CC BY
186
Tikhomirov D.A.
Candidate of Engineering Sciences, All -Russian Scientific Research Institute for Electrification of Agriculture (VIESH) ENERGETICALLY EFFECTIVE WAY OF THE HEAT INSTALLATIONS FOR ANIMAL HUSBANDRY
Abstract
It is offered new energetically effective way of the decentralised heat cattle-breeding installations. The block diagramme of system for heating with salvaging, ozonization and recirculation of internal air is presented. The pre-production model of installation for heating is developed.
Keywords: decentralised heat providing, salvaging, ozonization, air recirculation.
Наиболее энергоемким процессом в системах теплообеспечения животноводческих ферм, является обеспечение микроклимата - требуемых параметров температуры, влажности и газового состава воздуха внутри помещения. На эти цели расходуется более 60% тепловой энергии от общих потребностей объекта в целом. В последнее время приобретают важное значение вопросы не только сбережения теплоты (энергии), но и очистки и обеззараживания вентиляционного воздуха, внутри снаружи помещения.
На основе проведенных исследований и накопленного опыта [1] появляется возможность разработки современной, высокоэффективной, энергоэкономной системы обеспечения микроклимата на животноводческих и птицеводческих предприятиях с применением электрических теплоутилизаторов пленочного типа и озонаторов, в основе которой положены принципы утилизации теплоты, озонирования и рециркуляции внутреннего теплого воздуха помещения.
Структурная схема создаваемой системы представлена на рисунке. Теплый и влажный воздух из помещения забирается через всасывающее отверстие теплоутилизатора (ТУ) с помощью вытяжного вентилятора (В2), проходит через фильтр (Ф2), где очищается от механических примесей и охлажденный и осушенный в процессе теплообмена в теплоутилизаторе (ТУ), через открытую заслонку (Ш) выбрасывается на улицу. Наружный воздух забирается через приточное отверстие с помощью вентилятора (В1), проходит через фильтр (Ф1) и подается в теплоутилизатор (ТУ) и, подогретый в процессе теплообмена, поступает в электрокалорифер (ЭК), в котором при необходимости, дополнительно подогревается. После электрокалорифера (ЭК) приточный воздух подается в смесительную камеру распределителя воздуха (РВ), где после смешивания с озоном, поступающего от озонатора (ОЗ) коронного разряда, до требуемой концентрации, подается в места расположения животных.
При значительном снижении температуры наружного воздуха приоткрывается заслонка (Ш) и отработанный теплый воздух помещения, очищенный от механических примесей фильтром Ф2 и осушенный в теплоутилизаторе (ТУ), подается на частичную рециркуляцию. Попадая в смесительную камеру (КС), он обрабатывается озоном, поступающим от озонатора (ОЗ). В смесительной камере (КС) происходит его обеззараживание и дополнительное осушение. Смешиваясь с наружным приточным воздухом, и дополнительно очищаясь через фильтр (Ф1), он попадает в теплоутилизатор (ТУ), подогревается за счет теплообмена, проходит через электрокалорифер (ЭК), распределитель воздуха (РВ) и подается в места расположения животных.
На базе предложенной схемы разработан опытный образец установки, который успешно прошел хозяйственные испытания.
Предложенный способ по созданию микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях позволит до 60% сэкономить тепловую энергию в течение отопительного периода, существенно снизить затраты на проведение дезинфекционных мероприятий по очистке и обеззараживанию воздуха и мест содержания животных и птицы.
Литература
1. Расстригин В.Н., Тихомиров Д.А., Першин А.Ф., Тихомиров А.В. Электротеплоутилизатор с озонированием и рециркуляцией воздуха // Патент России №2337276. 2008. Бюл. №30.
Кадыров А.С.1, Токашева Н.С.2
1 Доктор технических наук, профессор; 2 магистрант, Карагандинский государственный технический университет АНАЛИЗ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРОБЛЕМЕ УСТРАНЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПРОБОК (ДОРОЖНЫХ
ЗАТОРОВ).
Аннотация
Статья посвящена проблеме пробок на дорогах. Раскрываются причины возникновения пробок, существующие методы борьбы с ними и новые предлагаемые решения.
Ключевые слова: автомобильная пробка, дорожный затор, путепровод, пешеходный переход.
Kadyrov A.S.1, Tokasheva N.S.2
^Doctor of technical science, professor; 2 undergraduate, Karaganda State Technical University ANALYSIS AND SUGGESTTION ABOUT THE PROBLEM ELIMINATION OF TRAFFIC JAMS (ROAD JAMS).
Abstract
The article deals with traffic jams. The paper is concerned with causes of traffic jams, existing methods of fight against them and new proposed solutions.
