзе, Т.Н. Гвинианидзе,
Н.Г. Мамардашвили, Квантидзе В.В.
Чайный лист: результаты анализа
липидного комплекса
В.Г. Хведелидзе, Н.Т. Хазарадзе,
Л.Г. Кипиани, Т.Т. Габриадзе
Оптимизация производства гранулированного
чая радио протекторной активности
В.Г. Хведелидзе, Л.Г. Кипиани,
А.В. Кипиани, Н.Г. Мамардашвили
Кислотный гидролиз антоцианового экстракта
из ягод черники кавказской
АРХИТЕКТУРА
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
А.И. Дорохина
Приемы качественной ориентации
в пространствах сооружений, приспособленных
для использования инвалидами
СВЕЖИЙ ВЗГЛЯД
А.Г. Кисель, А.А. Ражковский, А.Ю. Попов,
Д.С. Реченко, Ю.В. Шнуров
Исследование охлаждающей способности
синтетических смазочно-охлаждающих
жидкостей и их влияния на коэффициент
трения при токарной обработке стали 45
CONTENTS
4
9
13
17
20
28
33
37
39
41
45
2
MATHEMATIC MODELING
I.A. Garkina, A.M. Danilov, S.A. Zhestkova
Objectification of the Cooper-Harper scale
A.M. Danilov, I.A. Garkina, S.A. Pylaykin
Transport system simulators:
controls identification and specifications
assessment
MACHINES, UNITS AND PROCESSES
L.V. Lukienko, M.N. Kamensky, V.V. Isaev
Improving the quality of the design solutions
when developing equipment for chemical
facilities, using the APM WINMACHINE
software package
INSTRUMENT ENGINEERING
TECHNOLOGIES
E.S. Adushkina
Drawbacks of the technology for assessment
of the metrological characteristics of standard
systems with radionuclide neutron sources
and ways of their elimination
ENERGY AND RESOURCE EFFICIENCY
IN HEAT TECHNOLOGY
V.I. Bobkov
Optimal management of technological processes
in the dense bed of lump raw materials during
heat treament
SYSTEM ANALYSIS, INFORMATION
MANAGEMENT AND PROCESSING
A.A. Skripkina
Analysis of the man's motion
recognition methods
CHEMICAL TECHNOLOGY
V.G. Khvedelidze, T.N. Gviniadze,
N.G. Mamardashvili, V.V. Kvantidze
Tea leaf: result of the lipid
complex analysis
V.G. Khvedelidze, N.T. Khazaradze,
L.G. Kipiani, T.T. Gabriadze
Production optimization of granular
tea with antiradiation activity
V.G. Khvedelidze, L.G. Kipiani,
A.V. Kipiani, N.G. Mamardashvili
Acidolysis of anthocyanins extract
of Caucasian blueberries
BUILDINGS AND STRUCTURES
ARCHITECTURE
A.I. Dorokhina
Methods of quality orientation in structures
adapted for use by disabled persons
FRESH VIEW
A.G. Kisel, A.A. Razhkovsky, A.Yu. Popov,
D.S. Rechenko, Yu.V. Shnurov
Study of the cooling ability of synthetic cooling
and lubricating fluids and their effect
on the friction ration at lathe turning of Steel 45
Экономика и право
ISSN 2221-7347
_________________________________________________________________________________________________________________
С.В. Кручинин
Режим ретрансляции телекоммуникационного
сервера как способ повышения надежности и
мобильности мобильных сетей
транспортных средств
А.С. Миронов
Индивидуальный (поквартирный) учет
и регулирование тепла в жилых зданиях
А.С. Миронов
Повышение энергоэффективности однотрубной
системы отопления
В.А. Шабанов, Н.И. Прокофьев,
Н.П. Пирожник, Э.Ф. Хакимов
К вопросу об определении частоты вращения
магистральных насосов
с частотно-регулируемым электроприводом
49
S.V. Kruchinin
Telecommunication server retransmission mode
as a way of improving the reliability and mobility
of vehicle mobile networks
53
A.S. Mironov
Individual (flat) registration and control
of the heat in residential buildings
A.S. Mironov
Improving the energy efficiency
of one-pipe heating systems
V.A. Shabanov, N.I. Prokofiev,
N.P. Pirozhnik, E.F. Khakimov
Determining the rotary speed of main
line pumps with variable frequency
electric drives
Информация для авторов
64
57
60
3
Information for the authors
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
УДК 656:51-7
И.А. Гарькина, А.М. Данилов, С.А. Жесткова
ОБЪЕКТИВИЗАЦИЯ ШКАЛЫ КУПЕРА-ХАРПЕРА
Предлагается методика объективной оценки оператором объекта управления эргатической транспортной системы. Дается иллюстрация на примере
короткопериодической составляющей продольного движения.
Ключевые слова: эргатические системы, качественная оценка объекта,
шкала Купера-Харпера, функционалы качества.
Известно, короткопериодическая составляющая продольного движения приближенно
описывается системой уравнений
x1  a11x1  a12 x2  b1u
,
x2  a21x1  a22 x2  b2u
(принято: x1 t   z t , x2 t    t  ).
Для объективизации оценки оператором устойчивости и управляемости объекта в [1]
предлагается использовать функционал качества
S   
Im i
a
1
 b max
 c max Im i  d
.
i
i
max Re i
Re i
min Im i
i
i
Введя  


2
4
,  

2 
,   det A ,   trA , A  aij , получим
d
a
 1
S     b 
 1  c  ,
2


 
– весовые константы.
На практике возникает задача по оценке влияния параметров системы управления на
оценку оператором качества объекта. Сведем эту задачу к рассмотренной выше. После соответствующих преобразований уравнения движения представляются в виде
a, b, c, d
© Гарькина И.А., Данилов А.М., Жесткова С.А., 2013.
4
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
x1 
x2 
x3 
x4 
a11x1  a12  k0b1 x2
a21x1  a22  k0b2 x2
a11x1  a12  k0b1 x2

k0b1 x3  b1 x4
 b1u1

k0b2 x3  b2 x4
 b2u1
 k0b1  0,2x3  b1 x4
 b1u1
 10k пф x4
x5  a11  k z x1   a12  k0b1 x2  k0b1 x3
 b1 x4
 b1u2
 b1u1.
Здесь
x1 t   z t , x 2 t    t , x3 t , x4 t , x5 t  – компоненты вектора управления;
u1  kn n0   , u2  x p – входные воздействия;
b1 , b2 , b4 , k0 ,     k z  0,5, k z – коэффициенты усиления.
Введя новые переменные
~
x3 t   x3 t   x1 t 
,
~
x t   x t   x t 
5
5
1
уравнения движения представим в виде:
x1 
x2 
~
x 
3
a~11x1  a~12 x2  k0b1~
x3  b1~
x5  b1u~1
a~21x1  a~22 x2  k0b2 ~
x3  b2 ~
x5  b2u~1
 0,2 ~
x

0,2 ~
x
1
3
x5    0,3x1
 ~
x5
( x4 t  рассматривается как входной сигнал).
Здесь
u~t   kn n0 t    t   x p t  ;
~ a11  k0b1  b1
A
a21  k0b2  b2
a12  k0b1 
.
a22  k0b2 
Из первого и четвертого уравнений следует:
t
t




~
x3 t   e 0, 2t  c3  0,2 e0, 2 x1  d , ~
x5 t   e t  c5    0,3 e x1  d .




t0
t0




При небольшом времени регулирования t  t0 и малых значениях x1 t   z t  зависимость
~
x3 t  и ~
x5 t  от x1 t  слабая (зависимость от x2 t  практически отсутствует). Поэтому ~
x3 t  и
~
~
x5 t  можно рассматривать как входные воздействия в системе с матрицей A . Свойства систе-
5
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
~
мы полностью определяются матрицей A , а зависимость от параметров системы управления
~
можно численно установить по формулам перехода от A  aij к A . В частности,
~    k0 b1  b2   b1 ,
~
    a22 k0   b1  a11k0b2  k0 b1b2  a21k0b1  a12 k0   b2  k0b1b2 k0    .
~
С учетом   
~
~
~, 
2 
 
~
~ ~ 2
легко определить траекторию движения точки  , ~

4
на плоскости O . Экспериментально было установлено, что классу k  3,5 по шкале КупераХарпера (Cooper-Harper rating scale) [2] соответствует d k  7,5 a  0,1; b  0,2; c  1, d  12 , а
k  6,5 соответствует d k  8,25 (рис. 1).

8,25
6
1  0,5
5
 2  0,5
я
тс
ае
ш
уд
ух
сс
а
кл
7,5
класс
улучшается
4
7,1
классется
улучша
3
классется
ухудша
2

0,5
1,0
Рис. 1. Области равных оценок оператором характеристик объекта управления
Если M  ,   – некоторая точка, лежащая на границе k -го класса ,то ей соответствуют
значения  и  , определяемые соотношениями:
  

2
4
2
4
,  
 ,   

2 
;

2 
(соответственно для колебательной и апериодической систем).
Для колебательной системы имеем:
6
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
2   
2
4
, 2 
2
4
,   1.
В силу предыдущего

2
2
,  
,   0 1   2 .
2
2
1 
1 
Аналогично для апериодических систем

2
4
 ,   

2 
,   1.
Так что

2
 1
,  
2
,   0  2  1 .
 1
~
Для системы с матрицей A имеем:
~
~    1 ,      2 ,
1  k0 b1  b2   b1 ,
2
2
 2  a22 k0   b1 a11k0b2  k0 b1b2  a21k0b1  a12 k0   b2  k0b1b2 k0    .
Для колебательной системы   1
  1
 

2   2
~
2  
1
1  2

2
2
 2
1  2
1
1  2

2  1 1   2

2 2  2 1  2

,
2

 2
 1  2
~
 .

  





2
1
2
 4
2

1


1






Аналогично для апериодических систем   1
2
2


~  1  2          .
,
 
1
   2  1 2 
4   2  1
2  2   2  2 1

~
2  1  2  1


При малых приращениях  1 и  2 будем иметь:
~
~
~
~


~     |    |  .
  
|1 0 1 
|1 0  2 , 
1  0
1
 0
2
1  20
 2  20
1  20
 2 120
~
Для колебательной системы

1  2
1  2

,
| 0  
|1 0  
1 120
2
2  2   2 1   2  20
~


|1 0 
,
1  20 2 1   2


~

 1  2
|1 0  
;
 2  20
2 2
~

1
.
|1 0 
 2  20 2
~

7
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Таким образом,
1  2
 1  2

1
  
1 
 2 , ~   
1 
2 .
2
2
2
2
2
2 1 
~
Аналогично для апериодических систем получим
 2 1
  2 1

1
1 
 2 , ~   
1 
2 .
2
2
2
2
2  2 1
~
~ – возрастает, то есть области D
При 1 ,  2  0  с ростом  1 и  2 уменьшается, а 
k
смещаются в направлении «влево-вверх» при   1 , «влево-вниз» при   1 .
~
  
Таким образом, класс системы можно улучшить подбором параметров системы управления (  1 ,  2 – интегральные характеристики).
Библиографический список
1. Данилов А.М., Домке Э.Р., Гарькина И.А. Формализация оценки оператором характеристик
объекта управления / Известия ОрелГТУ. Информационные системы и технологии, 2012. № 2 (70). С. 511.
2. Авиационные тренажеры модульной архитектуры: монография / Э.В. Лапшин, А.М. Данилов,
И.А. Гарькина, Б.В. Клюев, Н.К. Юрков / Под редакцией Лапшина Э.В., д.т.н., проф. Данилова А.М. Пенза, ИИЦ ПГУ, 2005. 146 с.
Статья поступила в редакцию 18.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
ГАРЬКИНА Ирина Александровна – доктор технических наук, профессор кафедры математики и математического моделирования, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
ДАНИЛОВ Александр Максимович – доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой математики и математического моделирования, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
ЖЕСТКОВА Светлана Анатольевна – аспирант, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
8
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 656:51-7
А.М. Данилов, И.А. Гарькина, С.А. Пылайкин
ИМИТАТОРЫ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ:
ИДЕНТИФИКАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Рассматривается идентификация управляющих воздействий оператора
эргатической транспортной системы с использованием высших трансцендентных функций. Приведенная методика позволяет производить оценку
имитационных характеристик модели для формирования навыков управления
объектом.
Ключевые слова: транспортная система, моделирование управляющих
воздействий, оценка объекта оператором.
Если техническая часть эргатической системы описывается системой линейных обыкновенных уравнений, имеющей k пар комплексно-сопряженных корней, то в большинстве случаев стиль управления оператора определяется собственными частотами i 0 и безразмерными
коэффициентами демпфирования  i . При этом на каждом конкретном интервале времени стиль
управления определяется по оценке оператором динамических характеристик объекта. Поэтому
представляет значительный интерес установление взаимного соответствия между количественными (объективными) показателями качества управления и количественными значениями характеристик объекта. Исходными предпосылками при ретроспективном анализе этой связи являются:
- характеристики объекта определяют стиль управления,
- имеется взаимно однозначное соответствие между стилем управления и некоторыми
объективными показателями качества управления,
- известна оценка объекта адаптированными к нему операторами.
Это позволяет по известной оценке объекта определить область равной оценки, а по ней –
интервалы возможных значений i 0 и  i ; совокупность объективных показателей качества
управления легко устанавливаются по данным нормальной эксплуатации (наличие обратного
соответствия требует специального экспериментального подтверждения для каждого транспортного средства).
С точки зрения теории управления стиль управления определяется соответствующим изменением передаточных функций оператора в зависимости от передаточных функций объекта.
Экспериментальное установление вида этой связи на имитаторе объекта не вызывает принципиальных затруднений. Естественно, предполагается наличие предварительной адаптации оператора к каждому из проводимых изменений параметров имитаторов (оценка производилась на
основе спектра S xx   ; i 0 – точки максимума). Определенные трудности возникают при определении показателей для оценки стиля управления для апериодических систем (в имитаторах
для увеличения его устойчивости и управляемости модель динамики объекта обычно передемпфирована по сравнению с реальным объектом).
Представляет существенный интерес возможность использования и других объективных
показателей качества управления. Если для колебательных систем в качестве показателей используются величины, фактически зависящие от параметров разложения средневзвешенной
детерминированной функции xt  в ряд Фурье, то это будут показатели, являющиеся функ-
© Данилов А.М., Гарькина И.А., Пылайкин С.А., 2013.
9
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
циями от коэффициентов Фурье разложения xt  по некоторой ортогональной системе
T
n t , n  0,1,;  n2 t  t dt
– сходятся;
0
если m  n,
m ,n    m t n t  t dt  
T
1,
0, если m  n.
0
Если функция xt  задана на интервале 0, T  , то наилучшим ее приближением будет
T
N
xˆ t    cn n t  , cn  xt ,  n t    xt  n t  t dt
n 1
0
2
T
 xt   xˆt  dt
(минимальное значение ошибки
достигается при этих значениях сn , xt   0
0
при t  T ; если N   получим равенство Парсеваля


0
n 1
2
2
 x t dt   cn , lim cn  0 ). При этом
n
можно ограничиться аппроксимацией конечным числом N членов; N определяется по допустимой ошибке. Указанное распространяется на описание динамических свойств как линейных,
так и нелинейных квазистационарных систем. Наиболее употребительными являются разложения функций xt  по двум ортонормальным системам: по полиномам Ляггера и Чебышева.


При разложении по полиномам Ляггера Ln t  с весом  t   e  at
n! a 
xt e att dt
2

 0  ! n  ! 0

n
сn  a 
( Ln t   a
n
 a  t ,

 ! n  !

0
n!

n  0,1, ; Ln1 t   2n  1  at Ln t   n 2 Ln1 t  ).

2
Такое разложение обладает перед другими значительным преимуществом, поскольку позволяет весьма просто определить передаточную функцию разомкнутой системы. Действительно, преобразование Лапласа функции Ln t  имеет вид


£ Ln t  
так что для частной суммы xN t  

£ xN t   X N s   £ 
N
N
c
n 0
c

Аналогично для y N t  
k 0
N
c
n 0
ny

£ y N t   YN s   £ 
a s  a 
,
s n1
n
L t  справедливо:

nx n

L t   aN s N  aN 1s N 1    a1s  a0 .


nx n
Ln t  имеем:
N
c

k 0
ky

Lk t   bN s N  bN 1s N 1    b1s  b0 .

