CC BY
45
Suj
5xj
= S
m
(1)
duu dp drif
p—-— + —--------
dx dx dx,
Pg = Sf
j
, i =1, 2, 3,
P
d
dujh dxj dxj
f
р ^ р т
V Pr Ргт J
^ = Sq dxj q
(2)
(3)
где Uj - компоненты вектора осредненной скорости смеси; Xj - декартовы координаты; р - плотность смеси; p - давление смеси; Ту - компоненты тензора напряжений; р - динамическая вязкость смеси; рт - турбулентная вязкость смеси; h - удельная энтальпия смеси;
Для математического описания законов движения капель используем уравнение баланса действующих на каплю сил. При этом инерция капель уравнивается с равнодействующей сил тяжести и аэродинамического сопротивления:
mp dt G + Fr
(4)
mp up
где г - масса капли; г - скорость капли; t - время; сопротивления капли, определяемая выражением
сила тяжести,
Fr = 0,5CrApP U - Up (U - Up)
(5)
Fr
- сила аэродинамического
где Cr - коэффициент аэродинамического сопротивления капли;
Ар
- площадь миделевого сечения капли; р - плотность
газа; U - скорость газа.
Опыт проектирования оросительных систем охлаждения показывает необходимость углубленного исследования процессов течения и тепломассообмена двухфазной многокомпонентной среды с фазовым превращением (испарением) с целью организации необходимой пространственной структуры водного аэрозоля и выработки на этой основе эффективных конструктивных решений для предотвращения рекомбинации высокотоксичных веществ при охлаждении генераторного газа.
Литература
1. Нечипорук, Н. В. Альтернативная технология утилизации отходов жизнедеятельности [Текст] / Н. В. Нечипорук, В. Ш. Эрсмамбетов // Еколопчна безпека : Кременчугский национальный университет им. Михаила Остроградского. - Кременчуг : КрНУ, 2012. - Вып. 2/2012 (14). - С. 80 - 84.
2. Кобрин, В. Н. Система управления экологической безопасностью при утилизации твердых бытовых и производственных отходов [Текст] / В. Н. Кобрин, Н. В. Нечипорук, В. В. Вамболь // Еколопчна безпека : Кременчугский национальный университет им. Михаила Остроградского. - Кременчуг : КрНУ, 2014. - Вып. 2/2014 (18).- С. 24 - 29.
3. Хавкин, Ю. И. Центробежные форсунки / Ю. И. Хавкин. - Л. : Машиностроение, 1976. - 168 с.
4. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа [Текст] / Л. Г. Лойцянский. - М. : Наука, 1978. - 736 с.
References
1. NechiporUk, N. V. Al'ternativnaja tehnologija Utilizacii othodov zhiznedejatel'nosti [Tekst] / N. V. Nechiporak, V. Sh. Jersmambetov // Ekologichna bezpeka : KremenchUgskij nacional'nyj Universitet im. Mihaila Ostrogradskogo. - KremenchUg : KrNU, 2012. - Vyp. 2/2012 (14). - S. 80 - 84.
2. Kobrin, V. N. Sistema Upravlenija jekologicheskoj bezopasnost'ju pri Utilizacii tverdyh bytovyh i proizvodstvennyh othodov [Tekst] / V. N. Kobrin, N. V. NechiporUk, V. V. Vambol' // Ekologichna bezpeka : KremenchUgskij nacional'nyj Universitet im. Mihaila Ostrogradskogo. - KremenchUg : KrNU, 2014. - Vyp. 2/2014 (18).- S. 24 - 29.
3. Havkin, Ju. I. Centrobezhnye forsUnki / Ju. I. Havkin. - L. : Mashinostroenie, 1976. - 168 s.
4. Lojcjanskij, L. G. Mehanika zhidkosti i gaza [Tekst] / L. G. Lojcjanskij. - M. : Nauka, 1978. - 736 s.
Васильев Г.А.
Старший научный сотрудник, Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Аннотация
Рассмотрены проблемы использования в атомной энергетике водородсодержащих материалов в качестве защиты от нейтронов. Определена актуальность проведения исследований по модифицированию поверхности дроби гидрида титана для повышения ее термостабильности.
Ключевые слова: нейтронная защита, гидрид титана, модифицирование
Vasilyev G. A.
The senior research associate, N. A. Dollezhal Research and development institute of power engineering HYDROGENOUS MATERIALS FOR NUCLEAR POWER
Abstract
Use problems in nuclear power of hydrogenous materials as protection against neutrons are considered. Relevance of carrying out researches on modifying of a surface of fraction of hydride of the titan for increase of its heat stability is defined.
