Материал: Инновационные технологии и материалы. сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых

Математическое моделирование и проведение необходимых расчетов для определения основных характеристик проведения процесса.

Лабораторные и экспериментальные исследования выбранного объекта и процесса его вакуум-сублимационной сушки. Отработка режимов работы. Проведение дополнительных экспериментальных исследований, корректировка. Сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования

Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг, подготовка рабочего проекта установки, создание опытно-промышленной установки для реализации способа вакуумсублимационной сушки термолабильных пищевых сред.

УДК 544.527.23

РАЗРАБОТКА ТЕПЛО-МАССООБМЕННОГО АППАРАТА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КИЗЕЛЬГУРА

М.О.Жигулина, Д.М.Визир, А.В.Бородкина, С.В.Шахов Воронежский технический университет инженерных технологий

E-mail: s_shahov@mail.ru

Пивоваренное производство - одно из наиболее востребованных на современном рынке. Однако, производство пива сложный и довольно дорогостоящий и затратный технологический процесс. Поэтому для снижения одной из статей затрат а именно возвращения в производство вместо утилизации кизельгура направлен данный проект.

Целью работы является разработка тепло-массобменного аппарата для регенерации кизельгура, что позволит значительно сократить материальные затраты не менее чем на 40-60 %.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-создание экспериментальной установки тепло-массобменного аппарата для регенерации кизельгура;

-изучение основных кинетических закономерностей процесса регенерации кизельгура и выявление рациональной области режимных параметров, обеспечивающих получение готовой продукции высокого качества при эффективном использовании материальных и

131

энергетических ресурсов;

-разработка математической модели оптимального функционирования тепло-массобменного аппарата для регенерации кизельгура.

-создание системы автоматического управления тепломассобменного аппарата для регенерации кизельгура.

-создание комплекта чертежей промышленной установки.

В результате патентного поиска было выяснено, что патентная информация о регенерации кизельгура отсутствует

На днный момент проведен анализ современного состояния теоретических и практических основ обезвоживания пищевых сред, возможных направлений интенсификации технологии и создания высокоэффективного оборудования для процесса регенерации кизельгура.

С целью обеспечения процесса регенерации кизельгура предложена оригинальная схема установки (рисунок).

Планируется выполнить следующие этапы работы (на 2 года).

Выбор и обоснование способа интенсификации процесса регенерации кизельгура.

Математическое моделирование и проведение необходимых расчетов для определения основных характеристик проведения процесса.

Лабораторные и экспериментальные исследования выбранного объекта и процесса его регенерации. Проведение дополнительных экспериментальных исследований, корректировка. Сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования.

Создание системы автоматического управления регенерации кизельгура.

Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг, подготовка рабочего проекта установки, создание опытно-

промышленной установки для реализации способа регенерации кизельгура.

132

По результатам первого года финансирования планируется выполнить анализ материалов, относящихся к разрабатываемой теме, сформулировать возможные направления решения поставленных задач, проведение необходимых расчетов и математического моделирования, провести лабораторные и экспериментальные исследования.

По результатам второго года финансирования планируется выполнить оценку возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг, подготовить рабочий проект установки, создать опытно-промышленную установку для реализации способа регенерации кизельгура.

Предполагается защитить патентами на изобретение два технических решения на устройства и одно на способ автоматического управления.

УДК 621.548

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА

Е.И.Киркаленко Воронежский государственный технический университет

E-mail: kirkalenko@mail.ru

Современная ветроэнергетика, основанная на использовании традиционных электрических машин, в своѐм развитии зашла в экономический тупик. Это обусловлено действием нескольких факторов.

Во-первых, рост единичных мощностей приводит к увеличению диаметра ветроколѐс и соответственно — уменьшению угловой скорости, что ведѐт к обусловленному использованием редуктора усложнению установки и удорожанию башни.

Во-вторых, любые модификации ветроприѐмников, в том числе использующие крыльчатые движители с вертикальной осью вращения, не увеличивают кардинальным образом соотношение «эффективность - цена», а, наоборот, ведут к уменьшению этого соотношения за счѐт необходимости затрат на такие модификации.

В сфере ветроэнергетики в России в настоящее время

133

существует ряд серьезных проблем, сдерживающих развитие данного направления, одной из которых является низкая скорость ветра в среднем на территории и отсутствие технических решений, позволяющих работать ветрогенераторам в номинальном режиме в данных условиях.

Предлагаемый ветроэлектрогенератор позволяет получить стабильные эксплуатационные характеристики. В нѐм выработка напряжений происходит при ветрах любой интенсивности, поскольку четыре быстроходных колеса работают на одну нагрузку поочерѐдно, что обуславливает уменьшение момента трогания при сохранении всех основных показателей.

Особенностью данного агрегата является высокая технологичность, обусловленная применением колѐс велосипедного тина, что позволяет в одном четырѐхколѐсном модуле получать до 100 Ватт мощности. При этом относительно малый диаметр колѐс делает возможным работу при слабых ветрах.

Таким образом, за счѐт исполнения магнитопроводов в виде двух пространственно расположенных Ш-образных пластин, удалось ввести в магнитное взаимодействие не только пару горизонтально установленных ветроколѐс, но и пару вертикально установленных ветроколѐс, что, в свою очередь, позволило практически вдвое увеличить производительность.

Кроме того, характерной особенностью данного ветроэлектрогенератора является его высокая технологичность, обусловленная применением стандартных широко распространѐнных Ш-образных элементов, выпускаемых электротехническими заводами в массовом количестве при относительно невысокой себестоимости.

Имеюшиеся серийные образцы ветроэлектрогенераторов имеют в своем составе мультипликаторы, что ухудшает их массогабаритные показатели, а имеющиеся образцы безредукторных генераторов начинают работать со сравнительно высоких скоростей ветра (порядка 5-6 м/с), что обуславливает их малую производительность. Целью проекта является создание работоспособного полномасштабного макета системы, совмещающей приемлемые массогабаритные показатели с возможностью работы при малых скоростях ветра (2-3 м/с).

Для достижения поставленной цели необходимо решить

134

следующие задачи:

1.Произвести электромеханический расчет одного генераторного модуля и отработка его конструкции.

2.Осуществить комплексирование системы, заключающееся с одной стороны в объединение четырех модулей, работающих на один статор, а с другой стороны в разработке системы управления, обладающей высокими адаптационными характеристиками.

3.Осуществить комплексные испытания разработанной системы.

Методика исследований основана на методах теории управления, расчетах электромеханических систем конечноэлементными методами, а также методах системного анализа.

По данной тематике в течение года была проведена работа по расчету генераторной системы одного модуля, по изучению различных видов адаптации ветроэнергетических систем к параметрам ветрового потока. Имеется научно-технический задел по одному модулю ветроэнергетической системы, которую планируется распространить на четырехмодульный вариант и осуществить доработку системы управления:

1.Патент РФ «Ветроэлектрогенератор сегментного типа», заявка № 2007127750 от 19.07.2007.

2.Статья «К определению совместных изгибнокрутильных колебаний лопасти ветроколеса». Журнал «Электротехнические комплексы и системы» №2, 2009г.

3.Статья «Разработка системы управления автономным электроснабжением».

4.Статья «Сегментные многороторные электромеханические системы».

135