Так что передаточная функция разомкнутой системы представится в виде
W s  
Y s  bN s N  bN 1s N 1    b1s  b0
=
.
X s  aN s N  aN 1s N 1    a1s  a0
10
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Определенными преимуществами обладает и разложение по ортогональным полиномам
Чебышева (обладают «свойством почти равных ошибок»: ошибка аппроксимации колеблется
внутри диапазона измерений между двумя почти одинаковыми пределами). Задача оценка качества управления здесь так же сводится к идентификации нелинейного процесса xt  ,
 1  t  1 с помощью ортогональных полиномов: определяются коэффициенты аппроксимирующего уравнения
0 при n  m,
1
T t Tm t dt 

;
xˆ t    cnTn t  ;  n

при n  m  0, ,  t  
n 0
1 t 2
1 t 2
1
2

 при n  m  0.
1
N
Tn t   cosn arccos t  , Tn cos    cos n ; t  cos  .
Справедлива рекуррентная формула
Tn1 t   2tTn t   Tn1 t  ( T0 t   1; T1 t   t ).
Практически по данным нормальной эксплуатации управляющие воздействия можно по-
~
лучить в интервале времени 0  t  T   . Поэтому введем новую переменную t 
~
 1  t  1. Тогда аппроксимирующее процесс x~
t  уравнение представится в виде
t 1
,
t 1
~
~
xˆ t    cnTn t  .
N
n 0
Коэффициенты
1
~ ~

ции S   t  xt  

1
cn
определятся по методу наименьших квадратов на основе минимиза-
2
 c T ~t  d~t , что дает
~ ~ ~
~ ~
1 xt d t
2 T t xt d t
,c  
, n  1, N .
c  
~
~


1 t
1 t
N
n 0
n n
1
1
n
0
1
n
2
1
2
Здесь коэффициенты Фурье сn не зависят от выбора N ; изменение N не требует пересчета сn , n  N . Выбор наилучшего значения N производится из условия  N   N 1 ,


 2  D X  Xˆ .
Алгоритм идентификации основывается на дискретных значениях управляющих воздей~
ствий и фазовых координат, полученных по осциллограммам в точках ti . Он сводится к последовательному выполнению процедур:
- задание числа рассматриваемых точек M  N (требование связано с тем, что при числе
измерений M  N аппроксимирующий полином формировался бы по результатам измерений
без их сглаживания);
~
~
 
2i  1, i  0, M  1, ti  1  ~ti ;
1  ti
 2M

- вычисление ti  cos 
- определение xti  по осциллограммам;
~
- определение T0 t , T1 t ,, TN t ,
~
~
~
N M ;
~
- вычисление Tn ti  n  N , i  M  1 ;
- вычисление c0 , cn n  N .
11
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Оценка имитационных характеристик модели производилась по отклонению коэффициентов частичных сумм для управляющих воздействий оператора в реальных условиях и на модели объекта. Результаты [1, 2] оказались вполне приемлемыми.
Библиографический список
1. Еремкин А.И., Данилов А.М., Прошин А.П., Гарькина И.А. Промышленные и аэрокосмические приложения системных методологий, идентификации систем и теории управления / «Наука и технологии».
Избранные труды Российской школы. Москва: РАН, 2005. С. 556-566.
2. Данилов А.М., Лапшин Э.ВА., Гарькина И.А. Авиационные тренажеры модульной архитектуры /
Труды V международной конференции «Идентификация систем и задачи управления», SICPRO-2006.
осква, 2006. С. 2435-2457.
Статья поступила в редакцию 25.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
ДАНИЛОВ Александр Максимович – доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой математики и математического моделирования, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
ГАРЬКИНА Ирина Александровна – доктор технических наук, профессор кафедры математики и математического моделирования, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
ПЫЛАЙКИН Сергей Александрович – аспирант, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
12
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
МАШИНЫ, АГРЕГАТЫ И ПРОЦЕССЫ
УДК 66.011
Л.В. Лукиенко, М.Н. Каменский, В.В. Исаев
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ
ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
APM WINMACHINE
В работе представлены результаты исследования прочностных характеристик измельчающих машин ударного действия, работающих на химических
производствах
Ключевые слова: ударные нагрузки, молотковая дробилка, прочностной
расчет, конечно-элементная модель
На химических производствах получили широкое распространение измельчающие машины ударного действия, например молотковые дробилки. В процессе работы дробилки поступающий в загрузочную камеру материал подвергается ударным нагрузкам молотков, закрепленных на вращающемся роторе. При появлении критических внутренних напряжений в разрушаемом сырье, дробимый материал измельчается и проваливается через отверстия колосниковых решеток и затем поступает на конвейер или в бункер [1, 2]. На рисунке 1 представлен
общий вид а и рабочие органы б молотковой дробилки.
а)
б)
Рис. 1. Общий вид а и рабочие органы б молотковой дробилки
© Лукиенко Л.В., Каменский М.Н., Исаев В.В., 2013.
13
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Под влиянием ударных нагрузок и воздействия измельчаемого материала на рабочие поверхности дробилок происходит их интенсивный износ, при этом нарушается балансировка
всей конструкции, а наибольшему изнашиванию подвержены молотки. Процесс замены молотков вызывает значительные трудности, так как при этом возникает необходимость разобрать
ротор дробилки.
С резким ростом требований к эффективности использования и конкурентоспособности
современного оборудования возрастает необходимость повышения производительности измельчающих машин в химическом производстве и увеличения их межремонтных циклов.
Таким образом, в процессе проектирования необходимо разрабатывать конструкции молотковых дробилок с обязательным проведением прочностных расчетов в современных САПР
и особое внимание необходимо уделить долговечности молотков для обеспечения надежной и
долговременной эксплуатации измельчающих машин ударного действия.
Проведенный анализ современных САПР показал, что отечественная система APM
WinMachine в наибольшей степени отвечает поставленным задачам автоматизированного расчета и проектирования оборудования химических производств.
Для проведения исследований был использован программный модуль APM Studio, предназначенный для моделирования конструкции объектов с целью создания рабочей конструкторской и технологической документации, обеспечивающий автоматическую генерацию конечно-элементной сетки на выполненных моделях, и их дальнейший импорт в расчётный модуль APM Structure3D для проведения анализа напряжённо-деформированного состояния под
действием различного рода силовых факторов.
На первом этапе исследования была создана модель молотка, предварительно задан его
конструкционный материал, и способ закрепления, далее проведена разбивка исследуемой детали на конечные элементы (рис. 2 а). После этого в модуле APM Stucture были приложены нагрузки, которым подвергаются молотки в процессе работы, и произведён расчет, результаты
которого представлены на рисунке 2 б.
а)
б)
Рис. 2. Конечно-элементная модель и распределение эквивалентных
напряжений в молотке
В результате проведенных исследований определены возникающие в процессе работы
суммарные перемещения и главные напряжения элементов дробилки (рис. 3 а и 3 б). Анализ
результатов прочностных расчётов молотка показывает, что действующие нагрузки не превосходят допустимых величин.
Удобство применения данного метода расчета состоит в том, что в случае, когда по прочностным показателям элементы дробилки не проходят модельных испытаний, существует возможность изменить конструкционный материал, или применить другие решения и повторить
расчет. Это позволяет экономить время и средства на проведение натурных экспериментов.
14
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
а)
б)
Рис. 3. Напряженно-деформированное состояние а и суммарные
перемещения б молотка в процессе работы
После проведения необходимых прочностных расчетов в САПР созданы трехмерные модели всех элементов молотковой дробилки, произведена их сборка, в результате чего разработана конструкция молотковой дробилки (рис. 4), которая обеспечивает создание динамических
нагрузок для разрушения измельчаемого материала, сохраняя при этом прочностные характеристики рабочих органов.
Рис. 4. Общий вид разработанной конструкции молотковой дробилки
Проведенные прочностные исследования позволили определить наиболее рациональные
геометрические параметры и конструкционный материал элементов дробилки,
обеспечивающие выскую производительность и долговечность оборудования, применяемого на
химических производствах.
15
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Библиографический список
1. Оборудование для измельчения материалов: дробилки и мельницы: учеб. пособие / В.Я. Борщев.
Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004. 75 с.
2. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации / Б.В. Клушанцев и др. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.
Статья поступила в редакцию 31.01.2013.
__________________________________________________________________________________________
ЛУКИЕНКО Леонид Викторович – доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой «Техническая механика», Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.
КАМЕНСКИЙ Михаил Николаевич – кандидат технических наук, доцент каедры «Оборудование химических производств», Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.
ИСАЕВ Владимир Владимирович – аспирант кафедры «Техническая механика», Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.
16
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
УДК 62
Е.С. Адушкина
НЕДОСТАТКИ ТЕХНОЛОГИИ ОЦЕНКИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭТАЛОННЫХ УСТАНОВОК С РАДИОНУКЛИДНЫМИ
ИСТОЧНИКАМИ НЕЙТРОНОВ И ПУТИ ИХ УСТРАНЕНИЯ
В статье рассматриваются проблемы обеспечения требуемой точности
измерений величин нейтронного излучения, обусловленные неоднозначностью в
оценках метрологических характеристик эталонных установок в процессе их
поверки. Показано, что в основе проблемы лежат неучтенные методические
погрешности стандартизованных методик поверки.
Ключевые слова: методика поверки, эталонная установка, метрологические характеристики, радионуклидные источники нейтронов.
Качество измерений технологического контроля работоспособности ядерноэнергетических и ядерно-физических установок, мониторинг радиационной обстановки и контроль облучения обслуживающего персонала атомных электростанций, испытания изделий на
радиационную стойкость, проведение научно-исследовательских работ определяется уровнем
метрологических характеристик средств измерений. Установление и контроль метрологических
характеристик осуществляется на этапе метрологического обеспечения средств измерений.
Следовательно, от уровня метрологического обеспечения в значительной степени зависит эффективность использования радиометрических и дозиметрических средств измерений при решении вышеуказанных задач.
Для поверки средств измерений величин нейтронного излучения широко используются
эталонные установки с коллимированным пучком нейтронов радионуклидных источников PuBe и
Cf-252 типов КИС-НРД-МБм, УКПН-1М и им подобные (эталонные установки), которые согласно
[1] подлежат поверке.
Опыт проведения аттестации эталонных установок по процедурам, регламентированным
в ГОСТ 8.521-84 [2] с использованием отдельных процедур, установленных в ГОСТ 8.355-79
[3] показал, что они не обеспечивают однозначную оценку определяемых метрологических характеристик. Так, например, в работе [4] показано, что несовершенство стандартизованных
процедур поверки может приводить к неучтенным погрешностям в оценках метрологических
характеристик эталонных установок от 20 до 25%, что сопоставимо с точностью поверяемых
средств измерений.
Устранение указанных недостатков требует решения ряда научно-технических задач, которые в большинстве своем связаны с необходимостью совершенствования, а в ряде случаев
разработкой новых методик поверки радиометрических установок нейтронного излучения.
В соответствии с методикой [2] определяются следующие метрологические характери© Адушкина Е.С., 2013.
17
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
стики установки:
1) абсолютное значение плотности потока нейтронов 1, создаваемое источником на расстоянии R=1 м;
2) погрешность установки, связанная с отклонением пространственного распределения
плотности потока нейтронов от закона обратных квадратов;
3) диапазон расстояний, в пределах которого погрешность эталонной установки, связанная с отклонением измеренных значений плотности потока нейтронов от рассчитанных по закону обратных квадратов, не превышает установленную для соответствующего разряда рабочих эталонов;
4) смещение эффективного центра источника в коллиматоре – R. Величина R определяется графическим способом по методике ГОСТ 8.355-79 [5].
5) доверительная граница погрешности эталонной установки.
Данная методика аттестации имеет следующие недостатки:
1) графический метод, положенный в основу определения смещения R, не обеспечивает
точной оценки этой величины, что может приводить к неоднозначной оценке других метрологических характеристик;
2) при определении диапазона рабочих расстояний расчеты проводятся относительно измеренного на расстоянии 1м значения плотности потока нейтронов. В случаях, когда погрешность 1 значительна, усреднение поля экспериментальных данных не является наилучшим решением. Это приводит к частичной потере информации о пространственном распределении
величин i и неоднозначности определения динамического диапазона измерений min/max,
обеспечиваемого установкой.
Ошибка в определении плотности потока нейтронов может быть обусловлена рядом причин: грубый промах в отсчете показаний или выброс показаний эталонного радиометра из-за
наводок в сети, кратковременная нестабильность; неверный отсчет расстояния от центра источника до блока детектирования средств измерений нейтронного излучения из-за смещений
последнего на приборном столике; нарушение юстировки градуировочной измерительной линейки со временем и др.
Расчеты показывают, что ошибка в определении плотности потока нейтронов на расстоянии 1м величиной до 10% может привести к уменьшению в 1,5-2 раза диапазона рабочих расстояний и к дополнительным неучтенным систематическим погрешностям до 25% в оценке основных метрологических характеристик эталонных установок.
Таким образом, отмеченные недостатки существующей методики поверки эталонных установок обосновывают актуальность исследований, которые направлены на их устранение путем совершенствования и разработки новых процедур и алгоритма определения метрологических характеристик установок нейтронного излучения. Предлагается в основе обработки результатов измерений использовать стандартные методы регрессионного анализа. Это позволит
исключить случайные ошибки, полнее использовать массив экспериментальных данных и тем
самым получить наиболее достоверную оценку метрологических характеристик поверяемой
эталонной установки.
Библиографический список
1. Постановление Правительства РФ от 23 сентября 2010 г. № 734 «Об эталонах единиц величин,
используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».
2. ГОСТ 8.521-84. ГСИ. Установки поверочные нейтронного излучения. Методика поверки. М.:
Изд-во стандартов, 1985.
3. ГОСТ 8.355-79. ГСИ. Радиометры нейтронов. Методы и средства поверки. М.: Изд-во стандартов, 1979.
4. Агупов В.А. Особенность поверки радиометров нейтронов на установках с типовым коллиматором // Технический прогресс в атомной промышленности. Москва, 1987. Вып. 4. С. 33-37.
18
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
5 ГОСТ 8.355-79 ГСИ. Радиометры нейтронов. Методы и средства поверки. М.: Изд-во стандартов, 1979.
Статья поступила в редакцию 10.01.2013.
__________________________________________________________________________________________
АДУШКИНА Екатерина Сергеевна – аспирант, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева
19
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
В ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ
УДК 621
В.И. Бобков
ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ В ПЛОТНОМ СЛОЕ ОКОМКОВАННОГО СЫРЬЯ
ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
Работа посвящена актуальной теме энерго- и ресурсосбережения при
термической обработке сырья в плотном слое на обжиговых машинах конвейерного типа. Решена задача оптимизации на основе интенсификации термически активируемых целевых процессов.
Ключевые слова: энергосбережение, тепломассообмен в плотном слое,
теплотехнологии, термическая обработка и сушка, моделирование, химическая технология, оптимизация.
Введение. Качество готового продукта в технологии термической подготовки сырья определяется минимальным содержанием влаги, завершенностью химической реакции диссоциации карбонатов, необходимой прочностью материала (окатышей). В процессе сушки происходит перераспределение воды по высоте слоя, в результате которого в отдельных участках слоя
наблюдается их переувлажнение. Переувлажнение сырых окатышей происходит в результате
конденсации на холодных окатышах водяных паров, выделяющихся из подсушенных окатышей. Степень переувлажнения окатышей зависит от начальной влажности. В процессе сушки
окатышей возможны два вида разрушений: трещинообразование и взрывообразованое разрушение или шок. Начало процесса сушки, характеризующееся удалением капиллярной воды,
особенно неблагоприятно, так как может привести к образованию трещин. Это объясняется
тем, что связанность материала обеспечивается главным образом капиллярными силами. Взрывообразный шок наблюдается в конечный период сушки. Шоку, как правило, подвержены
верхние ряды окатышей. Поэтому при выборе режима сушки необходимо учитывать скорость
нагрева, градиент температуры в окатыше, интенсивность влагоопереноса.
В зоне подогрева начинается процесс диссоциации карбонатов, который влияет на прочность окатыша. В зоне обжига прокалка проходит наиболее интенсивно и идет процесс спекания. Упрочнение идет с залечиванием пор в процессе твердофазного и жидкофазного спекания.
Естественно, что преобладание воздействия спекания обязательно. Иначе получение прочных
окатышей будет невозможным. Условия проведения процесса спекания в конечном итоге определяют прочность готовых окатышей.
© Бобков В.И., 2013.
20
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Процессы сушки, диссоциации карбонатов и спекание, обеспечивающее конечную прочность, будем называть целевыми процессами термической подготовки сырья.
Таким образом, задача оптимального управления целевыми процессами слоевой обработки дисперсного материала заключается в отыскании такого технологического режима, при
котором обеспечивается высушивание, необходимая степень реагирования и спекание материала при ограничениях на скорость нагрева, градиент температуры, интенсивность влагопереноса в окатыше, долю переувлажнения в слое, учитывая технические особенности агрегатов.
Постановка задачи оптимального управления термической подготовки сырья в реагирующем плотном слое. Технологический режим термической обработки окатышей определяется: температурой теплоносителя на входе в слой Тg0 и скоростью его подачи Wg. Математическая модель тепло-массообменных слоевых процессов представлена в [1] в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, решение которой возможно лишь численными методами. И отыскать функции Тg0() и Wg() аналитическими методами или используя
вариационное исчисление, не представляется возможным.
Разобьем время пребывания на колосниковой решетке на к частей, получив временные
промежутки к. Очевидно, что каждое последующее состояние системы, описанной уравнениями, полностью определяется ее предыдущим состоянием и вектором управляющих параметров {Тg0,Wg}. То есть рассматриваемая система подчинена принципу Беллмана. Таким образом, находя оптимальные значения Тg0, Wg последовательно на каждом временном промежутке
к, мы получим динамический режим, оптимизирующий целевые процессы по всей обжиговой
машине.
Критериями могут служить в зоне сушки - минимум среднего по слою влагосодержания
окатышей u  min , в зоне подогрева и обжига – минимум средней по слою прокалки
η  min
и заданная прочность
σ  σ  0 . Цена готового продукта в технологии обжига
сырья формируется главным образом за счет удельного расхода энергоносителей
Ц=QэлЦэл+QтепЦтеп, причем цена электрической энергии Цэл примерно в четыре раза больше
тепловой энергии Цтеп. В условиях рыночной экономики оптимальным считается режим обжига, при котором необходимое качество готового продукта достигается при минимуме стоимости энергоносителей.
Задача оптимизации на каждом временном шаге может быть сформулирована так: найти
такие значения управляющих параметров Тg0, Wg, чтобы значения
u ,  ,   *
и Ц дости-
гали своего наименьшего значения, при следующих ограничениях. На управляющие параметры
– скорость Wg0WgMAX (1) и температуру Tg0TgMAX (2) теплоносителя на входе в слой и на выходе TghTghMAX (3), в силу технических особенностей агрегатов, скорость нагрева
Tm τ  Δ1TmMAX
(4) и градиент Tm x  Δ 2Tm
(5) температур в окатыше, долю
MAX
переувлажнения u  u
(6) и интенсивность влагопереноса I  IMAX (7), а также не допустить
остеклование окатыша при высокотемпературном обжиге.
В исследуемой задаче функционал
MAX
Ф=
α1u  α 2 η  α3 σ  σ  α 4 Ц
(8)
представляет собой целевую функцию (критерий).
Величины приведенные в (1 – 7) задают ограничения в виде неравенств.
Очевидно, для решения поставленной задачи условной оптимизации требуется применение, так называемых поисковых методов, в которых направление минимизации определяется на
основании последовательных вычислений критерия Ф. Основным преимуществом методов поиска является то, что они не требуют регулярности целевой функции, а также существования
производных. На практике поисковые алгоритмы часто оказываются достаточно эффективными и удобными, особенно при решении на ЭВМ.
21
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Исключительно эффективным при решении поисковых задач безусловной оптимизации
является метод деформируемого многогранника. Выполнение ограничений на управляющие
параметры – скорость 0WgWgMAX и температуру 273Tg0TgMAX теплоносителя на входе в
слой достигается введением в функционал Ф барьерных функций, так как это ограничение является наиболее жестким, ибо оно обеспечивает математически-корректное и физическиосуществимое решение задачи.
Выполнение остальных условий осуществляется методом штрафных функций типа
«квадрата срезки» с введением вспомогательного аргумента, обеспечивающего одинаковый
порядок величин входящих в систему ограничений.
Управление процессом сушки. Зона сушки на обжиговых конвейерных машинах составляет приблизительно 35% всей площади агрегата, то есть сушка в регламентном режиме длится
около 1200 секунд, с реверсом подачи сушильного агента в слой.
Для изучения закономерностей слоевой сушки дисперсного материала рассмотрим случай подачи теплоносителя в слой только с одной стороны, например, сверху. Окатыши укладываются в слой с влагосодержанием 1011%. Будем организовывать процесс сушки до тех пор,
пока среднее по слою влагосодержание u не станет меньше 1%.
Очевидно, чем мельче шаг разбиения, тем выше точность расчета. Но при достаточно
большом разбиении (  1с.) изменение u незначительны и минимизация критерия Ф сталкивается с определенными трудностями. Поэтому был применен следующий прием: оптимизация
проводится на временном интервале равным 10с, а расчет функционала Ф на нем производится
с шагом в 1с.
Для поиска оптимального режима сушки в функционале Ф коэффициенты 2 и 3 следует
положить равными нулю, ибо процессы декарбонизации и спекания при температурах сушки
не оказывают существенного влияния, а целевым процессом является сушка.
Результаты численного эксперимента представлены на рис. 1-5. Оказалось что оптимальным является режим при котором скорость сушильного агента на протяжении всего процесса
сушки остается постоянной максимально-возможной 1.3м/с. Температура теплоносителя медленно растет, скорость ее изменения обусловлена ограничениями (2-7). Причем заметно, что в
начальный период темп роста температуры теплоносителя выше чем в дальнейшем. Затем, достигнув некоторой предельной температуры, сушка проходит при этой постоянной температуре
теплоносителя (рис. 1.).
T,оС
Длина зоны спекания, %.
Температура сушильного агента в зоне сушки:
а)
на входе в слой, б)
на выходе из слоя.
Рис. 1.
22
Высота слоя, м
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Длина зоны сушки, %.
Температура материала в в зоне сушки, oC.
Рис. 2.
Высота слоя, м
Очевидно, это связано с тем, что вначале процесс сушки вообще не идет, до тех пор, пока
температура материала не достигнет температуры мокрого термометра, и рост температуры
теплоносителя ограничена лишь градиентом температуры в окатыше и скоростью нагрева. После того как поверхность материала достигнет температуры мокрого термометра, начинается
испарение влаги. Причем именно в этот момент интенсивность влагопереноса наиболее высокая (рис 5). Это связано с тем, внешние слои обладают большей поверхностью и объемом.
Длина зоны сушки, %.
Относительная степень высушивания окатыша в зоне сушки, oC.
Высота слоя, м
Рис. 3.
Длина зоны сушки, %.
Влагосодержание материала в зоне сушки, %.
Рис. 4.
23
Высота слоя, м
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Длина машины, м
Интенсивность сушки материала в зоне сушки, кг/(м2с)·103.
Рис. 5.
После того как внешние слои окатыша высушатся, фронт испарения начинает свое движение вглубь окатыша с уменьшением поверхности – что снижает интенсивность сушки.
При движении сушильного агента в слое сверху вниз, в верхних более горячих слоях, где
сушка окатышей идет наиболее интенсивно, происходит его увлажнение. Продвигаясь вниз к
менее нагретым горизонтам слоя, газ теплоноситель остывает, и, достигнув точки росы, начинается конденсация влаги на поверхность окатышей. Поэтому повышение температуры верхних горизонтов слоя и интенсификация их сушки не обеспечивает лучшей сушки в среднем по
слою. Более того, процесс переувлажнения окатышей более чем на 14% просто недопустим в
технологии термической обработки окатышей.
Таким образом, формируется режим сушки, при котором температура теплоносителя
умеренно растет, интенсифицируя процесс сушки в среднем по слою и не допуская переувлажнения материала. Причем сушильный агент выносит максимально-возможное (зависящее от
свойств теплоносителя и материала окатышей) количество влаги из слоя. Это подтверждает тот
факт, что влагосодержание материала изменяется достаточно равномерно рис. 4. относительная
степень высушивания увеличивается, так как чтобы обеспечить постоянное максимальновозможное увлажнение сушильного агента требуется увеличение скорости продвижения фронта испарения в окатыше (рис 3).
Температура теплоносителя умеренно растет, до некоторой предельной, зависящей от
температуры мокрого термометра и свойств материала (рис 1), так как дальнейшее повышение
температуры не несет значительного уменьшения среднего по слою влагосодержания, а расход
тепловой энергии увеличивается.
Итак, полученный режим обеспечивает энергосбережение в данной технологии и интенсифицирует процесс слоевой сушки. А также, в силу того, что выполняются все технологические ограничения, уменьшает долю возврата, обеспечивая ресурсосбережение.
Управление процессами прокалки и спекания. Для изучения характера процессов прокалки и спекания в плотном слое рассмотрим случай подачи теплоносителя только с одной стороны (сверху). Будем проводить термическую обработку материала до тех пор, пока средняя по

