CC BY
17
collection of Kuibyshev Aviation Inflitute"Aerodynamics of aircraft and their syflems", 1987, p. 134-138.
7. Serebryakov R.A., BiryukV.V, Practical application of vortex effect, Conversion,N0.10, 1994, p. 19-20.
8. Serebryakov R.A., Some problems in the theory of vortex energy, scientific works FANO FGBNU VIESH , volume 85, 2000, p. 34-54.
9. Serebryakov R.A., Vortex energy, scientific works FANO FGBNU VIESH, volume 86, 2000, p.80-92 .
10. Serebryakov R.A., Biryuk V.V., Vortex wind power plant, Aerospace Technology, a series XII, Samara, 2000, p.43-73.
11. Serebryakov R.A., Kalinichenko A.B., Vortex energy, Building materials, equipment and technologies of the XXIfl century, No.11, 2011, p. 28-29.
12. Serebryakov R.A., Kalinichenko A.B., Savchenko A.M., Rodionov B.N., The vortex energy and vacuum energy - from theory to practice, Energy and Induflry of Russia, 2003,No.6, p. 10-12.
13. Serebryakov R.A., Autonomous wind power, Building materials, equipment and technologies of the XXIfl century, No.7, 2004, p. 53-55.
14. Serebryakov R.A., Biryuk VV, Piralishvili Sh.A., A vortex energy in energy - efficient technologies, a collection of XIX reports of school - seminar "Problems of gas dynamics and heat and mass transfer in energy technology, Orelhovo-Zyevo, M, publishing house Moscow energy Inflitute, 2013, p. 15-16.
15. Biryuk V.V., Serebryakov R.A., Tolflonogov A.P., Method of calculation of vortex units, NTO,SSAU, Samara, 1992, 96 p.
16. Krasnov Yu.K., Kiknadze G.I., Evolution tornado-like flow a viscousb fluid, Doklady an USSR, 1986, t. 290, №6, p. 1315.
17. Krasnov Yu.K., Kiknadze G.I., Serebryakov R.A., RF Patent, Method of forming flows of continuouns media, 1990.
18. Biryuk VV, Krasnorutskiy I.A., Whirlpool gazovetrouflanovka to power compressor Nation, Herald SGAKU, them Korolev, 2011, №5(29), p. 29-35.
19. Biryuk V.V., Krasnorutsky I.A., Method of calculation and analysis of aerodynamic performance of the gas flow in the vortex windmill, Herald SGAKU, them. Korolev, 2013, №3(41), part 1, p. 40-47.
Abflract
The article presents the materials on the development of the power plant transforming ram wind flow into jots making it possible to use low wind and low-potential upward heat flows. The vortex wind power plant (VWPP) can use low-potential air currents moving in the atmosphere and water areas with 3-4 m/sec velocity, utilize heat flows discharged into environment by induflrial, as well as to transform solar and geothermal energy in the form of thermoinduced upward air currents. The plant transforms uniform wind flow into vortex-like currents, concentrates wind power and organizes and accumulates wind energy diflributed in large space, is concentrated to extremely high degree in compact nuclews of a tornado. The wind plant can automatically adjufled to real velocity of ram air flow at calculated values of rotating speed of the electric generator of the wind power plant, which provides high-effiency energy transformation with a wider range of wind velocities. Exiting wind power plants have operating range of wind velocities from 6-15 m/sec to 20-25 m/sec. VWPP makes it possible to expand operating range of wind velocities flow 3-4 m/sec to 60 m/sec and more primarily due to modular construction of wind corverters.
The VWPP advantages: - size, weight and operation wind velocity are 1,5-2 times low er; - generator-
rotor does not have any shaft and the "setup for the wind syflem;
- the plant configuration is modular - it is assembler of identical function modules; - flabilization of rotor speed is provided by changing the area of the plant air intake;
- wind energy efficiency is 4 ~ 0,3; specific speed Z = 1.5-2,0.
СТЕНД ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ НЕОДНОРОДНОСТИ ОКРУЖНОЙ ЖЕСТКОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ
Сиротин Павел Владимирович,
канд. техн. наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт и организации дорожного движения»,
г. Новочеркасск, Ростовская область
Хромов Сергей Сергеевич
магистр кафедры «Автомобильный транспорт и организации дорожного движения»,
г. Новочеркасск, Ростовская область
АННОТАЦИЯ
Рассматриваются способы диагностики неравномерного распределение жесткости по окружности автомобильной шины. Описаны причины появления данного явления, приведены конструкции существующих стендов и методы проведения испытаний для выявления неоднородного распределения жесткости шины. Предложены конструкторские решения диагностического стенда.
