CC BY
43
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
© Графкина М.В.*, Борисова Н.С.*
Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ),
г. Москва
Представлены результаты исследования электромагнитных полей транспортного потока в городской среде, а также показана зависимость уровней электромагнитных полей от интенсивности движения, удаленности от автомагистралей, режима работы и скорости транспортных средств.
Ключевые слова электромагнитное поле, экологический мониторинг, транспортный поток, интенсивность движения, режим работы.
Транспортный поток - один из основных источников негативного воздействия на окружающую среду и ухудшения экологической обстановки в условиях городской застройки.
Известно влияние автомобильного транспорта на уровень электромагнитного фона урбанизированных территорий, а также на качество окружающей среды и здоровье человека. Уже сегодня, по литературным данным, доля электромагнитное загрязнения урбанизированных территорий автомобильным транспортом оставляет 18-32 % [1].
Имея определенные наработки [2-4], авторы считают целесообразным дальнейшее развитее системы экологического мониторинга электромагнитных полей транспортного потока, в связи с чем были проведены дополнительные экспериментальные исследования.
В табл. 1 приведены результаты мониторинга электромагнитных полей в зависимости от интенсивности движения транспортного потока.
Кроме этого, установлено, что уровни низкочастотных электромагнитных полей вблизи городских магистралей зависят от удаленности от проезжей части и условий движения транспортного потока (устоявшийся режим, разгон / торможение, холостой ход). Наибольшие значения напряженностей электрического и магнитных низкочастотных электромагнитных полей зафиксированы при устоявшемся режиме движения транспорта и при разгоне / торможении; наименьшие значения отмечены при работе двигателей автомобилей на холостом ходу.
* Заведующий кафедрой «Экологическая безопасность технических систем», доктор технических наук, профессор.
* Студент кафедры «Экологическая безопасность технических систем».
Таблица 1
Исследование электромагнитных низкочастотных полей в зависимости от интенсивности движения транспортного потока
Интенсивность движения Характеристики электромагнитного поля в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц Характеристики электромагнитного поля при частоте 50 Гц
Е, В/м В, мкТл Е, В/м Н, А/м
0 авто/мин 2 0,01 0,7 1,4
35 авто/мин 6 0,1 2 2,1
58 авто/мин 15 0,2 6 2,97
Выявлена зависимость значений напряженности электрического поля в двух частотных диапазонах от увеличения скорости движения (в условиях стендовых испытаний): с увеличением скорости автомобиля увеличивается значение напряженности электрического поля (рис. 1-2).
Рис. 1. Зависимость напряженности электрического поля в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц от скорости движения автомобилей 0,25
Рис. 2. Зависимость напряженности электрического поля в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц от скорости движения автомобилей
Технические науки
35
Увеличение напряженности электрического поля можно объяснить увеличением силы тока генератора с увеличением числа оборотов двигателя.
Исследование электромагнитных полей транспортного потока в городской среде подразумевает, в том числе определение механизма возникновения этих полей, анализ амплитудного спектра различных источников, а также, энергетических характеристик. При этом определяются пространственное распределение амплитудных и энергетических параметров поля.
Развивая систему мониторинга электромагнитных низкочастотных полей транспортного потока на застроенных территориях, необходимо обратить внимание на наличие «ближних» и «дальних» зон, которые характеризуются различными зависимостями убывания напряженностей электрического и магнитного поля по мере удаления от источника, а также различным механизмом воздействия на человека. В настоящее время при определении границы ближнего электромагнитного поля критерием оценки является соизмеримость расстояния от источника излучения г и длины волны исследуемого поля 1 (ближнее электромагнитное поле имеет место на расстоянии
Я
от источника излучения г < —; дальнее поле начинается при значении рас-
2ж
1
стоянии г > — [5]), или волновое сопротивление, представляющее собой 2ж
отношение значения напряженности электрического поля к напряженности магнитного поля (область, где волновое сопротивление составляет примерно 377 Ом, называется дальней областью, а область, где отношение значительно отличается от 377 Ом - ближней [6]). Однако, данные способы определения границ ближнего поля не являются достаточно точными, поскольку граница определяется с помощью амплитудных характеристик, которые зависимы от характеристик среды. Авторы в настоящее время разрабатывают подход, основанный на определении энергетических и фазово-частотных характеристик электромагнитных полей, который позволит более точно определять границы ближнего и дальнего поля.
Дальнейшая автомобилизация и переход городского транспорта на гибридные силовые установки и электродвигатели, а также общий рост потребления электрической энергии будет способствовать увеличению уровня электромагнитного загрязнения застроенных территорий, что подтверждает необходимость дальнейшего развития системы инструментального и расчетного электромагнитного мониторинга.
Полученные результаты исследований могут быть положены в основу рекомендаций по развитию экологического мониторинга и снижению негативного воздействия электромагнитных полей транспортных потоков в городской среде.
Список литературы:
1. Володина Н.А., Старостин А.К. Проблемы электромагнитной совместимости электронной аппаратуры и электрооборудования автотранспортных средств. - М.: НИИАЭ, 1997. - 260 с.
2. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю. Теоретические предпосылки мониторинга активной и реактивной интенсивности низкочастотных электромагнитных полей // Вестник МГСУ - 2013. - № 5. - С. 112-117.
3. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю. Определение энергетического низкочастотного воздействия на застроенных территориях // Вестник МГСУ. - 2014. - № 4. - С. 116-124.
4. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю. Определение энергетических параметров в ближней зоне источника низкочастотного электромагнитного поля // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2014. - № 2. - С. 132-134.
5. Джилавдари И.З. Физические основы измерений. - Минск, 2003. -159 с.
6. Шуренков В.В. Электромагнитная совместимость. Физические принципы. - М.: БИНОМ, 2009. - 246 с.
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА КОНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА НА ТОЧНОСТЬ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ МОСТОВОГО КРАНА
© Лагерев И.А.*
Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского, г. Брянск
В ходе серии расчетов в разработанном программном комплексе проанализировано влияние размера конечного элемента на точность статического расчета несущей металлоконструкции мостового крана общего назначения. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых ученых-кандидатов наук № МК-92.2014.8.
Ключевые слова кран-манипулятор, мостовой кран, метод конечных элементов, размер элемента, статический расчет, точность расчета.
Исследования [1-5] затрагивали вопросы влияния размера конечного элемента на точность расчета несущих металлоконструкций кранов-манипуляторов. По их результатам сделан вывод, что характерный размер конечно-
* Проректор по инновационной работе, кандидат технических наук.