слою степень реагирования и требуемая прочность не будут достигнуты (  0.95,   125 ).
Для поиска оптимального режима обжига в функционале Ф коэффициент 1 следует положить равным нулю, так как материал в зону обжига поступает практически высушенным и
сушка не оказывает существенного влияния, а целевыми процессами являются диссоциация
карбонатов и спекание, обеспечивающее конечную прочность.
В результате оптимизации были получены следующие результаты рис. 6-10. На первом
этапе теплоноситель имеет максимально возможную температуру 1327С. (Рис. 6). Скорость
газа сначала 1.1 м/с, затем принимает максимально возможное значение 1.3м/с. (Рис. 7.)
24
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
T,оС
Длина зоны спекания, %.
Температура теплоносителя в зоне обжига:
а)
на входе в слой; б)
на выходе из слоя.
Wg, м/с
Рис. 6.
Это связано, очевидно, с тем, что сначала нагреваются верхние горизонты слоя, а затем
для интенсивного прогрева следующих горизонтов слоя требуется максимальная скорость теплоносителя. На следующем этапе скорость прососа опускается до минимальной 0.2 м/с. Это
связано с тем, что целевые процессы в верхних горизонтах слоя завершились, и происходит
рекуперация тепла в нижние горизонты слоя. Скорость прососа определяется работой эксгаустеров, потребляющих электрическую энергию, которая дороже тепловой. Поэтому температура теплоносителя снижается гораздо меньше чем его скорость.
Длина зоны спекания, %.
Скорость подачи теплоносителя в зоне обжига
Рис. 7.
Такой режим формирует затухающую из-за теплопоглощения на эндотермические физико-химические превращения тепловую волну (Рис. 8.) которая движется вглубь слоя, интенсифицируя процессы декарбонизации (Рис. 9.) и спекание (Рис. 10.) и обеспечивающую минимальную цену энергозатрат.
25
Высота слоя, м
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Длина зоны спекания, %.
Температура материала в зоне обжига, oC.
Высота слоя, м
Рис. 8.
Длина зоны спекания, %.
Степень реагирования в зоне обжига.
Высота слоя, м
Рис. 9.
Длина зоны спекания, %.
Прочность материала (окатышей) в зоне обжига, кг/ок.
Рис. 10.
Как видно из рисунка 9, реакция декарбонизации в целом по слою закончена. Получение
однородного прочного по высоте слоя материала достичь не удается. Это связано с тем, что
наиболее интенсивно упрочнение проходит в достаточно узком промежутке температур, а нагреть материал в слое достаточно однородно требует больших энергетических затрат. Перегрев
материала сопряжен с его остеклованием и разупрочнением. В среднем по слою, мы получаем
удовлетворяющие требуемому качеству окатыши.
26
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
На основе усовершенствованной математическая модели [1] теплообмена в слое кускового материала, при наличии эндотермических превращений, комплексно учитывающей взаимозависимость и влияние физических, химических, технологических параметров сырья и технических особенностей агрегатов получены оптимальные режимы обжига кускового сырья, обеспечивающие повышение качества готового продукта, снижающие энергетические затраты и
приводящие к ресурсосбережению в теплотехнологии обжига окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа.
Библиографический список
1. Бобков В.И. Моделирование процессов в реагирующем плотном слое окомкованного сырья при
термической обработке // Новый университет. Технические науки. 2012. № 1. С. 13-18.
Статья поступила в редакцию 09.01.2013
__________________________________________________________________________________
БОБКОВ Владимир Иванович – кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет «МЭИ» (филиал в г. Смоленске).
27
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ
И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
УДК 004.93
А.А. Скрипкина
АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСПОЗНАВАНИЯ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА
Одним из направлений распознавания образов является биометрия – технология, которая использует физиологические или поведенческие особенности
для идентификации людей одной из таких особенностей является походка. В
статье рассмотрены способы обнаружения движущегося объекта, методы
распознавания движений человека, а также проанализированы их достоинства и недостатки.
Ключевые слова: распознавание, биометрия, реберная модель, эллипсоидная модель, безмодельные методы.
В настоящее время одной из важных целей автоматизированных систем видеонаблюдения является анализ визуальных изменений в исследуемой среде, понимание их природы и распознавание событий. Распознавание включает получение видеоинформации, представления
этой информации в подходящей форме и ее дальнейшую интерпретацию. Таким образом, возникли следующие задачи систем видеонаблюдения: обнаружение событий, классификация и
идентификация объектов и распознавание действий человека.
В различных дисциплинах уделялось существенное внимание изучению человеческого
движения. Эдвард Майбридж в конце XIX века сделал первые фотографические записи людей
и животных в движении. M. Murray [1] проводил психологические исследования походки. Он
предположил, что походка – это уникальная личностная характеристика, и выделил 24 ее составляющих. G. Johansson [2] в своих исследованиях использовал световые табло, приложенные к человеческому телу. Движущийся человек создавал светящиеся образы. Эксперименты
показали, что люди способны распознавать типы движений данных образов, не видя самого
человека. В кинезиологии цель исследования движения состояла в том, чтобы усовершенствовать модели человеческого тела, которые объясняют, как оно функционирует с механической
точки зрения. Понимание человеческого движения является комплексной и перспективной задачей в области распознавания образов и компьютерного зрения.
Одним из направлений распознавания образов является биометрия – технология, которая
использует физиологические или поведенческие особенности для идентификации людей [3].
Существующие биометрические системы основаны на распознавании отпечатков пальцев, лиц,
радужной оболочки глаз. Помимо перечисленных методов для распознавания людей использу© Скрипкина А.А., 2013.
28
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
ется анализ походки. Походка человека не является столь уникальным признаком как радужная
оболочка глаза или отпечаток пальца, однако врожденная особенность походки человека все
еще делает данный признак незаменимым и полезным в видеонаблюдении [4, 5].
Начальная стадия анализа визуальной информации – обнаружение движущегося объекта
в последовательности видеокадров. Существует три группы методов, используемые для обнаружения движущегося объекта: методы, основанные на временных различиях, основанные на
оптическом потоке и моделировании и вычитании фона.
Методы первой группы, возможно, самые простые, способные к приспосабливанию к изменениям изображения с более низкой вычислительной нагрузкой. Однако, в целом, методы,
основанные на различии соседних кадров, очень чувствительны к шуму и к изменениям освещенности. Оптический поток может использоваться для обнаружения движущихся объектов
при использовании движущейся камеры [6]. Однако, большинство подобных методов вычисления являются достаточно сложными и неподходящими для наблюдения в реальном времени без
специализированных аппаратных средств.
Когда число кадров в последовательности велико и между последовательными кадрами
существует незначительное изменение, другим решением для обнаружения движущегося объекта является моделирование и вычитание фона. В качестве простейшей модели можно использовать первый видеокадр. Вычитание данного изображения из последующих представит движущийся объект. Модель фона обновляется спустя определенный промежуток времени. Эта
модель используется для вычитания фона для обнаружения изменений на переднем плане.
Большинство алгоритмов обнаружения и прослеживания людей основано на методах вычитания фона.
После обнаружения движущегося объекта следует распознавание его поведения, которое
заключается в анализе и распознавании сегментов области движения на кадрах и высокоуровневом описании действий человека.
Для исследования движений человека используется множество методов. В целом их
можно разделить на 2 группы: основанные на модели и безмодельные. Данная классификация
основана на том, используется ли для анализа априорное знание о форме объекта или нет. Методы 1-й группы основаны на знаниях о структуре тела движущегося человека и построении ее
модели. В основном, используются реберные (скелетные) и эллипсоидные (шарообразные) модели (рисунок 1).
а)
б)
Рис. 1. Структурные модели тела: а) эллипсоидная; б) реберные
Человек отличается от других движущихся объектов формой тела и внешним видом. Таким образом, для отличия движущихся людей от других объектов можно использовать как анализ статичных параметров (соотношение размеров, площади, периметра), так и динамичных
параметров (скорость или частота движения).
В [7] структура тела человека представлена скелетной моделью. Движение описывается
последовательностью ее параметров. Классификация видов движения осуществляется с помо-
29
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
щью нейронных сетей. Niyogi и Adelson [8] предприняли начальную попытку распознавания
походки человека в пространственно-временной области. Сначала определялись контуры тела
(силуэт) человека, и затем подбиралась упрощенная реберная модель.
В работе [9] анализ движений человека проводится посредством создания звездообразной
скелетной модели (рисунок 2), образованной оценкой угловых точек, полученных посредством
получения границ силуэта объекта. Данная модель использовалась для распознавания таких
движений как ходьба и бег. Отклонения тела от модели измерялись для определения положения тела.
Рис. 2. Звездообразные скелетные модели
В [5] проводился комплекс процедур, включающий вычитание фона, сегментацию и отслеживание движущихся объектов для получения их силуэта. Силуэт делился на несколько
сегментов, определялся центр тяжести, и строится скелетная модель. Метод характеризуется
малой вычислительной нагрузкой во время обучения и распознавания.
В [10] описывается программа PFinder, разработанная для обнаружения людей в реальном времени. Модель тела человека в ней представлена в виде множества шаров и эллипсов
(рисунок 3а), каждый из которых обладает пространственными характеристиками (x,y) и цветом (Y, U, V). После вычитания фона следует процесс моделирования, сопровождающийся наложением модели на передний план видеоизображении. В работе [11], силуэт человека разделен на 7 сегментов, соответствующих различным частям человеческого тела. Для каждого сегмента подбирались эллипсы для построения структуры тела (рисунок 3б).
а)
б)
Рис. 3. Эллипсоидные модели: а) модель программы PFinder;
б) модель из 7-ми сегментов, описанная L. Lee
30
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
В [12] представлена двумерная модель движущегося человека (рисунок 4а). В работе использовались мера соответствия контуру и соответствия области. При построении модели используются мера соответствия контуру, отражающая насколько точно точки контура модели pi
соответствуют контурам изображения qi (рисунок 4б), и мера соответствия области, представляющая соответствие области изображения P1 области модели P2 (рисунок 4в).
Модель
Модель
Изображение
Изображение
а)
б)
в)
Рис. 4. а) двумерная модель движущегося человека;
б) схема соответствия контура модели контурам изображения;
в) схема соответствия областей модели и изображения
Для распознавания движения человека не обязательно моделирование всего тела. Zhang и
др. [13] используют для распознавания упрощенную двуногую модель передвигающегося человека с пятью связями.
Преимущества методов, основанных на моделях, заключаются в способности справляться
с помехами, снижать размерность данных, лучше распознавать сложные движения.
Неудобство данных методов выражается в значительных вычислительных нагрузках, которые возникают при выборе модели и оценке параметров соответствия выбранной модели
анализируемому образу. Добавление нового вида движения в базу данных также требует значительных трудов. Помимо этого точность модели человека сильно зависит от качества полученного силуэта человека.
Для распознавания движущихся объектов безмодельные методы не нуждаются в построении его структуры тела человека. Они могут быть разделены на два класса [14]. Первый
класс методов предполагает, что движение и походка человека состоят из последовательности
поз, и распознавание происходит путем распознавания последовательность статических параметров тела (цвета, формы и т.д.) в каждой позе. Пространственно-временные методы анализируют движение посредством построения трехмерной области (X,Y,T), которая может описываться вектором, и распознавание движения выполняется путем применения стандартных методов распознавания образов в данном пространстве.
В работе [15] для идентификации движущегося человека в качестве признаков используется высота, расстояние одного шага и частота шагов. В [16] описывается метод, основный на
спектральном анализе. В [17] для идентификации человека по походке используется вектор
ширины полученного силуэта тела.
Применение безмодельных методов ограничено тем, что, в целом, они чувствительны к
шуму ввиду недостатка механизмов для различения шума от исследуемого образа.
Достоинства безмодельных методов заключаются в том, что они не связаны с какимилибо определенными объектами, то есть могут использоваться, например, для распознавания
движений животных.
Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:
31
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
1.Понимание человеческого движения является важной задачей, требующей эффективного решения в области распознавания образов, биометрии и компьютерного зрения.
2.Методы распознавания движений человека можно разделить на 2 группы: основанные
на моделях (реберных, эллипсоидных и комбинированных) и безмодельные.
3.Методы, основанные на моделях, являются более точными и могут использоваться для
распознавания сложных движений. Однако данные методы требуют значительных вычислительных нагрузок и зависят от качества полученного силуэта в процессе обнаружения движущегося объекта.
4.Безмодельные методы универсальны, могут использоваться для распознавания различных движущихся объектов и несложных движений, однако чувствительны к шуму.
5.Анализ предлагаемых способов распознавания и идентификации движений человека и
животных позволяет сформировать совокупность необходимых ограничений и подходов при
решении конкретных задач.
Библиографический список
1.Murray M.P. Gait as a total pattern of movement // American journal of physical medicine. 1967. Vol.
46. P. 290–332.
2.Johansson G. Visual perception of biological motion and a model for its analysis // Perception & Psychophysics. 1973. № 14. P. 201–211.
3.Jain K., Ross A., Prabhakar S. An introduction to biometric recognition // IEEE Transactions on circuits
and systems for video technology. 2004. Vol. 14. № 1. P. 4–20.
4.Bhanu B., Han J. Human recognition at a distance in video. Springer, 2011.
5.Wang L., Tan T., Ning H., Hu W. Silhouette analysis-based gait recognition for human identification //
IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. 2003. Vol. 25. № 12. P. 1505–1518.
6.Gutshess D., Trajkovic M., Cohen-Sola E., Lyons D., Jain A.K. A background model initialization algorithm for video surveillance // IEEE Int. conference on computer vision. 2001. Vol. 1. P. 733–740.
7.Guo Y., Tsuji S. Understanding human motion patterns // Proceedings of the international conference
pattern recognition. 1994. Vol. 2. P. 325–329.
8.Niyogi S.A., Adelson E.H. Analyzing and recognizing walking figures in XYT // Proceedings of IEEE
conference on computer vision and pattern recognition. 1994. P. 469–474.
9.Fujiyoshi H., Lipton A.J. Real-time human motion analysis by image skeletonization // Proceeding of
the workshop on applications of computer vision. 1998. P. 15–21.
10.Wren C., Azarbayejani A., Darrell T., Pentland A. Pfinder: real-time tracking of the human body / //
IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. 1997. Vol. 19(7). P. 780–785.
11.Lee L., Grimson W.E. Gait analysis for recognition and classification // Proceedings of fifth international conference on automatic face and gesture recognition. 2001. P. 148–155.
12.Ning H. Tan T., Hu W. Fusion of static and dynamic body biometrics for gait recognition / // IEEE
Transactions on circuits and systems for video technology. 2004. Vol. 14. № 2. P. 149–158.
13.Zhang R., Vogler C., Metaxas D. Human gait recognition at sagittal plane // Image vis. comput. 2007.
Vol. 25(3). P. 321–330.
14.BenAbdelkader C., Cutler R., Nanda H. EigenGait: Motion-based recognition of people using image
self-similarity // AVBP. 2001.
15.BenAbdelkader C., Cutler R., Davis L. Motion-based recognition of people in EigenGait space // Proceedings of international conference on automatic face and gesture recognition. 2002. P. 254–259.
16.Rajagopalan A.N., Chellappa R. Higher-order spectral analysis of human motion // International conference on image processing. 2000. Vol. 3. P. 230–233.
17.Kale A., Sundaresan A., Rajagopalan A.N., Cuntoor N.P., Roy-Chowdhury A.P., Kruger V., Chellappa
R. Identification of humans using gait // IEEE Trans. image process. 2004. Vol. 13(9). P. 1163–1173.
Статья поступила в редакцию 01.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
СКРИПКИНА Анна Андреевна – аспирант кафедры «Биомедицинская инженерия», ЮгоЗападный государственный университет».
32
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 661.1
В.Г. Хведелидзе, Т.Н. Гвинианидзе, Н.Г. Мамардашвили, В.В. Квантидзе
ЧАЙНЫЙ ЛИСТ: РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ЛИПИДНОГО КОМПЛЕКСА
Определены качественный и количественный составы липидного комплекса чайного листа и их изменения в процессе переработки сырья. Установлено,
что характерной особенностью чайных липидов является значительное содержание кофеина и хлорофиллов.
Ключевые слова: чай, липидный комплекс, кофеин, жирные кислоты, хлорофилл.
Несмотря на многовсковую историю культуры чая, практически вне поля зрения ученых
остались жирорастворимые липидные фракции чая, анализ которых показывает, что они содержат значительно больше необходимых и ценных для организма биологически активных
компонентов, чем «классические» экстракты.
Целью данной работы является установление полного количественного и качественного
состава жирорастворимой фракции (липидного комплекса) чайного листа.
Для эксперимента применялось чайное сырье с преимушественным сожержанием грубой
и огрубелой фракций, когда соотношение нежной фракции и остальной массы находилось в
пределах от 1:1 до 1:6. Сырье для эксперимента перерабатывалось по следующим группам:
воздушносухое сырье ( группа), фиксированный при 1300С зеленый чай ( группа), фиксированный при 1700С зеленый чай ( группа) и полуфабрикат черного чая (V группа). Влажность
образцов чая не превышала 10%-ов.
Анализ липидного комплекса чайного листа производили современными хроматографическими и спектрометрическими методами. Показано, что одной из отличительных черт чайных липидов по сравнению с другими растительными липидами является содержание в них
значительного количества кофеина.
Другую картину наблюдаем при сравнении изменений липидов и кофеина в течение года.
Если кофеин имеет выраженный экстремум в VX месяцах, то суммарное содержание липидов сначала уменьшается (VV), а затем увеличивается и максимума достигают в ноябре,
что, видимо вызвано климатическими факторами и особенностями развития растений. Анализ
содержаний в чае липидов и кофеина показывает, что они значительно отличаются, например,
от культивируемого в Японии чая. В грузинском чае содержание кофеина в максимально благоприятных условиях не превышает 3,0%, когда в японском чае эта величина составляет 44,5%. Суммарное содержание липидов в грузинском чае в 2,5-3 раза больше, чем в японском,
соответственно, 9-10,5% и 3,5-4%, что, вероятно, обусловлено климатическими факторами.
Исследования показали, что липиды чая, собранного в различных периодах сохраняют
© Хведелидзе В.Г., Гвинианидзе Т.Н., Мамардашвили Н.Г., Квантидзе В.В., 2013.
33
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
почти одинаковый качественный состав. В каждом из них отмечаются зоны, соответствующие
полярным липидам, стеринам и их эфирам, высшим спиртам, свободным жирным кислотам,
триглицеридам, воскам, углеводородам, но липиды сырья различного периода отличаются соотношением отдельных классов.
Рис .1. Динамика изменения кофеина и суммарных липидов,
вызванная влиянием удельной доли нежной части чая
В процессе переработки чайного сырья в результате биохимических превращений и воздействия тепла происходит изменение количественного и качественного фона содержания чайных липидов. Особенно заметно это изменение между чайным сырьем (воздушно-сухой, 
группа) и полученным из него полуфабрикатом черного чая (V группа). Данные сведены в
табл. 1.
Таблица 1
Групповой состав липидов в зависимости от групп чая, в относительных %
Группы липидов
Полярные липиды
Стерины
Высшие спирты
Свободные жирные кислоты
Триглицериды
Воски
Эфиры стериновые
Углеводороды
Всего:
Группы чая