ABSTRACT
The methods of diagnosis of the uneven di^ribution of the Siffness of a car tire circumference . Describes the causes of this phenomenon , we give - us design of exiting Sands and te& methods for the detection of an inhomogeneous di^ribution of the Siffness of the tire. Proposed design solutions diagno^ic Sand.
Ключевые слова: стенд, диагностика, неоднородность окружной жесткости.
Keywords: Stand, diagno^ics, heterogeneity of ring Siffness.
В последнее время увеличилось количество автомобилей, как в России, так и во всем мире, параллельно с этим наблюдается увеличение скоростного режима движения автомобилей за счет совершенствования их конструкции и улучшением дорожных условий. Требования, предъявляемые к деталям, механизмам и узлам автомобиля, ужесточаются, особенно к элементам, влияющим на безопасность движения. Одним из основных таких элементов является шина колеса автомобиля, которая может иметь дефекты, обусловленные несовершенством конструкции, технологий производства, либо возникшие в процессе эксплуатации. В настоящее время интерес представляет создание способов диагностики и выявления неравномерного распределение жесткости шины по окружности, поскольку такой дефект мало изучен, а его выявление в условиях сервисных центров и станций технического обслуживания практически невозможно [1, с. 156].
К причинам появления неравномерной жесткости относят:
1. Несовершенство технологических процессов производства, которое приводит к появлению химической и структурной неоднородности материала шины, а также к погрешностям сборки шины;
2. Нарушения процесса эксплуатации, химические и физические старения материалов. Известно, что в природном каучуке, входящем в состав шины при ее изготовлении, даже при комнатной температуре, происходит окислительная диструкция (старение каучука), при этом уменьшаются его прочность и эластичность.
В настоящее время существуют методики для испытания жестких характеристик шины (радиальной, тангенсальной, боковой, угловой жесткостей). Наибольшее распространение получили методы исследования шины на продавлива-ния и обжатия. Основным методом определения жесткости является определение зависимости между твердостью и жесткостью автомобильной шины.
Твердость резиновых изделий определяют по Шору. Суть метода заключается в том, что измеряется глубина вдавливания в материал индикатора под действием силы в заданных условиях. Твердость при этом обратно пропор-
В сфере эксплуатации автомобилей при балансировке автомобильного колеса этот параметр не учитывается. Разработка методов диагностики неравномерного распределения жесткости в шине, является актуальной задачей, поскольку указанный дефект шины оказывает влияние на эксплуатационные свойства автомобиля, такие как динамичность, управляемость, приводит к увеличению износа других элементов подвески автомобиля.
Шина является упругим телом и аналогично набору радиальных пружин может обладать вариацией жёсткости вдоль окружности качения, такая модель показана на рис.1. Габаритные неоднородности будут определяться длиной несжатых пружин, а различия в их длине при сжатии номинальной нагрузкой на колесо обуславливают неоднородности при качении (радиальное биение при полной загрузке).
биение
при полной
циональна глубине вдавливания. Этот метод трудоемкий, поскольку приходится учитывать ряд факторов влияющих на полученное значение при измерении по данному методу (температуру окружающей среды, влажность, условия хранения). Также этот метод недостаточно точный, так как для проверки определенного участка шины необходимо выполнять несколько операций, требующих изменение положения прибора, и сравнивать их значения [2, с. 78].
Метод обжатия применяется при исследовании величины прогиба автомобильной шины, определяют такие показатели, как радиальная, окружная и боковая податливость шины. Для определения этих параметров к шине, нагруженной радиальной нагрузкой дополнительно прикладывают крутящий момент или боковую силу. При проведении испытаний для выявления неоднородности жесткости автомобильной шины используют специальные приспособления. Например, гидравлический пресс для продавливания и обжатия шин типа ОПШ-30. К достоинствам испытаний на стенде ОПШ-30 можно отнести универсальность: данный стенд позволяет проводить испытания шины как на прокалывание так и на обжатие. Возможность серийного производства (пресс разработан в НИИ шинной промышленности на базе
серийной машины УИМЧ-30). Возможность регулирования прижимного усилия (обеспечена наличием гидроцилиндра).
