CC BY
21
Следующим шагом для компании Willow Garage является создание робота PR2. Как и PR1, PR2 будет использовать операционную систему ROS (Robot Operating System) для управления датчиков и управлением двигателями.
Рис. 3. Робот под названием PR1
Таким образом, робототехническая платформа, используемая взамен отдельных программ для роботов, может расцениваться как компьютер. Проекты объединены общей целью: добиться способности роботов выполнять как можно большее количество задач без участия и вмешательства человека.
Список литературы:
1. Harmon P. The Market for Intelligent Software Products // Intelligent Sopware Strategies. - 1992. - V. 8, №. 2. - P 5-12.
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
© Крюков А.А.*, Гладкова Н.А.4
Большекаменский институт экономики и технологий (филиал) Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В.В. Куйбышева), г. Большой Камень
Дан краткий анализ основных режимов работы судовой энергетической установки и судна, влияющих на экологическую безопасность судовых энергетических установок.
* Студент кафедры Морских технологий и энергетики. Научный руководитель: Гладкова Н.А., доцент кафедры Морских технологий и энергетики, доцент.
* Доцент кафедры Морских технологий и энергетики, доцент.
Рассмотрено влияние основных режимов работы энергооборудования на экологическую безопасность дизельных судовых энергетических установок.
Морские суда являются одними из главных источников хронического загрязнения морской среды и возможной угрозы разливов нефтепродуктов. Экологическая опасность морского транспорта складывается из двух составляющих - эксплуатационная и аварийная. К эксплуатационной опасности относят загрязнения, которые возникают в процессе эксплуатации судов, портов и судоремонтных предприятий. При аварийных разливах происходят сбросы большого количества загрязнителей, но они ограничены районом аварии и прилегающими территориями. При аварийном сбросе наблюдается массовая гибель обитателей моря, а при эксплуатационных загрязнениях происходит хроническое отравление морских вод. Поэтому особое внимание, в последнее время, уделяют экологической безопасности.
Экологическая безопасность - это совокупность процессов и действий, при которой обеспечивается экологический баланс в окружающей среде. Основным правилом экологической безопасности СЭУ является рациональное использование мощностей СЭУ при минимизировании или отсутствии вредных факторов для окружающей среды.
В процессе эксплуатации судно находится во взаимосвязи с окружающей средой: для работы ЭУ и судовых систем необходимы забортная вода и воздух. Результатом работы энергооборудования судна являются: выбросы в атмосферу выпускных газов, и сбросы в гидросферу забортной воды из теплообменников и льяльных вод.
Эксплуатация судна, а соответственно и судовой энергетической установки характеризуется режимом работы. Режимом работы судовой энергетической установки называют условие протекания рабочего процесса в ответственных элементах энергоустановки. Различают два вида режимов: установившийся и неустановившийся режимы.
Установившиеся режимы характеризуются постоянством во времени двух основных параметров двигателя: вращающего момента и частоты вращения. Такие режимы встречаются только при стабильной (постоянной во времени) нагрузке двигателей. Например, судно идёт прямым курсом на спокойной глубокой воде при отсутствии качки (главные двигатели) или нагрузка судовой электростанции не меняется во времени (вспомогательные двигатели).
Самыми распространёнными неустановившимися режимами двигателей являются переходные режимы - от одних установившихся режимов к другим. Переходный режим при разгоне судна называется разгоном, при возрастании нагрузки потребителя - приёмом нагрузки. К наиболее важным переходным режимам относят пуск двигателя, его прогрев и остановку [1].
При неустановившихся режимах изменяется коэффициент избытка воздуха, ухудшаются распыливание топлива и смесеобразование, повышаются механические и тепловые нагрузки на детали цилиндропоршневой группы, снижается механический коэффициент полезного действия. Эти изменения приводят к существенному снижению топливной экономичности двигателей, увеличению износов трущихся деталей, перераспределению нагрузки между отдельными цилиндрами. На неустановившихся режимах существенно (в 2-4 раза) возрастают также токсичность выпускных газов.
Одним из самых токсичных веществ содержащихся в отработанных газах судовых дизелей является оксиды азота. Большая масса оксидов азота образуется в фазе быстрого сгорания смеси - период задержки самовоспламенения. Период задержки самовоспламенения - это первый период сгорания, является подготовительным, так как он необходим для улучшения физико-химических параметров топливовоздушной смеси. Чем выше скорость тепловыделения в этой фазе, тем интенсивнее возникают участки, где температура значительно выше средней термодинамической температуры и достигает 2000К и более. Именно в таких зонах происходит интенсивное образование оксидов азота. Процесс интенсивного образования N0» продолжается до максимального давления цикла (второй период сгорания топлива), а весь процесс образования заканчивается к моменту достижения максимальной температуры (третий период сгорания топлива) [2].