19,4
4,5
0,7
2,5
35,8
3,0
33,5
0,6
100

21,1
4,6
2,4
18,6
21,7
2,6
28,0
1,2
100

22,4
4,7
2,2
20,1
20,8
2,4
25,4
1,8
100
V
26,3
5,6
9,2
27,4
5,9
1,2
21,6
2,8
100
Жирные кислоты, которые составляют основную массу чайных липидов, малочисленны
(табл. 2). К ним относятся насыщенная пальмитиновая (С16:0) и ненасыщенные олейновая (С18:1),
линолевая (С18:2) и линоленовая (С18:3) жирные кислоты. Насыщенные кислоты, такие как лауриновая (С12:0), миристиновая (С14:0), стеариновая (С18:0) и арахиновая (С20:0) в чайных липидах
незначительны и их можно отнести к минорным жирным кислотам.
34
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Таблица 2
Состав жирных кислот липидов в зависимости от групп чая,
в относительных %
Наименование жирных кислот
С8:0 (каприловая)
С10:0 (каприновая)
С12:0 (лауриновая)
С12:1
С13:0
С14:0i (изомиристиновая)
С14:0 (миристиновая)
С14:1
С15:0i
С15:0
С15:1
С16:0i (изопальмитиновая)
С16:0 (пальмитиновая)
С16:0сл
С16:1(пальмитолеиновая)
С17: 0i
С17:0
С17:1
С18:0 (стеариновая)
С18:1 (олеиновая)
С18:2(линолевая)
С18:3 (линоленовая)
С19:0
С20:0i (изоарахидоновая)
С20:0 (арахидоновая)
С20:1 (гадолеиновая)
С22:0 (бегеновая)
всего:


0,05
0,24

0,66
0,24
0,94


0,16

1,71
23,90

1,62

0,50

2,05
6,63
15,48
44,57
0,58

0,11
0,56
Следы
100
Греппы чая


0,05
0,07
0,18
0,15
0,47
0,50
Следы
Следы
2,21
2,85
0,31
0,33
0,92
0,90
Следы
Следы
Следы
Следы
0,25
0,35
Следы
Следы
1,47
1,51
23,95
24,20
Следы
0,70
1,55
1,35
Следы
0,36
0,44
0,46
Следы
Следы
2,95
3,17
7,65
7,78
15,40
15,06
41,20
39,18
0,44
0,38
Следы
Следы
0,21
0,44
0,22
0,15
0,10
0,11
100
100
V
0,11
0,88
1,90
3,63
5,94
0,58
0,84
0,15
0,38
0,91
1,28
0,06
25,37
1,87
0,76
0,89
0,26
1,12
4,95
8,73
14,68
23,25
Следы
0,65
0,57
0,05
0,13
100
Следует отметить, что соотношение количества ненасыщенных и насыщенных жирных
кислот по группам чая меняется и имеет тенденцию снижения соотношения в процессе переработки чайного сырья.
Из ненасыщенных жирных кислот чайных липидов особое значение имеют линолевая и
линоленовая кислоты. Они и родственные им ненасыщенные жирные кислоты определяют
процессы обмена липидов в организме и известны под названием витамина F
Установлено, что витамина F намного больше в липидах водушно-сухого чайного сырья – более 60%, чем в липидах фиксированного зеленого чая – 54-57% или в липидах полуфабриката черного чая – 40%. Следует также отметить, что линолевая кислота является биогенным предшественником простагландинов и в организме, можно предположить, она вызывает стимулирование биосинтеза простагландинов, а также усиление их влияния на физиологические процессы.
Чайные липиды имеют зеленовато-бурый, темный ( группы) или коричневаточерный (V группа) цвет, что указывает на наличие в них различных красящих веществ. Действительно, анализ образцов чайных липидов показывает, что в них в значительных количествах
содержатся каротиноиды, хлорофиллы и феофитины. Суммарное содержатся хлорофиллов в
чайных липидах  группы чая больше, чем в других, особенно V группы. В процессе переработки, в результате биохимических превращений, количество хлорофиллов уменьшается, но
увеличивается количество феофитинов. Однако, суммарное содержание хлорофиллов и феофитинов в процессе переработки чая также уменьшается. Это особенно заметно для липидов V
группы чая.
35
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Известно, что повышенное содержание хлорофиллов отрицательно влияет на вкусовые
показатели чайного настоя. Однако, содержание хлорофиллов совместно с токоферолами в
чайных липидах придают им антисептические свойства. Этим объясняется тот факт, что чайные липиды в процессе хранения не подвергаются прогоркиванию.
Результаты исследований показывают, что липидный комплекс чая представляют интерес
как богатый природный источник токоферолов и каротиноидов (табл. 3). Этим они провосходят
липиды таких природных источников указанных витаминов как облепиха и шипованик. Вместе
с тем, содержание каротиноидов и токоферолов в воздушно-сухом сырье и фиксированном зеленом чае значительно выше, чем в полуфабрикате черного чая.
Таким образом, при разработке комплексных технологических схем переработки грубого
и огрубелого чайного сырья целесообразно использовать воздушно-сухой и фиксированный
лист.
Результаты доклинических исследований показывают, что липидная фракция чая характеризуется выраженной фармакотерапевтической активностью. Она относится к практически
нетоксичным веществам, не обладает местно-раздражающими, аллергическими, тератогенными
и эмбриотоксическими свойствами.
Таблица 3
Содержание пигментов и витаминов в липидах
в зависимости от групп чая, мг/г
Пигменты и витамины
α хлорофилл
β хлорофилл
α феофитин
β феофитин
Суммарные токоферолы:
α токоферол
β+γ токоферол
δ токоферол
Каротиноиды:
β каротин
Группы образцов чая


6,15
5,25
9,10
6,20
21,05
21,38
5,45
7,15
1,59
1,60
1,25
1,25
0,06
0,06
0,22
0,29
16,15
12,18
1,75
1,72