Рисунок 2. Принципиальная схема ОПШ-30: 1- неподвижная траверса; 2- гидравлический цилиндр; 3- плунжер; 4- тяги; 5- шина; 6- грузоподъемный механизм; 7- подвижная траверса; 8- подвижные тяги; 9- обжимной стол; 10- силоизмерительный прибор; 11,12 -перо и барабан диаграммного аппарата; 13 - насос
Недостатки заключаются в том, что при смене вида испытаний необходимо производить установку или замену наконечника для прокалывания, так как испытания проводятся на одном столе. Конструктивное расположение элементов стенда (траверса с гидроцилиндром и механическим приводом подъема и опускания опор, служащих для закрепления испытуемой шины) не позволяет производить установку испытуемой шины сверху, что значительно увеличивает трудоемкость проведения испытаний.
Рисунок 3. Принципиальная схема испытательного стенда (патент № 2298775):
1-поршень; 2-силовой цилиндр; 3-гидравлический зажим; 4-поперечина; 5-наконечник; 6-несущая колонна; 7-травер-са; 8-гидравлический зажим; 9-подвижный стол; 10-гидравлический цилиндр; 11-колонны; 12-основание; 13-датчик силы
Также для испытания на жесткость шин используют испытательный шинный пресс, конструкция которого описана в патенте РФ № 2298775 (рис. 3) [3]. К преимуществам данного стенда можно отнести возможность установки испытуемой шины без дополнительных операций, что обеспечивается взаимным расположением элементов стенда. Возможность проведения испытаний как на прокалывание так и на обжатие. Главным недостатком данного стенда, на наш взгляд, является невозможность диагностирования шины в условиях, приближенных к дорожным.
Кроме приведенных выше стендов для испытания шины на прокалывание и обжатие существует оборудование для проведения диагностики шины в движении. Примером такого оборудования является стенд, заявленный в патенте № 2382346 [4].
Преимуществами данного стенда являются наличие устройства для под-вода крутящего момента, которое позволяет проводить диагностику в условиях приближенных к дорожным. Значительное снижение трудоемкости проведения диагностирования автомобильной шины. Возможность
бесступенчатого нагружения шины вертикальной силы с помощью изменения момента инерции рамы стенда относительно оси ее крепления путем продольного перемещения грузовой тележки нагружающего устройства.
К недостаткам можно отнести крупные габаритные размеры стенда, наличие массивных элементов в конструкции. Невозможность проведения исследования при высоких скоростях.
L5 14 13
Рисунок 4. Принципиальная схема стенда для испытания шины (патент № 2382346):
1-испытательная площадка; 2-ролики; 3-испытываемая автомобильная шина; 4- рама; 5- ролик; 6- балластные пластины; 7- шпильки; 8- грузовая тележка; 9- ходовой винт;10- редук-тор; 11- электродвигатель; 12- станина стенда; 13- электроредуктор; 14- цепь; 15- тензомет-рическая ступица
Главным недостатком приведенных стендов является невозможность проведения диагностики шины при высоких скоростях движения.
На основе исследования конструкции существующих диагностических стендов, а так же методик проведения испытаний на них, для измерения рас-пределения неоднородности жесткости по окружности автомобильной шины нами была предложена принципиальная схема стенда, позволяющего производить испытания шин максимально приближенно к реальным дорожным условиям. Схема такого стенда приведена на рис. 5.
Преимуществом разрабатываемого стенда является возможность диагностики колеса в движения. На стенде возможно проводить испытания различных типоразмеров шин за счет изменения расстояния между роликами и прижимного усилия. Наличие вариатора обеспечивает возможность определения жесткости автомобильного колеса в динамике.
К недостаткам можно отнести сложность конструкции при использовании гидропривода, необходимость разработки дополнительных конструкторских элементов, обеспечивающих безопасность проведения испытаний при частоте вращения колеса, соответствующего скорости движения автомобиля 100-120 км/ч.
3
Рисунок 5. Принципиальная схема разработанного стенда: 1- ролик ведомый; 2- гидроаккумулятор; 3- электрогидравлический датчик давления масла; 4- гидронасос; 5- гидромагистраль; 6-гидрорегулятор; 7- гидронасос; 8- щиток при-боров с аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразователями; 9- электродвигатель; 10- вариатор; 11- устройство для изменения расстояния между ро-ликами; 12- ведущий
ролик; 13- система крепления колеса
Расчет механической части заключался в расчете размеров беговых роликов, подборе подходящего вариатора, расчете и подборке электродвигателя, мощности которого будет хватать для обеспечения вращения колеса с необходимой скоростью.
Представленная оригинальная конструкция позволит проводить диагно-стические испытания недоступные для использующегося оборудования в со-временной промышленности и сфере эксплуатации колесного транспорта. Использование стенда позволит выявить причины снижения эксплуатационных свойств, обеспечит снижение стоимости
и продолжительности работ по техническому обслуживанию и ремонту колес автомобилей.