Keywords: traffic jam, road jam, overpass, crosswalk.
В мире давно существует проблема автомобильных пробок (дорожных заторов). Причиной возникновения пробок на дорогах является повышение плотности потока автомобилей. В результате движения большого потока машин, пропускная способность
69
дороги снижается, это приводит к образованию автомобильных пробок (или дорожных заторов). Дорожный затор, или автомобильная пробка — скопление на дороге транспортных средств, движущихся со средней скоростью, значительно меньшей, чем нормальная скорость для данного участка дороги. При образовании затора значительно (до 20 раз и более) снижается пропускная способность участка дороги. Если прибывающий поток транспорта превышает пропускную способность участка дороги, затор растёт лавинообразно. Пробки на дорогах (или дорожные заторы) имеют ряд негативных последствий:
- резкое снижение пропускной способности дороги;
- нарушение работы экстренных и оперативных служб;
- общее увеличение времени в пути, приносящее экономический ущерб из-за потери времени, опозданий;
- непредсказуемость времени в пути;
- увеличение расхода топлива, выброса вредных веществ;
- увеличение износа автомобилей;
- увеличение шума;
- стресс водителей и пассажиров;
- увеличение аварийности [1].
В качестве решения проблем, связанных с пробками на дорогах (дорожными заторами) в различных странах и городах были разработаны различные методы борьбы с ним.
Так, например, в Сингапуре с 1990 года действует способ искусственного ограничения числа автомобилей.
В Лондоне с 2003 года был введен Платный въезд в центр города. Платная зона, в которую вошли улицы исторического центра города, включает несколько районов: Сити, Вест-Энд, Вестминстер и Сохо. Автобусы, микроавтобусы с лицензиями, мотоциклы, такси, велосипеды, машины аварийных служб и автомобили, работающие на альтернативных видах топлива, освобождены от оплаты. Жители зоны (136 000 человек) платят 10% от тарифа.
В Афинах с 1982 годадействует система «Четный - нечетный номер». Система, введенная в Афинах, проста. Машины, номера которых заканчиваются четным числом, могут ездить по четным числам месяца, нечетным — наоборот. Правило действует только в рабочие дни.
В Риме введено ограничение доступа автомобилей в центр города с 1994 года. Зона ограниченного движения автомобилей в Риме — Zone a trafficolimitato — это часть исторического центра Рима к востоку от Тибра площадью 4,6 км2.
Кроме того, на территории Рима действуют еще три зоны с различными ограничениями на движение автомобилей по экологическим показателям — внутри кольцевой железной дороги, в зоне «зеленого пояса» и внутри кольцевой автодороги.
В Лос-Анжелесе с 1970-х годов действует совместное использование автомобилей (Carpool). Движение Carpool зародилось стихийно — через объявления в газетах люди находили компанию для путешествий, чтобы сэкономить на горючем и дорожных сборах. С появлением интернета движение получило второе дыхание. Для легковых автомобилей с загрузкой больше одного человека выделяют особые полосы движения, позволяющие объезжать дорожные заторы в часы пик.
В Цюрихе с 1948 года автомобили дают в аренду. Система, при которой парк легковых или грузовых автомобилей находится в совместном пользовании нескольких водителей, впервые появилась в Швейцарии.
В Вене с 1990-х годов ввели ограничение мест под парковку, ограничение времени парковки, система перехватывающих парковок.
Проблему пробок в Вене попытались решить с помощью ограничения на парковку. В разных районах Вены введены специфические ограничения на длительность парковки. Чтобы припарковать машину надолго, в городе есть 17 перехватывающих парковок. Они находятся недалеко от автобанов, подходящих к Вене, и одновременно от остановок общественного транспорта.
В Мельбурне с 1999 года действуют платные скоростные шоссе в черте города. Было построено 22 км новых платных скоростных дорог, включая два длинных тоннеля (3,6 и 1,4 км).
В Сеуле с начала 1990-х годов используется единая интеллектуальная система управления движением в городе. Основа всех интеллектуальных транспортных систем - непрерывный сбор информации о загруженности дорог, скорости потоков, авариях и условиях для движения машин. Системы, полностью управляющие дорожными потоками без участия человека. К этому и пришли в Сеуле, создав за несколько лет Национальную систему управления движением автомобилей. Во всем столичном регионе компьютер обсчитывает все штатные и внештатные ситуации и реагирует на тысячи факторов, влияющих на движение автомобилей.
В Вашингтоне с 1903 года действуют полосы с реверсивным движением. Суть этого способа проста: одна или несколько полос посредине дороги меняют свое направление в зависимости от увеличения числа машин в часы утреннего и вечернего трафика.