7,25
10,15
20,70
4,47
1,63
1,25
0,06
0,32
17,45
1,80
V
3,30
2,18
22,10
7,73
1,20
0,98
0,06
0,18
7,73
1,70
Есть все основания предположить, что на базе чайных липидов возможно разработать целую группу биологически активных витаминных добавок в пищу, а также лечебнопрофилактические средства для ряда заболеваний. В том числе, рака кожи и пищевода, заболеваний кожи, эрозий шейки матки, механических ран, ожогов, язвенных заболеваний желудка и
двенадцатиперстной кишки и других.
Статья поступила в редакцию 07.01.2013.
__________________________________________________________________________________________
ХВЕДЕЛИДЗЕ Варден Георгиевич – доктор технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
ГВИНИАНИДЗЕ Темури Николаевич – доктор технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
МАМАРДАШВИЛИ
им. А. Церетели.
Нана
Гелаевна
–
докторант,
Государственный
университет
КВАНТИДЗЕ Вахтанг Владимирович – кандидат технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
36
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 661.1
В.Г. Хведелидзе, Н.Т. Хазарадзе, Л.Г. Кипиани, Т.Т. Габриадзе
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО
ЧАЯ РАДИО ПРОТЕКТОРНОЙ АКТИВНОСТИ
С применением матрицы центрального композиционного ротатабельного
планирования и метода неопределенных множителей Лагранжа получены
адекватные уравнения регрессии, описывающие процесс гранулирования растительной композиции чая радио протекторной активности, получены оптимальные значения влияющих на процесс факторов и соответствующих параметров оптимизации.
Ключевые слова: радиопротектор, чай, гранулирование, оптимизация.
Одним из перспективных направлений повышения устойчивости организма человека к
радиации является разработка и внедрение радио протекторных средств. С этой позиции особое
внимание заслуживают лекарственные растения. Преимущество имеют такие композиции растительного сырья, высокая эффективность которых обусловлена гармоническим составом и
взаимно усиливающим действием существующих в них биологически активных веществ, к
числу которых относятся флавоноиды, алкалоиды, гликозиды, витамины, микроэлементы,
эфирные масла и др.
В качестве радио протекторных средств можно использовать, приготовленный из нескольких растений композиции – комплексные фитосборы или фиточай. Целесообразно чай
радио протекторной активности (ЧРА) производить в виде гранул, что дает значительное преимущество по сравнению с чаем рассыпчатого вида. Актуальность производства таких профилактических средств и продуктов еще больше возрастает в экологически напряженных загрязненных радиацией регионах и практически является социальным заказом защиты здоровья.
В лабораторных условиях установлена рациональная рецептура ЧРА, %: зеленый байховый чай – 70; подорожник (листья) – 10; плоды шиповника (мякоть) – 10; крапива двудомная –
10.
Результаты доклинических исследований показали, что разработанное валеологическое
средство обладает выраженной радиозащитной активностью и возможно его использование с
целью профилактики и лечения лучевых болезней, особенно, на ранних стадиях.
Целью данной работы является оптимизация процесса гранулирования разработанной
рецептуры ЧРА.
За основной параметр эффективности процесса приняли энергоемкость Q, как показатель
потребленной активной энергии на производство единицы продукции, кВт*ч/т. Вторым параметром, от которого зависит эксплуатационное качество гранулы, является ее плотность p,
кг/м3. Выбор этого параметра оправдан и тем соображением, что существует корреляционная
связь между плотностью и другими качественными показателями гранул, например, такими,
как прочностные характеристики, растворимость в горячей воде и др.
Гранулирование, с учетом физико-механических особенностей прессуемого сырья, осуществляли на экспериментальном пресс-грануляторе с плоской матрицей и коническими прессующими вальцами.
Методом ранговой корреляции определены группа факторов, которые оказывают наибольшее влияние на параметры оптимизации: коэффициент скорости Кс = Vм/Vв, где Vм и Vв –
соответственно, кольцевые скорости матрицы и вальцов; влажность сырья – W, % и температура его гранулирования t, 0С; коэффициент отверстий матрицы Ко = l/d, где l и d , соответственно, длина и диаметр отверстий матрицы.
© Хведелидзе В.Г., Хазарадзе Н.Т., Кипиани Л.Г., Габриадзе Т.Т., 2013.
37
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Была реализована матрица центрального композиционного ротатабельного планирования
второго порядка и получены следующие адекватные уравнения регрессии в кодированных
масштабах:
Q = 45-2X1+2,9X 2+ 3,1X3 +3,5X4 - 1,1X1 X2 + 1,1X2 X4 +
+ 0,7X22 - 1,2X32 - 1,1X42; (1)
p =1295-44X1+79X2+51X3+57X4-11X12-27X22-11X32-27X42, (2)
при этом, значимость коэффициентов уравнений регрессии проверяли по критерий Стьюдента,
а адекватность уравнений – по критерий Фишера. В уравнениях переход с кодированного значения факторов к натуральным, согласно условиям эксперимента, осуществляли с помощью
формул:
X1= (Кс -1,2)/0,3; X2= (W - 12)/2; X3 = (t -70)/15; X4= (Ко - 6)/1. (3).
Для решения задачи оптимизации процесса гранулирования ЧРА был использован метод
неопределенных множителей Лагранжа. Задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом: достигнуть минимум нелинейной функции (1) Q(Xi) - min, при ограничениях P =
1200 кг/м3; -2 ≤ Xi ≤ +2; i = 1, 2, 3, 4.
Функция задачи оптимизации формируется в следующем виде:
Ф = Q(Xi) + m[P(Xi) -1200], (4)
где m- неопределенный множитель Лагранжа и выступает наравне с переменными Xi.
Если найдем частные производные функции (4) для всех переменных и приравниваем к
нулю получим систему из 5 уравнений с 5 неизвестными. Решение этой системы дает следующие оптимальные значения факторов и параметров оптимизации:
Х1= 0,2; или коэффициент скорости Кс = Vм /Vв = 1,21;
X2= 0,45; или влажность сырья W= 12,9%;
X3 = 0,93; или температура гранулирования t = 840С;
X4 = 1,8; или коэффициент отверстия Ко = l/d= 7,8.
Полученным значениям факторов соответствуют следующие значения параметров оптимизации: энергоемкость процесса гранулирования Q = 42 кВт*ч/т ; плотность гранул p = 1210
кг/м3.
Оптимальные значения факторов проверяли в производственных условиях на прессгрануляторе с кольцевой матрицей ДГ-0,5 (при условии Кс = Vм/Vв = 1). Результаты производственных испытаний хорошо согласуется с экспериментальным. Разница между результатами
не превышает 10-12%, что иллюстрирует достоверность экспериментально полученных выводов.
Анализ результатов исследования процесса гранулирования композиции ЧРА показывает, что возможно для этой цели использование существующих стандартных линий внесением
соответствующих коррективов.
Статья поступила в редакцию 03.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
ХВЕДЕЛИДЗЕ Варден Георгиевич – доктор технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
КИПИАНИ Леван Григорьевич – кандидат химических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
тели.
ХАЗАРАДЗЕ Натия Темуриевна – докторант, Государственный университет им. А. Цере-
ГАБРИАДЗЕ Taмила Тенгизиевна – кандидат технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
38
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 661.1
В.Г. Хведелидзе, Л.Г. Кипиани, А.В. Кипиани, Н.Г. Мамардашвили 
КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ АНТОЦИАНОВОГО
ЭКСТРАКТА ИЗ ЯГОД ЧЕРНИКИ КАВКАЗСКОЙ
С помощью математических методов планирования и оптимизации эксперимента получены адекватные уравнения, описывающие процесс экстракции
антоцианового экстракта из ягод черники кавказской. Установлены оптимальные значения влияющих на процесс факторов и соответствующие значения параметров оптимизации – антиоксидантной активности экстракта и
его выхода. При этом экстрагентом использовали этиловый спирт, разбавленный до 40%-ной концентрации в кислые гидрокарбонатно-натриевые, содержащие борную кислоту, минеральные воды Кавказа с рН 3,5-4,5 и минерализацией до 15 мг/л.
Ключевые слова: черника, антоциановый экстракт, экстракция, оптимизация.
Одним из ценнейщих компонентов ягод черники является антоциановый комплекс, относящиеся к группе флавоноидов. Они обладают антиоксидантной, иммуномодулирущей, противовирусной, антибактериальной активностями, а также капиллярноукрепляющим, желчегонным и кровоостанавливающим действиями [1]. Однако, несмотря на перспективность использования антоцианового комплекса в современных технологических процессах, как важных
компонентов пищевых, косметических, фармакологических продуктов, существует ряд проблем существенно ограничивающих более широкое распространение природных антоциансодержащих добавок. Одним из условий эффективного применения антоцианов в качестве биологически активных компонентов в пищевых и лечебно-косметических составах является сохранения биологической активности в процессе производства и хранения [2].
Уникально высокая концентрация фенольных соединений (комплекса катехинов, антоцианов и др.) и их сильная антиоксидантная активность делает дикорастущую чернику кавказских гор Грузии (плоды, листья) не только ценным пищевым продуктом профилактического
назначения, но и лечебным средством наиболее распространенных заболеваний человека, тех
заболеваний, в патогенезе которых значительную роль играет свободнорадикальное окисление,
в частности, активация липидной пероксидации.
Для извлечения антоцианового комплекса из высушенных при 70-750С до влажности 1214% ягод черники нами был использован этиловый спирт, разбавленный до 40%-ной концентрации в кислые гидрокарбонатно-натриевые, содержащие борную кислоту, минеральные воды
Кавказа с рН 3,5-4,5 и минерализацией до 15 мг/л.
При разработке процесса экстракции основным параметром оптимизации выбрали антиоксидантную активность экстракта (АОА), которую определяли по методике [3] на градиентном хроматографе Waters (США), uv/visible Detector 2489, Binary HPLC Pump152, хроматографическая колонка Symmetry C18. Определение производили по формуле: АОА =
Sчерника/Sэталон, где Sчерника и Sэталон, соответственно, показатели (воспроизводимости)
прибора для 3%-го экстракта черники и эталона (кверцетина).
Вторым параметром оптимизации приняли выход экстрактивных гидрофильных веществ
из единицы сырья Э, мг/г. Определяли путем вакуум выпаривания экстракта до постоянной
массы.
В результате анализа литературных источников и предварительных лабораторных исследований установили основные факторы, влияющие на параметры оптимизации и интервалы их
варьирования. Условия эксперимента сведены в табл.1.
© Хведелидзе В.Г., Кипиани Л.Г., Кипиани А.В., Мамардашвили Н.Г., 2013.
39
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Таблица 1
Условия эксперимента экстракции ягод черники
Факторы и уровни
Кодированное обозначение
Основной уровень
Интерваль варьирования
Температура
t, 0С
X1
70
10
Время
T, мин
X2
60
10
Экстрагент/сырье
n, мл/г
X3
10
1
Была реализована матрица центрального композиционного ротатабельного планирования
второго порядка и получены следующие, адекватно описывающие исследуемый процесс,
уравнения регрессии:
AOA = 7,9 – 0,6X1 + 0,7X2 + 0,2 X3– 0,2X1X2 - 0,08X12 – 0,2 X22 + 0,6X32; [Sчерн./Sэталон] (1)
Э = 431 + 10X1 +12,5X2 + 6,3X3– 2,5X1 X2 + 3X22 – 2X32, [мг/г] (2)
при этом, значимость коэффициентов регрессии проверяли по критерии Стьюдента, а
адекватность уравнений – по критерии Фишера. Переход с кодированного масштаба факторов к
натуральным, согласно условиям эксперимента, осуществляется по формулам:
X1 =(t -10)/10; X2 =(T -120)/20; X3 = n – 10. (3)
Оптимизацию процесса, с помощью уравнений (1) и (2), осуществляли с применением
метода неопределенных множителей Лагранжа. Оптимизацию подвергался параметр АОА при
ограничении параметра Э = 431 мг/ г. Получены следующие оптимальные значения факторов:
- температура экстракции Х1= - 0,5, или
- время экстракции Х2= 0, или Т= 60 мин;
- соотношение «экстрагент/сырье» Х3= 0,5, или n =10,5 мл /г.
Указанным значениям факторов соответствуют следующие значения сходимость параметров оптимизации: АОА = 8,41; Э = 429 мг/г. Экспериментальная проверка полученных результатов дала хорошую сходимость: расхождение между результатами не превышала 5-7%.
Библиографический список:
1. Природные флавоноиды / Д.Ю. Корулькин, Ж.А. Абилов, Р.А. Музычкина, Г.А. Толстиков. //
Рос.Акад.Наук, Сиб.Отд., Новосиб.Ин-т органической химии. Новосибирск: Академическое изд-во
"ГЕО", 2007. 232 с.
2. Функции и свойства антоционов растительного сырья / А.М. Макаревич, А.Г. Шутова,
Е.В. Спиридович, В.Н. Решетников // Тр. Бел.Гос.Ун-та. Т. 4. Вып. 2. 2010. С. 1-11.
3. Бахтадзе М.Г. Разработка технологии и фармакологическая оценка препарата комплекса
катехинов чайного листа // Автореф.дисс.на соис.акад.степени доктора хим. и биол.инженерии. Кутаиси:
Госуниверситет им. А. Церетели, 2013. 54 с.
Статья поступила в редакцию 03.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
ХВЕДЕЛИДЗЕ Варден Георгиевич – доктор технических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
КИПИАНИ Леван Григорьевич – кандидат химических наук, профессор, Государственный университет им. А. Церетели.
МАМАРДАШВИЛИ Нана Гелаевна – докторант, Государственный университет им. А.
Церетели.
КИПИАНИ Алма Викторовна – кандидат технических наук, профессор, Государственный
университет им. А. Церетели.
40
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
АРХИТЕКТУРА
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
УДК 721.052
А.И. Дорохина
ПРИЕМЫ КАЧЕСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ В ПРОСТРАНСТВАХ
СООРУЖЕНИЙ, ПРИСПОСОБЛЕННЫХ
ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНВАЛИДАМИ
В статье приведены приемы качественной ориентации в пространстве
для инвалидов. Особо важными среди них являются акцентирование и направление цветом, текстурой, светопрозрачными конструкциями и формой.
Ключевые слова: инвалиды, приемы качественной ориентации, акцентирование, направление, пространство, цвет, текстура.
Качественная ориентация подразумевает организацию ряда мер для экономии времени посредством создания простых функциональных схем и обязательного использования в качестве
ориентиров в пространстве средств архитектурной выразительности, как в экстерьере, так и в
интерьере здания.
Для людей с ограничениями жизнедеятельности качественная ориентация способствует
экономии усилий и времени. Важно, чтобы при подходе к зданию, ясно читалось место расположения входа. Необходимо четко представлять себе размещение путей эвакуации в сооружении. Понятная структура плана, а также акцентирование внимания на отдельных предметах интерьера для ускорения и упрощения ориентации в пространствах здания, все это будет способствовать скорейшему достижению заданной точки маршрута.
Для того чтоб скорее привлечь внимание к определенному предмету в пространстве, необходимо понять как происходит восприятие пространства и отдельных в нем предметов человеческим глазом.
«Прежде всего, восприятие – это процесс принятия решений. Независимо от характера
задачи, стоящей перед индивидом, он (или его нервная система) приходит к решению, что воспринимаемый объект есть та, а не иная вещь окружающего мира» [1]. Восприятие формы и
очертаний принято объяснять исходя из трех теорий: теории извлечения признаков; теории
сравнения шаблонов; теории, основанной на структурных описаниях [2].
Американский психолог Джон Гибсон (1904-1979) полагал, что извлечение признаков играет главную роль, поскольку в процессе пространственного восприятия значение имеет не
форма как таковая, а параметры вариации формы. Объект «содержит достаточно информации
для правильного восприятия и не требует внутренних репрезентаций. Воспринимающий в процессе восприятия делает минимальную работу, потому что мир предлагает достаточно информации и ему остается лишь конструировать образы восприятия и делать умозаключения. Вос© Дорохина А.И., 2013.
41
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
приятие заключается в прямом получении информации из окружения» [2, с. 133].
Направляясь к зданию, вы всегда ищете вход. Вы можете узнать его, даже если никогда не
видели сооружение, так как обладаете определенным представлением, что вход – это всегда
проем, который может иметь козырек, решетку для снятия грязи. Рядом с ним могут располагаться пост охраны, урна и прочие второстепенные элементы присущие ему в разных ситуациях. Это и есть признаки, с помощь которых вы распознаете объект. При этом форма элементов
имеет второстепенное значение.
Остро проблема с выявлением входа стоит, когда здание находится на большом расстоянии, или когда из нескольких входов нужно выбрать один необходимый или же когда подход к
зданию осуществляется с боковой или тыльной сторон.
Теория шаблонов исходит из существования в долговременной памяти человека уменьшенной копии (шаблона) каждого знакомого нам объекта. Распознавание образа заключается в
сличении зрительного стимула с наиболее адекватным ему шаблоном [2]. Здесь мы подходим к
вопросу о том, что мимолетный взгляд, выхвативший из окружающей среды узнаваемый образ
путей эвакуации: лестницы, лифта, пандуса – будет способствовать формированию представления о структуре здания у человека с ограничениями жизнедеятельности. В критический момент подобное знание может способствовать спасению его жизни. Но нужно остановить внимание на том, что обыватель не обладает навыками архитектора, чтобы мимолетно прочитать
за полосой вертикального остекления лестницу, или в форме цилиндра – распознать пандус.
Здесь речь идет о буквальном восприятии объекта.
И мы подходим к центральному понятию теории шаблонов – структурному описанию.
«Структурное описание – это множество символических «высказываний» о конкретной конфигурации. Ирвинг Бидерман сформулировал теорию покомпонентного распознания, введя понятие геона (геометрического иона). Их, по его мнению всего 24 (арка, клин, сфера, цилиндр,
блок и т.д.). Например, составляющими геонами и чаши, и ведра являются цилиндр и арка. Но
у ведра арка – верхняя часть конфигурации, а у чаши – часть боковой стороны. Распознавание
происходит даже тогда, когда не видно 65 % изображения, но ключевые узлы угадываются [2,
c. 149].
Поэтому целесообразно в сооружениях для инвалидов использование наружных пандусов,
лестниц в светопрозрачных конструкциях и панорамных лифтов. В отличие от организации
входа, задача заключается не только в том, чтобы сделать объект видимым, но и чтобы привлечь внимание посетителя к нему, поскольку он может не находится непосредственно на пути
следования.
Известно огромное количество приемов, для привлечения внимания к объекту и возможностей сделать его заметным издалека. По мнению автора для качественной ориентации все эти
приемы можно разделить на: приемы акцентирования и приемы направления.
Акцентирования внимания на определенном объекте можно добиться разными способами:
использованием цвета, элементов графического дизайна, выделением формой, светом, декором
и прочими элементами. Приемы направления включают в себя: элементы ландшафта, форму,
конструкции и тд. Современные технологии позволяют использование всего спектра приемов,
как в экстерьере, так и в интерьере здания (см. рис. 1).
Но не всегда их использование дает нужный эффект. Причина заключается в том, как наши
глаза воспринимают разного рода информацию о цвете, форме, текстуре.
Если применять акцентирование цветом, то нужно помнить, «если яркость двух примыкающих друг к другу поверхностей выравнивается, так что они начинают отличаться между
собой только цветом (спектральным составом отраженного света), то граница этих поверхностей неожиданно теряет стабильность и определенность формы» [3, c. 167]. Поэтому для достижения необходимого эффекта важно, чтобы цвет выделяемой поверхности сильно контрастировал по отношению ко всем остальным. Кроме этого, каждый цвет, помимо своих физических свойств обладает психологическими и физиологическими воздействиями на восприятие и
чувства человека. Желтые, красные и оранжевые цвета и их оттенки воспринимаются как цвета
активные и сильнодействующие непосредственно на центральную нервную систему. Они воз-
42
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
буждают и привлекают внимание, воспринимаются выступающими из плоскости. В тоже время
фоном для них могут быть холодные спокойные пассивные оттенки [4].
Акцентирование при помощи формы также имеет свои особенности восприятия. Из далека
лучше воспринимается форма, которая выделяется текстурой поверхности. Так как «восприятие глубины требует значительно менее выраженных перепадов яркости (меньшего контраста), чем восприятие формы. Поэтому типичными оказываются ситуации, при которых пространственная удаленность объекта оценивается правильно, но его форма еще не может быть
определена: он воспринимается как аморфное «нечто».
Рис. 1. Приемы создания условий качественной ориентации
43
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Каждая поверхность в зависимости от ее материала отражает специфический рисунок
распределения света. Поэтому для зрительного выделения объекта в пространстве необходимо
наличие зернистости – текстуры – в видимом окружении. Если внутри некоторой области нет
обладающих определенной зернистостью рельефов яркости, то она воспринимается как пустое
отверстие, не мешающее проникновению за его границы» [3, с. 165-166]. При акцентировании
формой на определенном расстоянии или в интерьерных пространствах (в связи с неравнозначной интенсивностью света в разные периоды суток), для усиления эффекта, лучше использовать в комбинации и форму, и цвет, и текстуру поверхности.
Для ориентации внутри сложно организованного пространства большое значение имеет
определение визуальных связей, которые осуществляются благодаря наличию зрительной проницаемости. Так различают высокую, среднюю, низкую и нулевую проницаемость. Высокая
проницаемость достигается отсутствием визуальных пространственных границ. Это использование большого количества светопрозрачных конструкций, как в экстерьере, так и интерьере
сооружения [5], выполняющих роль акцентов. В таком случае, отделение лестнично-лифтового
узла или пандуса светопрозрачными конструкциями, помимо создания эффекта акцентирования, будет способствовать узнаванию данных объектов, то есть способствовать созданию качественной ориентации.
Приемы направления также можно использовать как в интерьере, так и в экстерьере здания. Необходимость в использовании данного способа не исключается даже в открытых, перетекающих пространствах, так как наружные выступающие части зданий, или внутренние конструкции или оборудование может скрывать с определенных ракурсов средства визуального
акцентирования. В таком случае выделение цветом или материалом пути основного маршрута
или пути эвакуации будет способствовать созданию условий более качественного ориентирования.
В случае использования ландшафта, конструкций или формы для направления в пространстве, можно для усиления представления о внутренней структуре здания, проектировать пути
движения вдоль акцентируемых вертикальных коммуникаций. Но, важно помнить, что излишние движения людям с нарушением опорно-двигательного аппарата даются значительно сложнее, чем обычным людям. Поэтому необходимо стремится к сокращению длины направляющих
маршрутов.
Для людей с нарушениями опорно-двигательного аппарата создание условий качественной
ориентации во всех доступных общественных или жилых сооружениях имеет приоритетное
значение, так как может не только экономить их усилия и время, но также может способствовать созданию условий безопасности в критических ситуациях.
Библиографический список
1. Брунер Дж. О готовности к восприятию // Брунер Дж. Психология познания: За пределами непосредственной информации. М.: Прогресс, 1977. С. 12-63. Перевод К. И. Бабицкого. URL:
http://evgenysavin.ucoz.ru/_ld/0/21___.pdf.
2. Солсо Р. Когнитивная психология / Роберт Л. Солсо. 6-е изд. СПб.: Питер, 2006.
3. Величковский Б. Когнитивная наука: Основы психологии познания В 2-х т. Величковский Б.М.
М.: Академия, 2006. 448 с., 432с.
4. Кучменко О.О. Психологічне сприйняття світла та кольору як один з факторів архітектурнохудожньої виразності будівель навчально-виховних закладів // Сучасні проблеми архітектури та містобудування. К.: КНУБА, 1999. Вип. 5. С. 110-114.
5.Ушаков Г.Н. Візуальна проникність внутрішніх просторових структур архітектурних об’єктів //
Сучасні проблеми архітектури та містобудування. К.: КНУБА, 2004. Вип. 13. С. 73-77.
Статья поступила в редакцию 28.12.2012.
__________________________________________________________________________________________
ДОРОХИНА Анна Игоревна – аспирант архитектурного факультета, кафедры теории архитектуры, Киевского национального университета строительства и архитектуры.
44
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
СВЕЖИЙ ВЗГЛЯД
УДК 642.91
А.Г. Кисель, А.А. Ражковский, А.Ю. Попов,
Д.С. Реченко, Ю.В. Шнуров
ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ И ИХ ВЛИЯНИЯ
НА КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ СТАЛИ 45
Повышение качества обработки и стойкости металлорежущего
инструмента возможно за счет применения смазочно-охлаждающих
жидкостей (СОЖ), что в целом благоприятно воздействует на процесс
резания. Основные функциональные назначения СОЖ – снижение
температуры в зоне резания и обеспечение минимального коэффициента
трения.
Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость,
трения, охлаждающая способность, скорость охлаждения.
коэффициент
Металлообрабатывающие предприятия применяют различные СОЖ на ключевых и
ответственных операциях. В качестве рабочей жидкости используются водорастворимые
(эмульсионные и синтетические) и на масляной основе смеси, при концентрации 2-10% [1].
Наибольший интерес представляют синтетические СОЖ, так как они менее подвержены
биопоражениям, по сравнению с эмульсионными.
Смазывающее действие СОЖ. Смазывающее действие СОЖ проявляется
преимущественно в зоне контакта резца и стружки, а также контакта резца и заготовки. Оно
обусловлено способностью СОЖ вступать в физическое, химическое и физико-химическое
взаимодействие с активированными поверхностями контактной зоны и образовывать на них
гидродинамические, физические (адсорбционные) и химические смазочные пленки. В
зависимости от условий резания такие пленки могут образовываться порознь или
одновременно. Физические и химические смазочные пленки принято называть граничными. Их
толщина колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен ангстрем. Сопротивление
сдвигу у них выше, чем у гидродинамических пленок. В случае образования при резании
металлов гидродинамических смазочных пленок (например, обработка меди при низких
скоростях) трущиеся поверхности разделены слоем СОЖ в несколько микрон и более. Здесь
вязкость СОЖ имеет преобладающее значение и должна быть оптимальной. Иногда вязкость
может быть компенсирована серо-, хлор- или фосфорсодержащими присадками.
Охлаждающее действие СОЖ. В большинстве случаев охлаждение снижает изнашивание
режущего инструмента и улучшает качество обрабатываемой поверхности. На прямые
охлаждающие характеристики СОЖ оказывают существенное влияние теплоемкость,
теплопроводность и способность СОЖ к смачиванию металлических поверхностей и
парообразованию, так как при высоких скоростях резания и температурах жидкость может не
© Кисель А.Г., Ражковский А.А., Попов А.Ю., Реченко Д.С., Шнуров Ю.В., 2013.
45
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
входить в непосредственный контакт с поверхностью инструмента из-за низкой смачиваемости
или образования паровой подушки [2, 3].
Подбор СОЖ можно осуществить за счет определения их фактического коэффициента
трения и охлаждающей способности, что позволит повысить качество обработки (точность
размеров и формы, шероховатость и микроструктуру поверхности и т. д.).
Определение фактического коэффициента трения СОЖ при условиях, близких к
условиям резания, производилось на машине трения ИИ 5018 за счет трущихся колодки
(твердый сплав Т15К6) и ролика (сталь 45) с применением синтетических СОЖ. Для
проведения исследований применялись водные растворы синтетических СОЖ марок Биосил С,
Isogrind-130EP, Акремон-Д-1, Конкрепол-ВЦ и Экол-3 (концентрация 10%). Проведение
исследований производилось при силе давления на колодку P=800 Н и частоте вращения
ролика n=250 об/мин.
Для определения охлаждающей способности СОЖ применялся стенд, состоящий из
индукционной печи ПЛМ-1, магнитной мешалки ММ-5, емкости для исследуемой СОЖ,
датчика температуры ТХА-720-0-29-Н10Т-2-1-И-5-300/2000, термометра ТЦ-3 и ноутбука.
Датчик температуры нагревался до 710°С и погружался в емкость с исследуемой СОЖ, при
этом значения изменения температур фиксировались, и строились графики (Рис. 1 и 2).
Результаты исследований охлаждающей способности СОЖ и их влияния на коэффициент
трения при обработке стали 45 приведены в таблице 1.
Как видно из полученных зависимостей, наименьший коэффициент трения возникает при
применении СОЖ Isogrind-130EP и Биосил С, а также они имеют высокую скорость
охлаждения и температуру закипания. СОЖ марки Конкрепол-ВЦ обеспечивает среднее
значение коэффициента трения, но низкую скорость охлаждения и температуру закипания.
СОЖ марок Экол-3 и Акремон-Д-1 обеспечивают высокую скорость охлаждения и низкую
температуру закипания, но применение Акремон-Д-1 дает высокий коэффициент трения.
В таблице 1 представлена балльная система оценки смазывающей и охлаждающей
способностей испытанных СОЖ (за 100 баллов принята СОЖ, имеющая лучшие показатели, за
0 – худшие).
Рис. 1. Изменение температуры
46
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Рис. 2. Изменение скорости охлаждения
Таблица 1
Результаты исследований охлаждающей способности СОЖ и их влияния
на коэффициент трения при обработке стали 45
Марка СОЖ
Значение коэффициента трения
Среднее значение коэффициента трения
Максимальная скорость охлаждения, °С/с
Значение температуры, при котором
достигается максимальная скорость
охлаждения, °С
Значение скорости охлаждения, при
котором происходит закипание, °С/с
Значение температуры, при котором
происходит закипание, °С
Балльная оценка СОЖ: коэффициент
трения/охлаждающая способность, балл
0,14-0,16
0,150
22,05
КонкреполВЦ
0,18-0,19
0,185
18,46
0,19-0,20
0,195
22,35
АкремонД-1
0,23-0,26
0,245
22,23
561,4
591,5
591,4
604,1
567,1
12,96
17,06
11,45
8,51
8,63
462,3
557,4
435,7
326,4
324,6
100/49
95/92
60/0
50/100
0/97
Isogrind130EP
0,14-0,15
0,145
20,38
Биосил С
Экол-3
По результатам проведенных исследований можно сделать вывод: СОЖ марок Экол-3,
Акремон-Д-1 рекомендуются для скоростной обработки с малыми глубинами и подачами, так
как они имеют высокие показатели по теплоотведению и низкие по снижению коэффициента
трения, Isogrind-130EP рекомендуется для тяжелой обработки на низких скоростях. СОЖ марки
Конкрепол-ВЦ рекомендуется для обработки на низких скоростях, т. к. имеет средние значения
коэффициента трения и низкое теплоотведение. Биосил С имеет оптимальное сочетание
качеств и может рекомендоваться как для тяжелой (черновой), так и для скоростной (чистовой)
обработки.
47
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Библиографический список
1. Крагельский И.В. Развитие науки о трении. Сухое трение / И.В. Крагельский, В.С. Щедров. М.:
Изд. АН СССР, 1956. 237 c.
2. Гаврилов Г.М. Струйное охлаждение инструментов распыленными жидкостями / Г.М. Гаврилов,
А.А. Смирнов. Куйбышев: Кн. изд-во, 1966. 107 с.
3. Энгелис С.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов
резанием: справочник / С.Г. Энгелис, Э.М. Берлинер. М.: Машиностроение, 1995. 496 с.
Статья поступила в редакцию 13.12.2012.
__________________________________________________________________________________________
КИСЕЛЬ Антон Геннадьевич – аспирант кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», Омский государственный университет путей сообщения.
РАЖКОВСКИЙ Александр Алексеевич – кандидат технических наук, доцент кафедры
«Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», Омский государственный университет путей сообщения.
ПОПОВ Андрей Юрьевич – доктор технических наук, профессор кафедры «Металлорежущие станки и инструменты», Омский государственный технический университет.
РЕЧЕНКО Денис Сергеевич – кандидат техических наук, доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты», Омский государственный технический университет.
ШНУРОВ Юрий Васильевич – зам. генерального директора по развитию ЗАО НПО
«Промэкология».
48
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 004.72
С.В. Кручинин
РЕЖИМ РЕТРАНСЛЯЦИИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО СЕРВЕРА
КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И МОБИЛЬНОСТИ
МОБИЛЬНЫХ СЕТЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
В статье освещен процесс внедрения режима ретрансляции в механизм
функционирования систем статично настраиваемых мобильных сетей
транспортных средств. Реализация режима ретрансляции в программном
обеспечении телекоммуникационного сервера позволила реализовать абонентскую маршрутизацию на уровне почтовых сообщений, что увеличило
гибкость применения средств связи и упростило процесс перенастройки статически-настраиваемых сетей.
Ключевые слова: мобильные сети транспортных средств, системы связи,
ретрансляция, абонентская маршрутизация.
При введении в сеть мобильных средств транспортных средств (МСТС) [1] (ЕСУ ТЗ)
абонентских коммуникаторов [2], [3], возникла проблема в организации полносвязности сети.
До введения абонентских коммуникаторов сеть мобильных транспортных средств была
полносвязной, каждый телекоммуникационный сервер [4] транспортного средства (также обозначаемый как ПО сервер телекоммуникаций – ПО СТ) мог адресоваться к любому другому
телекоммуникационному серверу непосредственно по его адресу. Абонентский коммуникатор
являлся носимым оборудованием, и хотя на нем использовался сервер системных телекоммуникаций, сеть абонентских коммуникаторов не образовывала полносвязной сети вместе с сетями транспортных средств.
Каждый абонентский коммуникатор привязывался к транспортному средству, за которым был закреплен, и имел связь с остальными коммуникаторами через физический канал, связывающий его с транспортным средством. В результате возникла двухуровневая организация
сети, вместо бывшей одноуровневой в связи с чем возникла потребность в организации прозрачной доставки сообщений на любой узел, не зависимо от того, являлся ли он телекоммуникационным сервером
ПО СТ
ПО СТ
Абонент Абонент
ПО СТ
Абонент Абонент
ПО СТ
Абонент Абонент
Абонент Абонент
Рис. 1. Полносвязная сеть транспортных средств
© Кручинин С.В., 2013.
49
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
АбонентАбонент
ПО СТ
ПО СТ
Абонент Абонент
Абонент
Абонент
ПО СТ
Абонент
Абонент Абонент
Рис. 2. Двухуровневая сеть после ввода коммуникаторов
В результате автор разработал решение данной проблемы, заключающийся в внедрении в
телекоммуникационный сервер режима ретрансляции.
Приведем пример таблиц настроек tlk_names для каждого из серверов полносвязной сети
(рис.1)
Для 10.0.0.1:
00002010.0.0.20
00003 010.0.0.30
00004010.0.0.40
Для 10.0.0.2:
00001010.0.0.10
00003 010.0.0.30
00004010.0.0.40
Для 10.0.0.3:
00001010.0.0.10
00002010.0.0.20
00004010.0.0.40
Для 10.0.0.4:
00001010.0.0.10
00002010.0.0.20
00003 010.0.0.30
Формат таблицы следующий:
ID_абонента(таб)резерв(таб)IP-адрес_сервера_абонента(таб)резерв(пс)
Где:
ID_абонента – уникальный идентификатор абонента;
(таб) – символ табуляции;
Резерв – зарезервированное поле;
(пс) – перевод строки.
В исходной реализации сервер позволял только отправлять сообщения по принципу сервер-сервер. Если искомый абонент был подключен к серверу, то сообщение передавалось ему.
Если абонент не был подключен, то сообщение сохранялось для передачи абоненту после его
подключения.
50
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Автор предложил следующее решение проблемы.
Вводился режим ретрансляции. Если сервер получал сообщение адресованное ему, но в
его собственной таблице за этим абонентом был закреплен IP-адрес другого сервера, то сообщение передавалось ему (по цепочке).
Приведем пример подобной настройки. На рис. 3. приведен пример стенда для тестирования режима ретрансляции. Каждый ЭВМ имитирует отдельное транспортное средство, соединение устроено так, что напрямую соединены только соседние средства.
Транспортное средство
Телекоммуникационный
сервер
10.0.0.1
Абонент 001
Транспортное средство
Телекоммуникационный
сервер
10.0.0.2
Абонент 002
Транспортное средство
Телекоммуникационный
сервер
10.0.0.3
Абонент 003
Рис. 3. Пример имитационного стенда для теста ретрансляции
Приведем таблицы tlk_names:
Для 10.0.0.1:
00002010.0.0.20
00003 010.0.0.20
Для 10.0.0.2:
00001010.0.0.10
00003 010.0.0.30
Для 10.0.0.3:
00001010.0.0.20
00002010.0.0.20
Также возможно введение фиктивного идентификатора абонента *, который обозначает
что любой абонент, идентификатор которого не найден в таблице, пререадресуется на указанный сервер по умолчанию. Например:
*010.0.0.20
Кроме того, в случае, если для идентификаторов абонентов используются иерархические
значения разрядов можно использовать маски, например:
111?010.0.0.20
11??010.0.0.20
1*010.0.0.20
Помимо осуществления поддержки коммуникаторов режим может также использоваться
для связи групп мобильных транспортных средств, между которыми связи все равно осуществляется по выделенному каналу между узлами связи (когда сеть полносвязна только на IPуровне, но не на физическом). В этом случае можно сеть сделать неполносвязной на уровне телекоммуникационного сервера, используя режим ретрансляции, благодаря этому делается независимой настройка каждого из сегментов сети. Сегменты сети сопряжены узлами связи, и все