Список литературы:
1. Рыков С.П., Тарасюк В.Н., Коваль В.С. Методы, средства и результаты экспериментальной оценки неупругого сопротивления в пневматических шинах при комплексном нагружении колеса Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2012. Т. 1. С. 154-158.
2. Рыков С. П. Методы моделирования и оценки поглощающей и сглаживающей способности пневматических шин : учебное пособие / С. П. Рыков. - 2-е изд., перераб. и доп. - Братск : БрГУ, 2005. - 128 с. - Б. ц.
3. Кастанов А.С., Семенов В.Ф. Пресс испытательный шинный. Патент на изобретение РФ № 2 298 775.
4. Способ определения жесткости и неупругого сопротивления автомо-бильной шины и стенд для испытаний автомобильных шин. Патент №2382346.
5. ЗУ Фанг, Фламен Жульен Метью. Способ улучшения однородности шины путем взаимной компенсации радиального биения и вариации жесткости. Патент № 2379646.2005. Бюл.№2.
ГИБКИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
Сучилин Владимир Алексеевич
д.т.н., профессор,
Кочетков Алексей Сергеевич
магистр
ФГБОУ ВО «Российский государственный университет туризма и сервиса»,
Голиков Сергей Анатольевич
к.т.н., доцент, «Московский институт лингвистики»
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются вопросы разработки схем отопления и горячего водо-снабжения помещений на основе тепловых насосов. Данная задача важна и для частного строительства, так как во многих случаях только на базе тепловых насосов можно решить проблему бесперебойного снабжения тепловой энергией жилые помещения. Отмечено, что повышение эффективности производства тепловой энергии тепловыми насосами возможно за счет придания их схемам отопления и горячего водоснабжения определенной технологической гибкости.
Ключевые слова: отопление помещений, горячее водоснабжение, тепловые насосы, гибкие системы.
В настоящее время потребность в энергии в стране растет быстрыми темпами, особенно в системах отопления и горячего водоснабжения (О и ГВ), в то время как возможности получения ее в необходимом количестве постоянно снижаются.
В связи с этим возрос интерес у нас в стране к теории и практике применения тепловых насосов(ТН), позволяющих расширять возможности по снабжению тепловой энергией не только частные дома и дачи, но и здания, и помещения ЖКХ и службы быта. В частности, уже сейчас есть планы по разработке ТН большой мощности для комплекса многоэтажных домов. В западных странах, например в Швейцарии, Швеции и др. тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов уже много лет получают не только отдельные коттеджи, но и целые поселки.
Тепловой насос - это устройство для переноса тепловой энергии от источника низко потенциальной тепловой энергии, чаще из грунта, к потребителю, но уже с более высокой температурой. Для этого ТН подключается к внешнему контур с теплообменником, помещенным, например, в грунт и к внутреннему контур, связанному со средствами отопления и горячего водоснабжения. В теплообменнике внешнего контура циркулирует низкотемпературный теплоноситель, а во внутреннем контуре - высокотемпературный теплоноситель. Тепловой насос имеет и собственный контур, в котором циркулирует, например, с помощь компрессора хладагент фреон. Принцип работы ТН основан на утилиза-
ции низко потенциальной энергии, в данном случае энергии земли.
Таким образом, возросшая необходимость в обеспечении недорогой и доступной тепловой и электрической энергии новых, быстро растущих структур малоэтажного строительства, сразу сделало актуальными задачи разработки и освоения альтернативных источников энергии. И оказалось, это особенно важно стало для предприятий ЖКХ и службы быта, так как инфраструктура этих сфер деятельности человека часто отмечается такими признаками как: удаленность от центральных сетей отопления, широтой географического положения, т.е. расположения их не только в городской черте, но и поселковой и сельской местности, в том числе и дачной. Кроме того, непрерывный рост стоимости электроэнергии и платежей за услуги ЖКХ ложатся тяжелым бременем на экономическую состоятельность и условия функционирования этих предприятий. Отсюда появилась потребность в проведении исследований и разработок новых подходов к обеспечению энергетическими ресурсами населения и оценке оптимальности систем отопления и горячего водоснабжения.
В связи с этим для прикладной науки сейчас встали задачи разработки и внедрения доступных, и надежных схем отопления, и горячего водоснабжения на основе применения тепловых насосов для населения и сферы коммунального хозяйства и бытового обслуживания. Для этого системы О и ГВ ТН должны, отвечать требованиям структурной унификации и гибкости как по конструктивным характеристи-