В Париже с 2000 года были созданы выделенные полосы для движения автобусов, улучшение условий общественного транспорта в ущерб автомобильному. Одно из изобретений — полосы общественного транспорта, которые стали в массовом порядке вводить по основным магистралям города с 2000 года. Отделенные от остальной части дороги разметкой, а иногда невысокими бордюрами, они предназначены для движения автобусов и такси.
В Нью-Йорке и Токио антипробочная планировка города и постоянное строительство дорог. Нью-Йорк и Токио первыми прошли через огонь, воду и выхлопные трубы пробок. Большинство методов борьбы с ними — платные парковки, платные дороги и тоннели — применяются в этих городах уже давно. Но самое главное — их изначальная приспособленность к автомобильному движению.
Главное ноу-хау Нью-Йорка — квадратные кварталы и система парных односторонних улиц. При такой планировке у водителя почти всегда остается возможность свернуть на перекрестке и объехать затор по параллельной улице.
Японцы, следуя своей идеологии постоянных постепенных улучшений, ничего экзотического не изобретали. Они просто методично строили дороги и развязки, которые покрывают, иногда в пять слоев, территорию Большого Токио. В конце концов, после того как они охватили все построенное спутниковой навигацией, системами регулирования движения, совместили дороги с местными и региональными скоростными автобанами, им ничего не осталось, как начать делать как можно более комфортные автомобили, чтобы стоять в них в пробках [3].
Все вышеперечисленные способы кардинально не решают проблемы пробок (дорожных заторов), в связи с этим вопрос по-прежнему остается открытым, разрабатываются новые меры борьбы с пробками.
С целью решения проблемы пробок (автомобильных заторов) на дорогах на кафедре «Строительно-дорожные машины» Карагандинского государственного технического университета были разработаны следующие предложения: «Составной
передвижной путепровод», «Паукообразный составной путепровод», «Мобильный пешеходный переход».
Составной передвижной путепровод.
На рисунке 1 представлен составной передвижной путепровод.
Составной передвижной путепровод состоит из составных передвижных элементов 1, оборудованных движущими устройствами, например колесными 2, которые монтируются с помощью соединительных устройств 3 и закрепляется на своих позициях 4 стационарно с помощью опор 5.
Устройство работает следующим образом: при больших задержках движения транспорта на дороге, подводятся составные передвижные элементы 1. Передвижение составных элементов происходит с помощью движущего устройства, например колесного
70
2. Составные элементы устанавливаются на своих позициях 4, монтируются с помощью соединительных устройств 3 и закрепляются стационарно с помощью опор 5.
При этом вследствие установки составного передвижного путепровода появляется возможность движения транспорта на разных уровнях.
Вследствие движения транспорта на разных уровнях повышается пропускная способность перекрестка, снижается нагрузка на дорожное полотно и уменьшается задержка движения транспорта[4].
Паукообразный составной путепровод.
На рисунке 4 представлен паукообразный составной путепровод, включающий следующие составные элементы: части основания 1, лапки 2, упоры 3.
Рис. 4 - Паукообразный составной путепровод
Устройство работает следующим образом: при больших задержках движения транспорта на перекрестке, стационарно с помощью упоров устанавливаются части основания путепровода, которые монтируются в местах соединения 4. Затем к основанию путепровода с помощью упоров стационарно устанавливаются лапки и также монтируются в местах соединения. При этом вследствие установки составного путепровода появляется возможность движения транспорта на разных уровнях.
Вследствие движения транспорта на разных уровнях повышается пропускная способность перекрестка, и уменьшаются задержки движения транспорта при проезде по сигналам светофора.
Мобильный пешеходный переход.
На рисунке 5 представлен мобильный пешеходный переход, состоящий из 4 секций, включающий следующие составные элементы: пролетное строение 1, стойки 2, лестница 3, колеса 4.
71
Устройство работает следующим образом: при большом скоплении людей вблизи пешеходного перехода на перекрестке, подводятся составные элементы, которые монтируются в местах соединения 5. Затем к пролетному строению пешехода устанавливаются опоры и лестница, они также монтируются в местах соединения. Вследствие установки мобильного пешеходного перехода появляется возможность безопасного движения пешеходов над проезжей частью или железнодорожными путями.
Вследствие движения пешеходов над проезжей частью повышается пропускная способность перекрестка, и уменьшаются задержки движения транспорта при проезде по сигналам светофора.
Использование таких конструкций позволит избежать не только пробок (заторов на дорогах), но и многих других проблем, возникающих на дорогах.