Keywords: neutron protection, hydride of the titan, modifying
В настоящее время в ведущих экономически развитых странах мира реализуются программы по разработке и последующему вводу в эксплуатацию новых типов атомных реакторов, в том числе и реакторов на быстрых нейтронах. Передовые позиции здесь принадлежат Российской Федерации [1-13].
Использование в атомной энергетике водородсодержащих материалов в качестве защиты от нейтронов обусловлено большим количеством атомов водорода в 1 см3 материала. Существенным недостатком данных материалов является низкий рабочий температурный диапазон. В этом плане предпочтительнее гидриды металлов, обладающие значительным диапазоном
10
температурной стабильности (до 600-8000С). Особое место занимает гидрид титана, в котором содержание атомов водорода в 1 см3 металла максимально и составляет 9,2 •Ю 22, уступая только гидриду ванадия 11,4 •Ю22 [14-33].
Несмотря на многочисленные исследования взаимодействия водорода с титаном многие закономерности до сих пор недостаточно изучены. Актуально проведение исследований по модифицированию поверхности дроби гидрида титана боросиликатом натрия для повышения термостабильности гидрида титана.
Литература
1. Ястребинская А.В. Полимерные композиционные материалы на основе кремнийорганических олигомеров / Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 6-1 (25). С. 76-77.
2. Модифицирование природных минеральных систем для очистки воды от радионуклидов / Клочков Е.П., Павленко В.И., Матюхин П.В., Ястребинская А.В. // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 137.
3. Радиационно-защитные железооксидные матрицы для кондиционирования жидких радиоактивных отходов АЭС/ Ястребинский Р.Н., Матюхин П.В., Евтушенко Е.И., Ястребинская А.В., Воронов Д.В. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 163-167.
4. Механизм микодеструкции полиэфирного композита / Павленко В.И., Ястребинский Р.Н., Ястребинская А.В., Ветрова Ю.В. // Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 10-2 (17). С. 68-69.
5. Нанонаполненные полимерные композиционные радиационно-защитные материалы авиационно-космического назначения / Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Соколенко И.В., Ястребинская А.В. // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 128.
6. Структурообразование металлоолигомерных водных дисперсий / Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Ястребинская А.В., Матюхин П.В. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2012. № 2. С. 121-123.
7. Ястребинская А.В. Коррозионностойкие полимеркомпозиты на основе эпоксидных и полиэфирных олигомеров для строительства / Ястребинская А.В., Павленко В.И., Ястребинский Р.Н. // Перспективы развития строительного комплекса. 2012. Т.
1. С. 243-247.
8. Высокодисперсные органосвинецсилоксановые наполнители полимерных матриц / Павленко В. И., Ястребинская А. В., Павленко З. В., Ястребинский Р. Н. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2010. № 2. С. 99-103.
9. Полимерные диэлектрические композиты с эффектом активной защиты / Павленко В.И., Ястребинский Р.Н., Едаменко О.Д., Ястребинская А.В. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2009. № 3. С. 6266.
10. Огрель Л.Ю. Модификация эпоксидного связующего полиметилсилоксаном для изготовления стеклопластиковых труб и газоотводящих стволов / Огрель Л.Ю., Ястребинская А.В., Горбунова И.Ю. // Строительные материалы. 2006. № 5. С. 57-59.
11. Огрель Л.Ю. Полимеризация эпоксидного связующего в присутствии добавки полиметилсилоксана / Огрель Л.Ю., Ястребинская А.В., Бондаренко Г.Н. // Строительные материалы. 2005. № 9. С. 82-87.
12. Огрель Л.Ю. Структурообразование и свойства легированных эпоксидных композитов/ Огрель Л.Ю., Ястребинская А.В. // Строительные материалы. 2004. № 8. С. 48-49.
13. Ястребинская А.В. Разработка и применение композиционного материала на основе эпоксидиановой смолы для строительных конструкций и теплоэнергетики / Ястребинская А.В., Огрель Л.Ю. // Современные наукоемкие технологии. 2004. №
2. С. 173.
14. Исследование влияния вакуумного ультрафиолета на морфологию поверхности нанонаполненных полимерных композиционных материалов в условиях, приближённых к условиям околоземного космического пространства / Черкашина Н.И., Павленко В.И., Едаменко А.С., Матюхин П.В. // Современные проблемы науки и образования. 2012. №6. С. 130.