абоненты другого сегмента указываются в tlk_names как закрепленные за узлом связи. Таким
образом, в случае перехода абонента только внутри сегмента (что более вероятно, чем переход
между сегментами), файлы tlk_names меняются только внутри сегмента, и таким образом перенастройке подвергается только 1/n часть сети, где n-число сегментов, при условии, что численность сегментов одинаковая.
Кроме того процесс осуществления ретрансляции можно обозначить термином абонентская маршрутизация, т.к. осуществляется поиск маршрута для ID-пользователей (по аналогии с
поиском маршрутов для IP-адресв в IP-маршрутизации).
51
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Таким образом, режим ретрансляции позволяет организовывать многоуровневую связанность серверов, в результате чего становится возможной не только поддержка коммуникаторов,
но и увеличивается скорость перенастройки сети.
Библиографический список
1. Кручинин, С.В. К вопросу о терминологии в области мобильных сетей транспортных средств /
С.В. Кручинин // Теория и техника радиосвязи. 2011. № 1. Воронеж: Изд. ОАО «Концерн Созвездие».
С. 117-120.
2. Глазунов О.А., Мокроусов А.Н., Осицкая Т.В. Степаненко Ю.А., Трофимовский М.М. Носимый
программно-техничекий комплекс // Патент на полезную модель; заявка № 2010142794/08; заявл.
19.10.2010. Москва. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.
3. Глазунов О.А., Григорьевский Н.С., Дрюченко А.А., Мокроусов А.Н., Осицкая Т.В., Трофимовский
М.М. Многофункциональный абонентский терминал // Патент на полезную модель; заявка
№ 2011148677/08; заявл. 29.11.2011. Москва. Федеральная служба по интеллектуальной собственности,
патентам и товарным знакам.
4. Обельченко М.В., Пономарев М.П. Телекоммуникационный сервер ЕСУ ТЗ // Свидетельство о
государственной регистрации программы для ЭВМ №2011618939 от 27.09.11. Москва. Федеральная
служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.
Статья поступила в редакцию 16.02.2013.
__________________________________________________________________________________________
КРУЧИНИН Сергей Владимирович – кандидат политических наук, старший научный сотрудник ОАО «Концерн «Созвездие».
52
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 644.1
А.С. Миронов
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ (ПОКВАРТИРНЫЙ) УЧЕТ
И РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛА В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ
В статье освещен вопрос повышения энергоэффективности систем отопления при помощи оснащения жилых зданий индивидуальными (поквартирными) приборами учета тепловой энергии, а также проблемы, возникающие
при их установке. Рассмотрены различные варианты поквартирного учета
расхода тепла на отопление.
Ключевые слова: энергетика, тепло, учет.
В связи с вступлением в силу редакции закона № 261-ФЗ (ред. от 10.07.2012 с изменениями, вступившими в силу 12.08.2012) застройщики обязаны оснащать вводимые в эксплуатацию многоквартирные дома индивидуальными приборами учета тепловой энергии. На практике возникают вопросы о том, какие именно приборы необходимо устанавливать, чтобы выполнить требование закона, не нарушив при этом прав собственников помещений и не создав дополнительных проблем управляющим компаниям в процессе эксплуатации приборов учета. [1]
Но именно здесь возникает множество препятствий, которые являются следствием неурегулированности отношений между жителями по распределению платежей. Именно это обстоятельство самым серьезным образом сдерживает деятельность по повышению энергоэффективности
зданий и создает препятствия нормальной эксплуатации систем теплоснабжения. [2]
В настоящее время планирование подачи тепла осуществляется усреднено для всего жилого фонда. Жилфонд составляют здания разной энергоэффективности. Но от ситуации с платежами выигрывают здания малой энергоэффективности, а жители зданий новой постройки
своими платежами дотируют теплоснабжение старого жилфонда. При этом все жители совместно дотируют энергопотери на теплотрассах.
Решить проблему в состоянии наведение порядка в поквартирном учете тепла и распределении платежей по показаниям приборов учета или регистраторов потребления. Технические
возможности для этого имеются. На рынке не мало предложений компаний по достаточно качественным приборам индивидуального учета тепла. Так же имеются предложения и опыт
применения индикаторов теплопотребления, которые позволяют достаточно точно распределить платежи между жителями по фактическому потреблению тепла. Но главное в этой ситуации не наличие технической возможности, а отсутствие отработанного нормативно-правового
регулирования расчетов за тепло по показаниям индивидуальных приборов учета.
Поквартирный учет запускает новый, доселе неиспользуемый механизм экономии, не
технический, а социально-психологический – материальную заинтересованность. Практика
внедрения поквартирного учета расхода водопроводной воды показала, что это мероприятие
дает эффективность в десятки процентов (нормы расхода воды снизились с 400 л/чел до 285
л/чел, а в реальности еще больше). [3] В эксперименте, проведенном в нескольких городах
фирмой «Данфосс», один только слух о том, что в домах оплата будет по потребленному теплу,
снизил расход тепла на 40%.
Индивидуальный (поквартирный) учёт и регулирование тепла в жилых зданиях осуществляется при помощи установки специального оборудования на вводе в здание (общедомовые
счётчики, система автоматического регулирования системы отопления) и в каждом жилом помещении (индивидуальные приборы учёта тепла, термостатические регуляторы на комнатных
радиаторах). [5]
© Миронов А.С., 2013.
53
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Поквартирный учёт потреблённого тепла и возможность регулирования получаемого тепла предоставляет ряд плюсов для владельца жилого помещения:
-самостоятельный выбор температурного режима в помещении;
-существенная экономия тепла и, соответственно, денежных средств за счёт оплаты только фактически потреблённого тепла.
Необходимо учитывать следующее: если у жильцов установить только термостатические
регуляторы, а платить они будут, как и ранее, по нормативам, то у них не будет стимула бережного отношения к энергоресурсам. Соответственно, экономия тепла не будет достигаться в
полной степени, а оплата за отопление не изменится. В случае, если установить только приборы учета, то при первом расчете оплаты – возможно, некоторое снижение денежных расходов.
Однако экономия тепла в целом будет отсутствовать, а жильцы в дальнейшем не смогут влиять
на оплату. Так, только комплексная установка индивидуальных приборов учета тепла и термостатические регуляторы на комнатных радиаторах обеспечит достижение целей экономии энергоресурса и денежных средств жильцов. [5]
Благодаря указанным возможностям, достигается снижение экономической, финансовой
и социальной нагрузок в жилищно-коммунальном хозяйстве.
По опыту европейских стран и ряда проектов, реализованных в России, экономия тепла
от комплекса мероприятий по установке системы индивидуального учёта и регулирования, составляет 20-35%. Счета за оплату тепла жильцами также снижаются. При этом процент снижения коммунальных платежей превышает полученный процент экономии за счет того, что установленные нормативы потребления тепла почти везде завышены. В среднем счета за оплату
снижаются на 25-55%, при этом у некоторой части жильцов возвраты достигают 70%. [5]
В настоящее время применяется четыре системы поквартирного учета расхода тепла на
отопление:
с помощью теплосчетчиков в горизонтальных поквартирных системах отопления;
с помощью теплосчетчиков в квартирных тепловых пунктах (КТП);
с помощью датчиков температур на этажестояках и расходомеров в вертикальных однотрубных системах отопления;
с помощью индикаторов-распределителей, устанавливаемых на отопительных приборах,
в вертикальных однотрубных и двухтрубных системах отопления.
К сожалению, каждая из этих систем имеет свои недостатки, которые необходимо учитывать при проектировании и которые в некоторых случаях требуют проведения дополнительных
исследований научно-технического плана.
Считается, что проще всего – измерить расход тепла в горизонтальной поквартирной системе отопления с помощью теплосчетчика. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается,
что не все тут так просто.
Теплосчётчики измеряют непосредственно количество тепла, отданное теплоносителем,
поэтому можно сразу же решить проблему поквартирного учета, если оборудовать квартиру
теплосчетчиками. Однако при установке теплосчетчика на ввод отопления в квартире, расход
теплоносителя и разность температур на входящей и выходящей трубах будут очень малы. Ко
всему прочему, существующие индивидуальные теплосчетчики дают большие погрешности
измерения. В случае если в квартире несколько вводов отопления, то нужно либо ставить теплосчетчик на каждый стояк, либо менять разводку системы отопления. Оба варианта очень дороги и вряд ли окупятся за счет экономии. Поэтому устанавливать приборы учёта тепла имеет
смысл только в тех домах, в которых уже при строительстве была заложена поквартирная разводка системы отопления.
Учитывая, что жилищная организация должна платить поставщику тепла по показаниям
общедомового счетчика, жилец в свою очередь не должен оплачивать отопление только по показаниям своего счетчика. Поэтому оплаченную сумму нужно распределять между жильцами в
зависимости от показаний квартирных счетчиков. Именно таким способом можно избегается
расхождения между суммой оплат всех жильцов и той суммой, которую требует поставщик
тепла. [3]
54
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
В Европе допускается проводить распределение общей суммы по показаниям квартирных
счетчиков один раз в год. Так, в течение всего года жильцы каждый месяц вносят фиксированные предоплаты (аналогичная система действует в случае оплаты за водоснабжение). [4]
Во многих регионах России в настоящее время ведется установка индивидуальных приборов учёта тепла. Однако жилищные организации столкнулись со следующей проблемой: в
домах со счетчиками сумма оплат жильцов не совпадает со стоимостью воды или тепла, отпущенной поставщиком. Выход из ситуации видится в подробном разъяснении жильцам необходимости оплачивать не свое личное потребление по счетчику, а свою часть общего домового
потребления. Эта часть будет тем меньше, чем меньше показания квартирного счетчика, но все
равно это будет не просто оплата по счетчику, а пропорциональная доля от показаний общедомового прибора учета. На уровне местных администраций должно произойти официальное утверждение такой схемы оплаты.
Радиаторные распределители тепла в России пока менее известны и особой популярностью не пользуются. В Европе они массово применяются, начиная с 70-х годов, и количество
установленных приборов исчисляется десятками миллионов. Несмотря на длительный опыт
применения распределителей тепла, в России эти приборы не производятся. [3]
Принцип работы распределителей заключается в измерении и суммировании разностей
температур поверхности радиатора и воздуха в комнате. В итоге показания приборов соответствуют количеству тепла, отданному радиатором за прошедший период, измеренному в условных единицах.
Распределитель стоит гораздо меньше теплосчётчика (примерно в 10 раз). Они просты в
монтаже и легко устанавливаются на любые типы отопительных приборов, соответственно,
подойдут ко всем системам отопления. Вследствие чего, стоимость комплекта приборов на
квартиру является приемлемой даже при наличии в квартире нескольких стояков. Такие приборы подходят для любых систем отопления. Таким образом, оплата за отопление по показаниям
распределителей представляет собой разделение общей суммы, оплаченной поставщику тепла,
между отдельными квартирами пропорционально показаниям радиаторных распределителей.
При этом жильцы ежемесячно в течение года вносят платежи по фиксированным предварительным ставкам, а расчет с поставщиком производится по показаниям общедомового счетчика. В конце года снимаются показания в квартирах, затем общая сумма по этим показаниям
распределяется, и для каждого жильца выводится баланс между суммой платежей по предварительным ставкам и его расчетной оплатой. Полученная сумма к возврату или к доплате идет в
зачёт оплат за отопление на следующий год. [2]
Стоит отметить, что схема оплаты по квартирным счетчикам требует точно такого же перерасчета оплат в конце года. Основное различие состоит в том, что показания распределителя
тепла при перерасчете нужно обязательно умножать на радиаторный коэффициент, соответствующий данному типу и размеру отопительного прибора. [4]
Распределитель, измеряя температуру поверхности радиатора в одной определенной точке, независимо от его размеров, будет показывать одну и ту же температуру. Несмотря на то,
что более крупный отопительный прибор при равной температуре отдаст больше тепла, показания распределителей в комнате будут одинаковыми. Выходом из такой ситуации служит радиаторный коэффициент. [4]
Все фирмы-производители радиаторных распределителей должны иметь таблицы таких
коэффициентов для своих приборов на все типы радиаторов. Измерение коэффициентов производится в сертификационных лабораториях, с которыми сотрудничают фирмы-производители.
Обычно таблицы радиаторных коэффициентов включены в компьютерные программы, которые
предназначены для перерасчета оплат, где коэффициенты автоматически учитываются при расчете. Таким образом, при наличии любого типа приборов индивидуального учета тепла, оплаты
за отопление ставятся в зависимость от фактического потребления тепла в квартирах. [4]
Однако жильцы сами могут влиять на потребление тепла. Для этого необходимо установить термостатические регуляторы. На многих моделях на рукоятку терморегулятора нанесена
шкала, где каждое деление соответствует определенной температуре в помещении. Жилец ус-
55
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
танавливает шкалу на нужную температуру, и регулятор при помощи клапана автоматически
увеличивает или уменьшает поток через радиатор до тех пор, пока воздух в комнате не нагреется (или не остынет) до установленной температуры. Чем холоднее радиатор, тем медленнее накапливаются показания распределителя тепла. Вследствие чего, доля оплаты жильца за отопление уменьшается. При расчете экономической эффективности в стоимости оборудования следует учитывать цену обоих компонент: приборов регулирования и приборов учета. К тому же,
установленное оборудование для центрального регулирования системы отопления в индивидуальном тепловом пункте будет способствовать более эффективной работе системы. Это обеспечит надежную подачу теплоносителя в квартиры в независимости от погодных условий и защитит систему от незапланированных скачков температуры и давления. [5]
Библиографический список
1. Федеральный закон № 261-ФЗ от 23.11.2009 (ред. от 10.07.2012 с изменениями, вступившими в
силу 12.08.2012) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении
изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. ОКУН 002-93. Раздел 4. Жилищно-коммунальные услуги // Журнал руководителя и главного
бухгалтера ЖКХ. 1999. № 10. С. 52.
3. Стандарт АВОК «Распределители стоимости потребленной теплоты от комнатных отопительных приборов». СТО НП «АВОК» 4.3–2007 (EN 834:1994).
4. EN 834 Heat costs allocators for the determination of the consumption of room heating radiators– Appliances with electrical energy supply.
5. prEN 15316-2-1:2007 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements end system efficiencies – Part 2-1: Space heating emission systems.
Статья поступила в редакцию 19.12.2012.
__________________________________________________________________________________________
МИРОНОВ Артем Сергеевич – магистрант Архитектурно-строительного факультета
Владимирского государственного университета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.
56
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
УДК 644.1
А.С. Миронов
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ОДНОТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
В статье рассмотрен набор рекомендуемых мероприятий для достижения нормируемого уровня теплопотребления соответствующего заданному
классу энергоэффективности зданий с традиционной однотрубной системой
отопления. Показана необходимость дооснащения зданий с однотрубной системой отопления соответствующим энергосберегающим оборудованием.
Ключевые слова: энергетика, тепло, отопление.
В настоящее время нормативная документация жестко устанавливает классы энергоэффективности зданий исходя из уровня их теплопотребления. В результате чего, возникает задача в выборе наиболее энергоэффективного оборудования и применение современных технических решений по каждому из элементов системы для достижения нормированного уровня теплопотребления соответствующего заданному классу энергоэффективности. Наличие хорошо
работающих систем автоматизации отпуска тепловой энергии непосредственно в тепловом
пункте здания, правильная организация и наладка системы отопления, применение насосных, а
не элеваторных систем коррекции температуры теплоносителя позволяют значительно снизить
потребление тепловой энергии для нужд отопления и обеспечить требуемый комфортный температурный режим в помещениях. Пренебрежение этими достаточно элементарными правилами может привести не только к отсутствию экономии тепловой энергии, но и к ее значительному перерасходу, невзирая на применение современных и эффективных ограждающих конструкций здания. [3]
Энергоэффективность теплопотребления в системе водяного отопления обеспечивается
при выполнении следующих мероприятий:
 автоматическое поддержание температурного графика на вводе в здание;
 качественно-количественное регулирование теплоотдачи системы, включающее терморегулирование на отопительных приборах и стояках;
 автоматическое поддержание требуемого/расчетного распределения потока теплоносителя по всем участкам системы;
 индивидуальный учет тепла, мотивированный оплатой по фактическому потреблению.
 обеспечение бесперебойной подачи теплоты потребителям с заданными параметрами.
Далее рассмотрим набор рекомендуемых мероприятий позволяющих довести уровень теплопотребления традиционных однотрубных вертикальных систем отопления, практически, до
нормативного по самому высокому классу энергоэффективности.
1. Поддержание расчетного распределения потока теплоносителя.
Данное мероприятие позволяет исключить перетопы или дефицит тепла на отдельных
стояках традиционных вертикальных систем отопления. Такая возможность обеспечивается
установкой на стояках автоматических балансировочных клапанов, поддерживающих постоянство расхода в стояках однотрубных систем отопления. [2]