Образование угарного газа (оксид углерода II) происходит в зонах с недостатком 02. К моменту начала выпуска концентрация угарного газа падает благодаря выгоранию.
Образованию углеводородов (СН) и сажи способствует попадание части топливной струи в пристеночную зону камеры сгорания, имеющую относительно низкую температуру. Сажа образуется и при высокой температуре в зонах с низким содержанием кислорода. Большая часть её выгорает в процессе расширения.
Концентрация оксида азота зависит от частоты вращения. Если частота вращения увеличивается, то выброс оксидов азота уменьшается. Существует возможность снижения выбросов оксида азота без снижения коэффициента полезного действия дизеля. Для этого воздействую на угол опережения впрыскивания топлива и количество топлива, сгоревшего в первой и второй фазах процесса сгорания. Угол опережения впрыскивания топлива - это угол между двумя положениями коленчатого вала: при нахождении поршня в верхней мёртвой точке и положением шатуна в момент впрыска топлива. Для того, чтобы добиться одновременного роста эффективного коэффициента полезного действия и снижения N0» угол опережения подачи топлива должен уменьшаться.
Режим разгона может имитироваться на специальных тормозных стендах, работающих в режиме свободного ускорения, то есть быстрым пере-
мещением до упора рычага управления подачи топлива. В течение одного исследуемого разгона угол опережения впрыскивания остаётся постоянным. Он изменяется в каждой отдельной серии испытания.
С0-10-6,%
20 22 24 25 28 30 32
Рис. 1. Зависимость состава уходящих газов дизеля от угла опережения впрыска топлива
На рис. 1 представлена диаграмма зависимостей состава отработавших газов от угла опережения впрыскивания топлива. Увеличение угла опережения впрыскивания, начиная с 20°, на каждые 2° поворота коленчатого вала (ПКБ) приводило к увеличению концентрации NOx на 20 %, уменьшению содержания СН на 20 % и сажистых частиц - на 20 %. Дальнейшее увеличение ф больше 26° поворота коленчатого вала приводит к ухудшению процесса сгорания и увеличению содержания СН, СО и С в отработавших газах. Из-за снижения температуры в пристеночной зоне, в которой оказывается значительная доля топлива, выбросы ^Юх снижаются [3].
Кроме режимов самой энергетической установки, существует режим хода судна. Режимом хода судна называется градация скорости судна на несколько ступеней: самый малый, малый, средний, полный, самый полный ход. Полный ход соответствует технической скорости судна, средний -70-75 % скорости полного хода, малый - 40-45 %, самый малый - 28-30 %, самый полный ход - 110-112 %.
При плавании в условиях ограниченной видимости в стеснённых условиях, при швартовке и движении по акватории портов работа главных двигателей осуществляется в манёвровом режиме. Скорость судна при манёв-ровом режиме на 20-30 % меньше скорости судна на полном ходу.
Снижению загрязнения атмосферы способствуют такие мероприятия как уменьшение продолжительности работы главных двигателей на холостом ходу, обеспечение минимально необходимого числа одновременно работающих вспомогательных двигателей.
Таблица 1
Состав отработавших газов при различных режимах хода судна
Вредные примеси в см /м Режимы заботы
Малый ход Средний ХОД Полный ХОД Манёвры
Окись углерода - 500 - -
Углеводороды 550 210 150 380
Окислы азота 68 856 178 9
Формальдегид 17 37 9 70
При правильной эксплуатации двигателя, даже при работе на тяжёлых сортах топлива на судах с дизелями можно достигнуть незначительного загрязнения атмосферы. Такие результаты можно получить только при условии правильной эксплуатации дизеля на всех режимах работы судна.
Список литературы:
1. Сизых В.А. Судовые энергетические установки. - М.: РКонсульт, 2003. - 264 с.
2. Толшин В.И. Автоматизация судовых энергетических установок. -М.: РКонсульт, 2003. - 304 с.
СХЕМЫ РАСЩЕПЛЕНИЯ ПО ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ПЕРЕМЕННЫМ
© Правоторов И.Н.*
Ставропольский государственный университет, г. Ставрополь
Статья посвящена некоторым методам решения задач математической физики, а именно методам расщепления.
Идею метода расщепления будем излагать на примере метода прямых для уравнения теплопроводности с несколькими пространственными переменными. Оставляя в стороне вопрос об аппроксимации по пространственным переменным, рассмотрим эволюционную задачу:
пи
— + Ли = /, А = -А, и(х,0) = и0(х) (1)
п
Для простоты полагаем, что уравнение рассматривается в параллелепипеде, а на границе задано однородное условие Дирихле, причем правая часть / равна нулю на границе.
* Аспирант кафедры Высшей алгебры и геометрии. Научный руководитель: Червяков Н.И., заведующий кафедрой Прикладной математики и информатики, доктор технических наук, профессор.