15. Черкашина Н.И., Павленко В.И. Перспективы создания радиационно-защитных полимерных композитов для космической техники в Белгородской области // Белгородская область: прошлое, настоящее, будущее. Материалы областной научнопрактической конференции в 3-х частях. 2011. С. 192-196.
16. Влияние вакуумного ультрафиолета на микро- и наноструктуру поверхности модифицированных полистирольных композитов / Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14-19.
17. Павленко В.И., Заболотный В.Т., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на поверхностные свойства высоконаполненных композитов // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 2. С. 19-24.
18. Черкашина Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета на полимерные нанокомпозиты // Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения): Материалы Межд. научно-практич. конференции. 2010. С. 246-249.
19. Черкашина Н.И. Моделирование воздействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 //
Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 122.
20. Синтез высокодисперсного гидрофобного наполнителя для полимерных матриц / Черкашина Н.И., Карнаухов А.А., Бурков А.В., Сухорослова В.В. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 156-159.
21. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D., Novikov L.S., Chemik V.N., Bondarenko G.G., Gaidar A.I. Experimental and physicomathematical simulation of the effect of an incident flow of atomic oxygen on highly filled polymer composites // Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Т. 4. № 2. С. 169-173.
22. Влияние содержания кремнийорганического наполнителя на физико-механические и поверхностные свойства полимерных композитов / Павленко В.И., Черкашина Н.И., Сухорослова В.В., Бондаренко Ю.М. // Современные проблемы науки и образования.
2012. № 6. С. 95.
23. Экспериментальное и физико-математическое моделирование воздействия набегающего потока атомарного кислорода на высоконаполненные полимерные композиты / Павленко В.И., Новиков Л.С., Бондаренко Г.Г., Черник В.Н., Гайдар А.И., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. // Перспективные материалы. 2012. № 4. С. 92-98.
24. Повышение эффективности антикоррозионной обработки ядерного энергетического оборудования путем пассивации в алюминийсодержащих растворах / Павленко В.И., Прозоров В.В., Лебедев Л.Л., Слепоконь Ю.И., Черкашина Н.И. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 4. С. 67-70.
25. Total energy losses of relativistic electrons passing through a polymer composite / Pavlenko V.I., Edamenko O.D., Cherkashina
N.I., Noskov A.V. // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2014. Т. 8. № 2. С. 398-403.
26. Суммарные потери энергии релятивистского электрона при прохождении через полимерный композиционный материал / Павленко В.И., Едаменко О.Д., Черкашина Н.И., Носков А.В. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 4. С. 101 - 106.
27. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Куприева О.В., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Модифицирование поверхности гидрида титана боросиликатом натрия // Перспективные материалы. 2014. № 6. С. 19-24.
11
28. Using the high-dispersity [alpha]-Al2O3 as a filler for polymer matrices, resistant against the atomic oxygen / Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Yastrebinskaya A.V., Matyukhin P.V., Kuprieva O.V. // World Applied Sciences Journal. 2013. Т. 25. № 12. С. 17401746.
29. Модифицированные железооксидные системы - эффективные сорбенты радионуклидов / Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Ястребинская А.В., Черкашина Н.И. // Перспективные материалы. 2013. № 5. С. 39-43.
30. Павленко В.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. -2011. - №3. - С. 113-116.
31. The high-energy radiation effect on the modified iron-containing composite material / Matyukhin P.V., Pavlenko V.I., Yastrebinsky R.N., Cherkashina N.I. // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. Т. 17. № 9. С. 1343-1349.
32. Явления электризации диэлектрического полимерного композита под действием потока высокоэнергетических протонов / Павленко В.И., Акишин А.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Тарасов Д.Г., Черкашина Н.И. // Известия Самарского научного центра РАН. 2010. Т. 12. № 4-3. С. 677-681.
33. Modifying the surface of iron-oxide minerals with organic and inorganic modifiers/ Yastrebinsky R.N., Pavlenko V.I., Matukhin
P.V., Cherkashina N.I., Kuprieva O.V. // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. Т.18. №10. С.1455-1462.
References
1. Jastrebinskaja A.V. Polimernye kompozicionnye materialy na osnove kremnijorganicheskih oligomerov / Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2014. № 6-1 (25). S. 76-77.
2. Modificirovanie prirodnyh mineral'nyh sistem dlja ochistki vody ot radionuklidov / Klochkov E.P., Pavlenko V.I., Matjuhin P.V., Jastrebinskaja A.V. // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. № 6. S. 137.
