CC BY
89
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов является одним из основных принципов функционирования современного промышленного производства. Рассчитаем систему вентиляции и кондиционирования воздуха с утилизатором тепла кипящего слоя, представленную на рис.1, для гребнечесального цеха ОАО «Троицкая камвольная фабрика» [2,с.13]. Система вентиляции с утилизатором тепла работает следующим образом. Подаваемый вентилятором 5 наружный воздух сначала нагревается в теплообменнике 1, а затем догревается в теплообменнике первого подогрева 2 и поступает в аппарат 3, где происходит адиабатное охлаждение и увлажнение приточного воздуха водой, рециркуляция которой осуществляется насосом 4. Удаленный из помещения воздух вентилятором 6 подается в аппарат 7 кипящего слоя, служащий теплоутилизатором. Насос 8 предназначен для циркуляции воды, играющей роль промежуточного теплоносителя. Аппараты с виброкипящим слоем широко применяют в системах оборотного водоснабжения (для охлаждения рециркулирующей воды) в хлебопекарной промышленности. Список использованной литературы:
1. Кочетов О С., Сажин Б.С. Научные основы создания систем жизнеобеспечения для текстильных производств. М., МГТУ, 2004.-318 с.
2. Кочетов О.С. Патент РФ № 2320933. Система вентиляции с утилизатором тепла. Б.И. № 9 от 27.03.2008г.
3. Кочетов О С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Леонтьева И.Н. Параметры аэродинамического шума вентиляционных систем// Техника и технологии: Пути инновационного развития [Текст]: Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (30 июня 2014 г.)/ редкол.:Горохов А.А. (отв.Ред.);Юго-Зап.гос.ун-т.Курск, 2014.-271с., С. 151-156.
4. Кочетов О.С. Система вентиляции с использованием тепла в аппаратах кипящего слоя// Наука и образование XXI века: сборник статей Международной научно-практической конференции (29 августа 2014 г., г.Уфа). - Уфа: Аэтерна, 2014.-146с., С. 22-27.
5.Кочетов О С., Сошенко М.В., Щербаков А.А. Аппарат кипящего слоя для систем вентиляции // Роль науки в развитии общества: сборник статей Международной научно-практической конференции (13 декабря 2014 г., г.Уфа).- Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-158 с. С. 18-21.
© Булаев В.А., 2015
УДК 681.7.068
В.Г. Беспрозванных, к.ф.-м.н., доцент
С.В. Зырянов
Факультет прикладной математики и механики Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Г. Пермь, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ КОРПУСИРОВКИ ВОЛОКОННОЙ БРЭГГОВСКОЙ РЕШЕТКИ НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ ШИРОКОПОЛОСНОГО ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация
В работе представлено экспериментальное исследование температурной зависимости сдвига брэгговской длины волны волоконных брэгговских решеток различной конструкции, в частности, с учетом фактора их корпусировки. Использованная при этом методика является нечувствительной к оптическим потерям, которые могут возникать в оптическом тракте при проведении опытов, и обеспечивает высокую точность измерений.
Ключевые слова
Волоконный световод, волоконная брэгговская решетка, брэгговская длина волны,
температурная стабильность.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
Проблема температурной стабильности лазерных широкополосных источников излучения для волоконно-оптических гироскопов и других систем является актуальной в практических приложениях, связанных с периодическим или постоянным нагревом таких систем. В большинстве случаев стабильность излучения определяется температурной устойчивостью зеркал, в качестве которых выступают чирпированные волоконные брэгговские решётки (ВБР). В этих решетках период модуляции показателя преломления, а, следовательно, и резонансная брэгговская длина волны Хв, изменяется вдоль длины волокна, в результате, в отличие от однородных ВБР, они могут иметь очень широкий спектр отражения, а вносимая ими дисперсия является малой и не влияет на работу волоконно-оптических устройств [1, с. 53].
В статье [2, с. 1096] показано, что температурная стойкость ВБР определяется многими факторами, такими как тип волоконного световода, способ его обработки, тип решетки, доза индуцирующего облучения и др. Степень распада фотоиндуцированных состояний зависит от температуры и времени, в течение которого стеклянная сердцевина с записанной в ней ВБР находилась при этой температуре. Данный вопрос нуждается в дополнительном экспериментальном изучении и методическом сопровождении.
Величина Хв зависит от температуры, таким образом, изменение температуры ДТ приводит к сдвигу брэгговской длины волны на величину:
2? Ja +1 • *\дд, (!)
^ ? dT)
где Л - период решетки, п - эффективный показатель преломления для основной моды волоконного световода, а - коэффициент теплового расширения сердцевины волокна. Типичные значения сдвига величины Хв в зависимости от температуры для кварцевого стекла составляют ~ 10-2 нм/К [3, с. 26].
В соответствии с формулой (1), существует две основных причины температурного изменения брэгговской длины волны ВБР:
• тепловое расширение;
• изменение показателя преломления.
В данной работе представлено экспериментальное исследование температурной зависимости сдвига центральной брэгговской длины волны ДХв чирпированных ВБР различной конструкции, в частности, с учетом фактора их корпусировки. Использованная при этом методика является нечувствительной к оптическим потерям, которые могут возникать в оптическом тракте при проведении опытов, и обеспечивает высокую точность измерений.