Относительно однотрубной системы ряд экспертов высказывают сомнения в его актуальности в связи с особенностями однотрубной системы:
 значительное количество вертикальных однотрубных систем, особенно в типовом домостроении, рассчитано по методу переменных (скользящих) перепадов температур, что теоретически должно обеспечивать гидравлическую сбалансированность стояков; [6]
© Миронов А.С., 2013.
57
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
 в однотрубных системах отопления даже при срабатывании термостатов поддерживается постоянный расход теплоносителя, то есть автоматизированный контроль, и регулировка
стояков не требуются.
По каждому из этих утверждений есть достаточно простая контраргументация. В частности, по методу расчета: известны расчетные ограничения этого метода, не позволяющие достаточно точно сбалансировать стояки. Также не корректно утверждение о постоянстве расхода
при коэффициенте затекания порядка 0,25 и при изменении расхода теплоносителя, связанного
с изменением гравитационного давления в стояках. Все это достаточно легко показать в цифрах.[4]
Однако все эти расчетные эффекты перекрываются влиянием ошибок и допущений, вносимых в систему отопления в массовом порядке при ее проектировании и монтаже, а также изменениями в конструкции системы, вносимыми жильцами в пределах квартиры.
Результаты обследования типовых секционных зданий показали разброс расхода теплоносителя на контрольных стояках в пределах ±30% относительно проектных значений. После
установки балансировочных клапанов и их настройки на проектные значения дисбаланс не
превышал ±3%. [5]
В результате теплопотребление зданий снизилось на 7–12% за счет сокращения необоснованного проветривания в помещениях на «перегретых» стояках и снижения настроек автоматики узла ввода, защищающих отстающие стояки. [5]
2. Модернизация узла ввода теплоносителя в здание.
Важнейшим элементом системы отопления любого конструктивного исполнения является узел ввода теплоносителя в здание. Наиболее энергоэффективными решениями являются
автоматизированный узел управления – вариант зависимой схемы присоединения системы отопления или индивидуальный тепловой пункт – вариант независимой схемы присоединения с
теплообменниками контура отопления и ГВС. В этих устройствах обеспечивается соблюдение
температурного графика, адекватного температуре наружного воздуха и текущему теплопотреблению здания, а также надежная насосная циркуляция теплоносителя в системе отопления.
[1]
Экономический эффект от применения указанных устройств составляет от 10 до 30%, в
зависимости от соответствия состояния здания проектным решениям и условий его эксплуатации. [3]
3. Терморегулирование стояков.
Следующий шаг в повышении энергоэффективности традиционной однотрубной системы отопления – обеспечить количественное регулирование теплоотдачи системы не только на
уровне отопительных приборов, посредством термостатов, но и на стояках, посредством установки терморегуляторов в корне стояков, совместив их конструктивно с балансировочными
клапанами. [5]
Эффект обеспечивается путем сокращения расхода теплоносителя через конкретный стояк, температура теплоносителя в котором повышается в результате закрытия термостатов при
избытке тепла в отдельных помещениях
В результате функционирования терморегулятора происходит сокращение расхода теплоносителя в стояке и как следствие повышения в нем температуры теплоносителя в результате
закрытия термостатов на отдельных отопительных приборах. При этом температура воздуха в
помещении не изменяется.
Значения настройки данных устройств определяются в ходе обследования здания и выявления потенциала теплоизбытков. Наиболее эффективны «постоячные» терморегуляторы с
электроприводом и системой автоматического контроля температуры теплоносителя в стояках.
Экономический эффект от применения терморегулирования стояков зависит от величины
не учтенных в проекте избыточных теплопоступлений в здание, в том числе от избыточной поверхности нагрева отопительных приборов. По результатам обследования экспериментальных
зданий эффект составил от 8 до 12% в зависимости от состояния здания.
4. Энергоэффективность отопительных приборов.
58
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
Отопительные приборы во многом определяют энергоэффективность системы отопления.
Выбор типа отопительного прибора не однозначен и требует анализа большого количества его
свойств и особенностей. Для облегчения выбора, адекватного задаче энергоэффективности системы в целом, представляется целесообразным введение системы оценки классов энергоэффективности отопительных приборов, по аналогии с классификацией зданий. [3]
5. Индивидуальный (поквартирный) учет тепла.
Индивидуальный (поквартирный) учет тепла с оплатой по фактическому его потреблению является важнейшим фактором, мотивирующим жильцов к энергосбережению. Без этого
мероприятия система энергосберегающих мероприятий остается «разомкнутой», базирующейся
только на административных рычагах. [2]
Известны следующие основные типы систем индивидуального учета тепла, применяемых
для традиционных вертикальных однотрубных систем отопления:
 Система с аллокаторами (heat cost allocator – распределитель стоимости потребленной
теплоты) на каждом отопительном приборе, регистрирующая разницу температур (∆tалл) между
поверхностью отопительного прибора и воздухом помещения. Расход теплоносителя регистрируется на домовом счетчике и участвует только в расчете подомового теплопотребления. [4]
 Система с датчиками температур теплоносителя, установленными в стояке на каждом
этаже, регистрирующая разницу температур (∆tэт) теплоносителя в стояке в пределах каждого
этажа. Расход теплоносителя регистрируется на каждом стояке и в домовом теплосчетчике. [4]
Рассмотренные мероприятия по модернизации существующих вертикальных однотрубных систем отопления показывают, что для существенного повышения их энергоэффективности нет необходимости производить радикальную реконструкцию традиционных систем, достаточно дооснастить их соответствующим оборудованием. Для обеспечения заданного класса
энергоэффективности в процессе проектирования нового здания или модернизации существующего здания целесообразно разработать рекомендации по оптимальному выбору основных
элементов здания, вплоть до разработки для некоторых из них специальных систем классификации, аналогичных общей системе классификации зданий.
Библиографический список
1. Байбаков С.А., Филатов К.В. О возможности регулирования элеваторных узлов систем отопления // Новости теплоснабжения. 2010. № 7.
2. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. М.: Стройиздат, 1991.
3. Особенности современных систем водяного отопления В.В. Пырков ISBN 966-96222-7-1.
4. EN 12828:2003 Heating systems in buildings – Design for waterbased heating systems.
5. Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения Теория и практика. В.В. Пырков ISBN 978-966-7208-56-1.
6. СНиП 41-01-2003 Отопление вентиляция и кондиционирование.
Статья поступила в редакцию 19.12.2012.
__________________________________________________________________________________________
МИРОНОВ Артем Сергеевич – магистрант Архитектурно-строительного факультета
Владимирского государственного университета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.
59
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
УДК 621.31; 62.03
В.А. Шабанов, Н.И. Прокофьев, Н.П. Пирожник, Э.Ф. Хакимов
К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ
НАСОСОВ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
В статье рассматривается выбор места установки частотнорегулируемых электроприводов и частоты ращения магистральных насосов
действующих (эксплуатируемых) нефтепроводов в режимах с одинаковым
числом насосных агрегатов.
Ключевые слова: частотно-регулируемый электропривод, магистральный
насос, режимы работы нефтепровода, частота вращения.
В настоящее время основным способом регулирования производительности магистральных нефтепроводов является изменение числа магистральных насосов (МН) на нефтеперекачивающих станциях (НПС) технологического участка [1, 2]. При планировании режимов работы
нефтепровода для каждого технологического участка нефтепровода составляется карта технологических режимов (КТР), в которой приводится перечень всех возможных режимов перекачки [3]. Для каждого режима указывается производительность нефтепровода и способ его реализации. В том числе указывается число включенных подпорных и магистральных насосных агрегатов, значения давлений на входе НПС, в коллекторе и на выходе НПС, расход электроэнергии и т.д. Для реализации плана перекачки из КТР подбираются режимы, производительность
которых соответствует плановой. Карты технологических режимов действующих нефтепроводов содержат сотни режимов. Переход от одного режима к другому требует включения (отключения) одного или нескольких МН. Цель статьи – снижение числа переключений МН пи переходе от одного режима к другому за счет использования ЧРЭП. Такая задача решается в статье
на основе анализа КТР действующего нефтепровода.
Методика анализа.
1) Из КТР формируются группы режимов с постоянным числом МН. Такие режимы будем обозначать «0NN», где «NN» - суммарное число включенных МН на НПС технологического участка. Например, режим «008» означает, на НПС технологического участка в работе восемь МН. Целесообразно начинать анализ с режимов, в которых используется наибольшее числа МН.
2) В группе режимов с постоянным числом МН выбираются подгруппы режимов с одинаковым распределением включенных МН по НПС технологического участка. Внутри каждой
из них выделяются режимы с набольшей и наименьшей производительностью.
3) Для режимов с наибольшей и наименьшей производительностью определяются напоры
каждой из НПС, суммарный напор НПС технологического участка и строятся эпюры напоров.
4) По разности суммарных напоров НПС в режимах с наибольшей и наименьшей производительностью определяется требуемый диапазон регулирования скорости вращения МН.
Рассмотрим изложенную методику на примере технологического участка действующего
нефтепровода. Исходными данными являются параметров режимов из КТР.
По исходным данным из КТР формируем группу режимов с наибольшим числом включенных МН. Для исследуемого технологического участка это режимы 008 с постоянным числом МН, равным восьми. Схемы включения насосных агрегатов в режимах 008 приведены в
таблице 1. Всего в группе 008 четыре режима. На каждой из НПС четыре МН, но включены
только часть из них. В таблице 1 указаны номера включенных МН. Во всех режимах одинаковое число включенных насосов на каждой из НПС. Отличаются режимы номерами работающих
МН, причем в режиме 8.1 на НПС Улу-Теляк и Черкассы используется регулирование давления
© Шабанов В.А., Прокофьев Н.И., Пирожник Н.П., Хакимов Э.Ф., 2013.
60
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
(обозначено «рд» – в таблице 1). Производительность трубопровода в КТР указывается в тоннах за два часа. Производительность трубопровода в режимах, приведенных в таблице 1, изменяется от 19569,2 т/2ч в режиме 8.2 до 19930,0 т/2ч в режиме 8.4.
Таблица 1
Номера включенных насосных агрегатов в режимах 008
Режимы по КТР
8.1
8.2
8.3
8.4
Режимы 008
008(сх1)103
008(сх3)001
008(сх10)002
008(сх10)003
Q,
т/2ч
19583,3
19569,2
19667,5
19930,0
Ленинск
3п+2
3п+№1,4
3п+№1,4
3п+№1(4),3(2)
3п+№1,4
Бердяуш
2
№3,4
№1,3(4)
№3,4
№3,4
Кропачево
1
№2(3)
№1(4)
№2(3)
№2(3)
Улу-Теляк
Черкассы
2
№3,4, рд
№1,2
№1,2
№3,4
1
№1(3), рд
№2(4)
№1(3)
№1(3)
Производительность изменяется путем переключения МН за счет использования МН с
разным диаметром ротора. При использовании ЧРЭП все объемы перекачки можно получить
без переключений МН. Для этого достаточно использовать частотное регулирование тех МН,
которые участвуют в режиме с максимальной производительностью, равной 19930,0 т/2ч. Все
другие режимы могут быть получены снижением скорости вращения одного или нескольких
МН, участвующих в перекачке.
Для режимов с наибольшей и наименьшей производительностью определяются напоры
каждой из НПС, затем определяется суммарный напор НПС технологического участка, и строятся эпюры напоров. Эпюры напоров могут быть построены непосредственно по разности давлений на входах и выходах НПС, значения которых приводятся в КТР. При использовании КТР
напоры Н, развиваемые насосными агрегатами НПСможно определить по разности давлений
Δр на входах и выходах НПС по выражению:
Н  р /(   g) ,
(1)
где ρ – плотность нефти; g – ускорение свободного падения.
Суммируя напоры всех НПС в режиме 8.2, получим ΣН8.2 – суммарный напор в режиме с
наименьшей производительностью. Затем точно также находим суммарный напор всех НПС
ΣН8.4 в режиме 8.4 (режим 008(сх3)(001)), в котором производительность трубопровода наибольшая.
Эпюры напоров в режимах 8.2 и 8.4, построенные по результатам расчетов, приведены на
рисунке 1.
1 – максимально допустимые напоры; 2 – минимально допустимые напоры;
8.2 и 8.4 – напоры в режимах 8.2 и 8.4.
Рис. 1. Эпюры напоров в режимах с наибольшей и наименьшей производительностью
61
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Изменение суммарного напора в диапазоне от ΣН8.4 до ΣН8.2 должно быть обеспечено
частотным регулированием. Диапазон частотного регулирования должен быть таким, чтобы
обеспечивалось изменение суммарного напора на величину
Н    Н 8.2   Н 8.4 .(2)
При известной разности напоров, развиваемых насосами НПС в двух режимах, требуемая
частота вращения регулируемого НА определяется по уравнению напорной характеристики
насосов, которое при регулировании частоты вращения имеет вид:
H  a  2  b  Q2 , (3)
где a и b – коэффициенты аппроксимации напорной характеристики [1], ν = ω/ωНОМ - относительная скорость вращения насоса; ω и ωНОМ - текущая и номинальная угловые скорости
вращения насоса.
При таком выборе частоты вращения МН вместо четырех режимов, приведенных в таблице 1, останется только один – режим 8.4. Все остальные режимы будут получены путем частотного регулирования без переключения МН.
Изложенная методика может потребовать проверки ограничений по напорам на выходе
НПС (график 1 на рисунке 1) и подпорам на входе НПС (график 2). Чтобы избежать дополнительных проверок по напорам и подпорам, можно для каждого из режимов 008 найти напоры
Нi.j, развиваемые МН i-й НПС в j-м режиме. Обозначим напор на i-й НПС в режиме с наибольшей производительностью, через Нi.М. Тогда в j-м режиме частотное регулирование на i-й НПС
должно обеспечить изменение напора на величину
Н i. j  Н i.M  Н i. j .(4)
При выборе частоты вращения МН с использованием выражения (4) дополнительных
проверок по напорам и подпорам не потребуется. Второе достоинство такого подхода к определению диапазонов регулирования частоты вращения МН заключается в том, что при необходимости можно отключить ЧРЭП одного из МН на любой из НПС и перейти на работу с другим МН (из карты режимов без ЧРЭП) без частотного привода. Однако при такой методике
может потребоваться установка не одного, а нескольких ЧРЭП на НПС технологического участка нефтепровода.
Библиографический список
1. Нечваль А.М. Основные задачи при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов: учеб. пособие. Уфа: изд-во УГНТУ, 2005. 81 с.
2. Коршак А.А., Нечваль А.М. Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа: учеб. для
вузов. Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001. 571 с.
3. Шабанов В.А.. Хакимов Э.Ф., Пирожник Н.П. Анализ энергоэффективности частотнорегулируемого электропривода на действующих НПС за счет повышения КПД магистральных насосов. //
Нефтегазовое дело. Научно-технический журнал. 2012. Т. 10. № 2. С. 55-60.
Статья поступила в редакцию 17.12.2012.
__________________________________________________________________________________________
ШАБАНОВ Виталий Алексеевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электротехника и электрооборудование предприятий», Уфимский государственный
нефтяной технический университет.
62
ISSN 2221-9552
Технические науки
__________________________________________________________________________________
ПРОКОФЬЕВ Николай Игоревич – студент Уфимский государственный нефтяной технический университет.
ПИРОЖНИК Никита Павлович – студент Уфимский государственный нефтяной технический университет.
ХАКИМОВ Эмиль Фаритович – студент Уфимский государственный нефтяной технический университет.
63
Новый университет. 2013. № 1(11).
ISSN 2221-9552
__________________________________________________________________________________
Информация для авторов
Журнал «Новый университет» выходит в форме ежемесячного альманаха в сериях:
 Экономика и право.
 Актуальные проблемы гуманитарных наук и общественных наук.
 Вопросы естественных наук.
 Технические науки.
К публикации принимаются статьи студентов, магистрантов, аспирантов, докторантов, а также всех исследователей, которые желают опубликовать результаты своего исследования и представить их своим коллегам.
В редакцию журнала предоставляются в отдельных файлах по электронной почте следующие материалы:
1. Авторский оригинал статьи (на русском языке) в формате Word (версия 1997–2007).
Текст набирается шрифтом Times New Roman Cyr, кеглем 14 pt, с полуторным междустрочным интервалом. Отступы в начале абзаца – 0,7 см, абзацы четко обозначены. Поля (в см): слева
и сверху – 2, справа и снизу – 1,5.
Структура текста:
 Сведения об авторе/авторах: имя, отчество, фамилия.
 Название статьи.
 Аннотация статьи (3-5 строчек).
 Ключевые слова по содержанию статьи (6-8 слов) размещаются после аннотации.
 Основной текст статьи.
Страницы не нумеруются!
Объем статьи – не ограничивается.
В названии файла необходимо указать фамилию, инициалы автора (первого соавтора). Например, Иванов И. В.статья.
Статья может содержать любое количество иллюстративного материала. Рисунки предоставляются в тексте статьи и обязательно в отдельном файле в формате TIFF/JPG разрешением
не менее 300 dpi.
Под каждым рисунком обязательно должно быть название.
Весь иллюстративный материал выполняется оттенками черного и серого цветов.
Формулы выполняются во встроенном редакторе формул Microsoft Word.
2. Сведения об авторе (авторах) (заполняются на каждого из авторов и высылаются в одном
файле):
 имя, отчество, фамилия (полностью),
 возраст (если статья подается в рубрику для молодых ученых «Свежий взгляд»),
 место работы (учебы), занимаемая должность,
 сфера научных интересов,
 ученая степень, ученое звание,
 адрес (с почтовым индексом), на который можно выслать авторский экземпляр журнала,
 адрес электронной почты,
 контактный телефон,
 название серии альманаха, в которую необходимо включить публикацию,
 необходимое количество экземпляров журнала.
В названии файла необходимо указать фамилию, инициалы автора (первого соавтора). Например, Иванов И. В. сведения.
Адрес для направления статей и сведений об авторе: ujourn@gmail.com.
Мы ждем Ваших статей! Удачи!
64