3. Radiacionno-zashhitnye zhelezooksidnye matricy dlja kondicionirovanija zhidkih radioaktivnyh othodov AJeS/ Jastrebinskij R.N., Matjuhin P.V., Evtushenko E.I., Jastrebinskaja A.V., Voronov D.V. // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2013. № 6. S. 163-167.
4. Mehanizm mikodestrukcii polijefirnogo kompozita / Pavlenko V.I., Jastrebinskij R.N., Jastrebinskaja A.V., Vetrova Ju.V. // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2013. № 10-2 (17). S. 68-69.
5. Nanonapolnennye polimernye kompozicionnye radiacionno-zashhitnye materialy aviacionno-kosmicheskogo naznachenija / Edamenko O.D., Jastrebinskij R.N., Sokolenko I.V., Jastrebinskaja A.V. // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. № 6. S. 128.
6. Strukturoobrazovanie metallooligomernyh vodnyh dispersij / Jastrebinskij R.N., Pavlenko V.I., Jastrebinskaja A.V., Matjuhin P.V. // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2012. № 2. S. 121-123.
7. Jastrebinskaja A.V. Korrozionnostojkie polimerkompozity na osnove jepoksidnyh i polijefirnyh oligomerov dlja stroitel'stva / Jastrebinskaja A.V., Pavlenko V.I., Jastrebinskij R.N. // Perspektivy razvitija stroitel'nogo kompleksa. 2012. T. 1. S. 243-247.
8. Vysokodispersnye organosvinecsiloksanovye napolniteli polimernyh matric / Pavlenko V. I., Jastrebinskaja A. V., Pavlenko Z. V., Jastrebinskij R. N. // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Serija: Tehnicheskie nauki. 2010. № 2. S. 99-103.
9. Polimernye dijelektricheskie kompozity s jeffektom aktivnoj zashhity / Pavlenko V.I., Jastrebinskij R.N., Edamenko O.D., Jastrebinskaja A.V. // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2009. № 3. S. 62-66.
10. Ogrel' L.Ju. Modifikacija jepoksidnogo svjazujushhego polimetilsiloksanom dlja izgotovlenija stekloplastikovyh trub i gazootvodjashhih stvolov / Ogrel' L.Ju., Jastrebinskaja A.V., Gorbunova I.Ju. // Stroitel'nye materialy. 2006. № 5. S. 57-59.
11. Ogrel' L.Ju. Polimerizacija jepoksidnogo svjazujushhego v prisutstvii dobavki polimetilsiloksana / Ogrel' L.Ju., Jastrebinskaja A.V., Bondarenko G.N. // Stroitel'nye materialy. 2005. № 9. S. 82-87.
12. Ogrel' L.Ju. Strukturoobrazovanie i svojstva legirovannyh jepoksidnyh kompozitov/ Ogrel' L.Ju., Jastrebinskaja A.V. // Stroitel'nye materialy. 2004. № 8. S. 48-49.
13. Jastrebinskaja A.V. Razrabotka i primenenie kompozicionnogo materiala na osnove jepoksidianovoj smoly dlja stroitel'nyh konstrukcij i teplojenergetiki / Jastrebinskaja A.V., Ogrel' L.Ju. // Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2004. № 2. S. 173.
14. Issledovanie vlijanija vakuumnogo ul'trafioleta na morfologiju poverhnosti nanonapolnennyh polimernyh kompozicionnyh materialov v uslovijah, priblizhjonnyh k uslovijam okolozemnogo kosmicheskogo prostranstva / Cherkashina N.I., Pavlenko V.I., Edamenko A.S., Matjuhin P.V. // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. №6. S.130.
15. Cherkashina N.I., Pavlenko V.I. Perspektivy sozdanija radiacionno-zashhitnyh polimernyh kompozitov dlja kosmicheskoj tehniki v Belgorodskoj oblasti // Belgorodskaja oblast': proshloe, nastojashhee, budushhee. Materialy oblastnoj nauchno-prakticheskoj konferencii v 3-h chastjah. 2011. S. 192-196.
16. Vlijanie vakuumnogo ul'trafioleta na mikro- i nanostrukturu poverhnosti modificirovannyh polistirol'nyh kompozitov / Pavlenko V.I., Bondarenko G.G., Cherkashina N.I., Edamenko O.D. // Perspektivnye materialy. 2013. № 3. S. 14-19.
17. Pavlenko V.I., Zabolotnyj V.T., Cherkashina N.I., Edamenko O.D. Vlijanie vakuumnogo ul'trafioleta na poverhnostnye svojstva vysokonapolnennyh kompozitov // Fizika i himija obrabotki materialov. 2013. № 2. S. 19-24.