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. В состав оптической схемы установки входят:
• лазерный диод накачки, работающий на длине волны 980 нм;
• изолятор на длине волны 980 нм, обращённый в направлении от лазерного диода;
• ВБР шириной 20 нм с близким к 100 % коэффициентом отражением в спектральной области 1520...1540 нм;
• отрезок легированного эрбием активного волокна оптимальной длины;
• изолятор на длине волны 1550 нм, гасящий пик усиления в спектральной области 1545.1555 нм.
** „„„ « т а; 2)
шш Активное волокно
ВБР 1520-1545 Изолятор 1550
Изолятор 980
Лазерный диод
Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки.
В опыте было испытано три разных образца ВБР:
• № 1 - чирпированная решетка, защищенная кварцевой капсулой и залитая герметиком;
• № 2 - некорпусированная чирпированная решётка, имеющая акриловое покрытие;
• № 3 - чирпированная решётка с бронированной защитой по аналогии с температурным датчиком. Покрыта полиимидным покрытием, вклеена в кварцевый капилляр, окруженный герметичным стальным корпусом.
Испытание проводилось в термокамере с калибровкой по поверенной термопаре «ПТСВ-3-3» на основе цикла от - 40 до + 60оС со ступеньками в 20оС и выдержкой на каждой в течение трёх часов для стабилизации температуры. Все образцы вместе с термопарой были связаны для максимально близкого расположения.
На графиках (рис. 2) представлены результаты температурной зависимости сдвига центральной брэгговской длины волны АЛб для всех трёх образцов ВБР. Здесь же добавлены аппроксимационные линии, рассчитанные методом наименьших квадратов, а также приведены значения коэффициентов достоверности аппроксимации К1, К2, Кз.
Рисунок 2 - Графики испытаний образцов ВБР на температурную стабильность.
Из представленных результатов видно, что наибольшую стабильность и наименьший гистерезис демонстрирует линейный график, полученный по результатам испытания корпусированного образца № 3 (К3 = 0,9912). Наихудший результат испытания показал образец № 2 (К2 = 0,9714). Образец № 1 также является достаточно стабильным для данных применений, т.к. у него отсутствует петля гистерезиса, наблюдаемая у образца № 2. Графики наглядно демонстрируют влияние корпусировки на температурную стабильность ВБР.
Предположительно, различные результаты для образцов № 1 и № 3 получены по причине заполнения кварцевого капилляра образца № 1 силиконом, в то время как в образце № 3 ВБР в капилляр вклеивалась только в торцевых его участках, а сама решётка находилась в свободном состоянии внутри капилляра.
Экспериментальные спектры отражения (Я) и пропускания (Т) для наилучшего образца ВБР показаны на рис. 3. Полученные характеристики обеспечивают приемлемую температурную стабильность в рабочем спектральном диапазоне данного широкополосного источника излучения.
Рисунок 3 - Экспериментальные спектры отражения и пропускания ВБР
Проведенные в соответствии с (1) расчетные оценки относительного вклада теплового расширения и изменения показателя преломления в общий температурный сдвиг брэгговской длины волны ВБР показывают, что влияние второго фактора проявляется в большей степени. Так, при общем сдвиге величины Хв, равном
= 0,65 105
Яв
на длине волны 1530 нм вклад температурного расширения оказывается на порядок меньше сдвига длины волны, обусловленного изменением показателя преломления. Аналогичные данные были получены ранее авторами статьи с коллегами в работе [4, с. 54].
Представленные в работе результаты могут быть использованы для моделирования и прогнозирования характеристик волоконных брэгговских решеток в различных прикладных задачах и применениях. Список использованной литературы:
1. Г. Агравал. Применение нелинейной волоконной оптики: учебное пособие. - СПб.: Лань, 2011. - 592 с.
2. Волоконные решетки показателя преломления и их применения / С.А. Васильев, О.И. Медведков, И.Г. Королев, А.С. Божков, А.С. Курков, Е.М. Дианов // Квантовая электроника, 2005, т. 35, № 12. - С. 1085-1103.
3. Волоконно-оптические информационно-измерительные системы / В.А. Кузнецов, В.Н. Цуканов, М.Я. Яковлев // Фотон-экспресс, 2009, № 2. - С. 21-28.
4. Беспрозванных В.Г., Гребенщикова Е.Н., Зырянов С.В., Оглезнев А.А. Экспериментальные характеристики волоконных брэгговских решеток с собственной анизотропией // Сборник научных трудов SWorld, 2014, т. 2, вып. 1. - С. 51-55.
© Беспрозванных В.Г., Зырянов С.В., 2015
УДК 614
Ю.В.Ветрова
к.т.н., доцент кафедры «Защита в чрезвычайных ситуациях»
В.В.Шаптала
к.т.н., доцент кафедры «Защита в чрезвычайных ситуациях»
А.В.Харыбин
студент кафедры «Защита в чрезвычайных ситуациях» Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
г. Белгород, Российская Федерация
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПОТЕРЬ ОТ ОПАСНОСТЕЙ В ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
Аннотация
В статье проведен аналитический обзор и обобщение по уменьшению и предупреждению потерь от чрезвычайных ситуаций различного характера в высших учебных заведениях.
Ключевые слова Риск, опасность, прогноз, кризисная ситуация, терроризм
Проведенный аналитический обзор и обобщения по проблеме оценки и управления рисками природного, техногенного, экологического и террористического характера в системе высшего профессионального образования показали важность этой проблемы и недостаточную изученность многих ее аспектов.
В последние годы по инициативе МЧС России, Минобрнауки РФ ученых РАН, ученых и специалистов