Так, например, при больших задержках движения транспорта на перекрестке, устанавливается путепровод. Используется для пропуска дороги над другими дорогами и обеспечения независимого движения транспортных средств на разных уровнях. Путепровод повышает пропускную способность дорог, устраняет транспортные заторы и задержки движения транспорта, а также уменьшает капиталовложения в строительство дороги.
В местах временного скопления людей устанавливается пешеходный переход. Он позволит не перекрывать движение автомобилей и при этом пешеходы смогут свободно перемещаться на другую сторону.
Благодаря всему этому мы сможем сэкономить время и деньги. Также, установка составных конструкций, может помочь ликвидировать последствия чрезвычайных ситуаций, не прекращая движения транспорта и пешеходов.
Удобным является и то, что конструкции является передвижными, собрать и установить их на любом участке дороги не составит труда, и они не будут влиять на архитектуру города.
Заторы на дорогах влияют на экологию, так как автомобиль выделяет гораздо больше выхлопных газов на холостом ходу, при рабочем двигателе. Выхлопные газы пагубно влияют на здоровье человека и на окружающую среду.
Литература
1. Дорожный затор [Электронный ресурс] URL: http://ru.wikipedia.org
2. 13 способов борьбы с пробками [Электронный ресурс]/ Геннадий Анисимов. URL: http://www.krasland.ru
3. Пат. 25321 Республика Казахстан, МПК E01D 1/00, E01D 4/00, E01D 22/00. Составной передвижной путепровод [Текст]/ Кадыров А.С., Мулдагалиев З.А., Лигай А.Б.; завял. 14.01.2011; опубл. 20.12.2011, бюл. № 12.- 3с.
4. Заркешев А.Т. Разработка конструкции составного передвижного надземного перехода [Текст]: дис. на соиск. Академ. степ. магистра техники и технологии. - Караганда, 2013. - 71 с.
Фалин В.В.1, Минков А.О.2, Сухарев А.В.3, Тарасов В.П.4
'Аспирант НИТУ «МИСиС»; 2науч. сотр. ООО Фирма «Вак ЭТО»; 3зам. ген. директора, ООО Фирма «Вак ЭТО»; зав. каф.
цветных металлов и золота, НИТУ «МИСиС».
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ РАСПЛАВА ВОССТАНОВИТЕЛЯ НА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЕ
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДА КАЛЬЦИЯ
Аннотация
Проведены исследования металлотермического восстановления оксида кальция алюминием и чугуном в одинаковых условиях при одинаковом атомном содержании восстановителя. Показано, что различие в выходе кальция "сопровождается"различием в микроструктуре брикетов: для восстановления чугуном структура соответствует случаю ограниченной смачиваемости восстановителем твердого CaO; соответственно, выход кальция при алюминотермическом восстановлении оксида кальция более чем в 2,5 раза выше, чем в случае восстановления чугуном. Существующее противоречие между наблюдаемыми, например, при алюминотермическом восстановлении параметрами восстановления и значениями энергии активации диффузии кальция и теплоты испарения кальция может быть преодолено, если при анализе учитывать зависимость поверхностного натяжения от температуры. Предложена модель "перемещения" расплава восстановителя по поверхности CaO, которая была проверена на соответствие известным литературным данным. Получена формула расчета выхода кальция в зависимости от параметров процесса. В основу выбора металла - восстановителя должен быть положен критерий смачиваемости им поверхности оксида.
Ключевые слова: кальций; оксид; металлотермическое восстановление, смачиваемость.
Falin V.V.1 , Minkov A.O.2, Sukharev A.V.3, Tarasov V.P.4
'Doctoral student (National University of Science and Technology “MISiS”; ^Research officer “Vac ETO” Ltd.; 3Vice CEO “Vac ETO” Ltd.; 4Head of Chair Nonferrous and Gold metals institution, NUST “MISiS”
REDUCTANT MELT BOUNDARY TENSION EFFECT ON METAL THERMAL REDUCTION OF CALCIUM OXIDE
Abstract
Metal thermal reduction of calcium oxide by aluminum and iron shot were investigated in equal conditions and the same atom reductant content. The discrepancy between the calcium yield is demonstrated by difference in the briquette microstructure: the structure corresponds to the case of limited wetness with the solidified CaO reductant when it reduced by the iron shot; consequently, the calcium yield is 2.5 times higher in aluminothermic reduction of the calcium oxide than iron shot reduction. The existing contradiction between examined parameters such as those, which defined in the aluminothermic reduction and energy activating diffusion and heat of evaporation, could be got over, if boundary tension dependence per temperature would be accounted in the analysis. There is a model suggested for melt reductanct "transformation" within the CaO surface that was examined on correspondence with literature data. The formula of calcium yield
72