18. Cherkashina N.I. Vozdejstvie vakuumnogo ul'trafioleta na polimernye nanokompozity // Innovacionnye materialy i tehnologii (HH nauchnye chtenija): Materialy Mezhd. nauchno-praktich. konferencii. 2010. S. 246-249.
19. Cherkashina N.I. Modelirovanie vozdejstvija kosmicheskogo izluchenija na polimernye kompozity s primeneniem programmnogo kompleksa GEANT4 //
Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. № 3. S. 122.
20. Sintez vysokodispersnogo gidrofobnogo napolnitelja dlja polimernyh matric / Cherkashina N.I., Karnauhov A.A., Burkov A.V., Suhoroslova V.V. // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2013. № 6. S. 156-159.
22. Vlijanie soderzhanija kremnijorganicheskogo napolnitelja na fiziko-mehanicheskie i poverhnostnye svojstva polimernyh kompozitov / Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Suhoroslova V.V., Bondarenko Ju.M. // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. № 6. S. 95.
23. Jeksperimental'noe i fiziko-matematicheskoe modelirovanie vozdejstvija nabegajushhego potoka atomarnogo kisloroda na vysokonapolnennye polimernye kompozity / Pavlenko V.I., Novikov L.S., Bondarenko G.G., Chernik V.N., Gajdar A.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D. // Perspektivnye materialy. 2012. № 4. S. 92-98.
24. Povyshenie jeffektivnosti antikorrozionnoj obrabotki jadernogo jenergeticheskogo oborudovanija putem passivacii v aljuminijsoderzhashhih rastvorah / Pavlenko V.I., Prozorov V.V., Lebedev L.L., Slepokon' Ju.I., Cherkashina N.I. // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Serija: Himija i himicheskaja tehnologija. 2013. T. 56. № 4. S. 67-70.
26. Summarnye poteri jenergii reljativistskogo jelektrona pri prohozhdenii cherez polimernyj kompozicionnyj material / Pavlenko V.I., Edamenko O.D., Cherkashina N.I., Noskov A.V. // Poverhnost'. Rentgenovskie, sinhrotronnye i nejtronnye issledovanija. 2014. № 4. S. 101 - 106.
27. Pavlenko V.I., Bondarenko G.G., Kuprieva O.V., Jastrebinskij R.N., Cherkashina N.I. Modificirovanie poverhnosti gidrida titana borosilikatom natrija // Perspektivnye materialy. 2014. № 6. S. 19-24.
29. Modificirovannye zhelezooksidnye sistemy - jeffektivnye sorbenty radionuklidov / Jastrebinskij R.N., Pavlenko V.I., Bondarenko G.G., Jastrebinskaja A.V., Cherkashina N.I. // Perspektivnye materialy. 2013. № 5. S. 39-43.
12
30. Pavlenko V.I., Edamenko O.D., Jastrebinskij R.N., Cherkashina N.I. Radiacionno-zashhitnyj kompozicionnyj material na osnove polistirol'noj matricy // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. - 2011. - №3. - S. 113116.
32. Javlenija jelektrizacii dijelektricheskogo polimernogo kompozita pod dejstviem potoka vysokojenergeticheskih protonov / Pavlenko V.I., Akishin A.I., Edamenko O.D., Jastrebinskij R.N., Tarasov D.G., Cherkashina N.I. // Izvestija Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2010. T. 12. № 4-3. S. 677-681.
Головин Д.В.1, Горбунов А.А.2
'Студент, 2Старший преподаватель, Пермский национальный исследовательский политехнический университет ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЗАПУСКА ДВС
Аннотация
В работе выполнена оценка погрешностей измерительных цепей при определении энергии пуска двигателя внутреннего сгорания автомобиля.
Ключевые слова: аккумуляторная батарея, запуск ДВС, погрешность измерений.
Golovin D.V.1, Gorbunov A. A.2
1Student, 2Senior lecturer, Perm National Research Polytechnic University
DETERMINATION MEASUREMENT ERRORS OF ENERGY FOR START ENGINE
Abstract
In article evaluated errors of measuring circuit at energy determination for start an internal combustion engine of a vehicle.
Keywords: battery storage, engine start, errors of measurement.
Целью исследования является определение зависимости энергии для запуска ДВС от температуры окружающей среды. Измерения в большей степени будут проходить при отрицательных температурах, так как именно в это время происходят наиболее часто не запуски ДВС ввиду отказа аккумуляторной батареи.
В процессе исследования необходимо измерить значение нескольких параметров, а именно: температура окружающей среды, температура электролита аккумулятора, сила пускового тока, напряжение на полюсах аккумуляторной батареи. В состав измерительной системы [1] для измерения энергии будет входить оборудование: многоканальный осциллограф, стационарный измерительный шунт. Помимо этого, на автомобиле параллельно установлена измерительная система, отвечающая за измерение температур окружающей среды и электролита, в ее состав входят термисторы и ГЛОНАСС терминал. Данное оборудование в совокупности образует несколько измерительных цепей, которые обладают определенной погрешностью измерений. Точность выходных параметров зависит от подбора средств измерений согласно документации завода изготовителя и желания получить наименьшую погрешность, используя более точные средства измерений с высоким классом точности.
Для определения абсолютных и приведенных погрешностей средств измерений [2] используем техническую документацию оборудования, так же производим вычисления согласно формуле:
Дх
5 = — -100
х
где Дх - абсолютная погрешность измерений; х - нормирующее значение, за которое принимаем верхний предел измерений. Справедливо будет и обратное выражение, для нахождения абсолютной погрешности.
Описание оборудования:
Многоканальный осциллограф Hantek 1008 отвечающий за прием, обработку и отправку на компьютер измеряемых параметров. Согласно инструкции по эксплуатации осциллограф имеет погрешность 0.005% [3].
Для измерения пускового тока будет использоваться стационарный измерительный шунт 75ШИП - 500А. Класс точности 0,5 , падение напряжения на потенциальных зажимах при номинальной силе токе составляет 75мВ, таким образом, приведенная погрешность составляет 0,5%, а абсолютная ± 0,375 мВ. Шунт предназначен для работы при температуре окружающего воздуха от минус 40 °С до плюс 50 °С.
Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом с сопротивлением 10 кОм при 25 °С обладают приведенной погрешностью ± 1% (абсолютная погрешность ±0,2 °С). Термисторы используются для измерения температуры окружающей среды и температуры электролита в аккумуляторной батареи. Диапазон измерений от минус 55 °С до 155 °С [4].
Магазины сопротивлений для тарировки термисторов с терминалом. Класс точности 0,05 (относительная погрешность 0,05%).
ГЛОНАСС терминал Форт-300GL для определения скорости и местоположения транспортного средства, а так же отвечающий за прием, обработку и отправку на сервер измеряемых параметров. На используемых для измерений температуры аналоговых входах предел измерений от 0 до 15 В с абсолютной погрешностью ±0,05 В, таким образом приведенная погрешность имеет значение 0,33%. Терминал Форт-300/300GL предназначен для работы при температурах окружающего воздуха от минус 30°С до плюс 50 °С [5].
Как говорилось ранее, измерительная система, смонтированная в данном случае на автомобиле, имеет несколько измерительных цепей отвечающих за измерение энергии запуска (силы пускового тока, напряжения) и температур.
В погрешность цепи, отвечающей за измерение температуры электролита аккумулятора и окружающей среды, будут входить погрешности магазинов сопротивлений (за счет которых производилась тарировка датчиков), погрешность термисторов, погрешность измерения напряжения на аналоговом входе терминала. При тарировке показаний для диапазона температур от минус 55 °С до 24 °С использовалось два магазина сопротивлений. Итоговая погрешность измерений температуры будет составлять сумму относительных погрешностей при температурах от минус 55 °С до 24 °С и равна 1,43% , абсолютная погрешность 1,1 °С.
В погрешность цепи, предназначенной для отслеживания силы пускового тока, будут входить погрешности измерительных шунтов и погрешность измерения напряжения на входе осциллографа. Таким образом, приведенная погрешность данной цепи будет составлять 0,505 %, абсолютная 2,5 А.
Напряжение на клеммах аккумуляторной батареи определяет непосредственно осциллограф, следовательно, приведенная погрешность измерения напряжения составляет 0,005%, абсолютная 0,001 В.
Расчет энергии пуска будет производиться по формуле:
Щ> = In™" Up(t)Ip(t)dt [6]
где Wp - энергия разряда аккумулятора, Up - напряжение разряда, /р - сила тока разряда.
Итоговая погрешность рассчитываемой энергии пуска будет составлять 0,51%, 153 Дж.
В ходе работы был произведен обзор литературных источников по данному вопросу, произведен выбор оборудования для измерений, осуществлен расчет погрешностей измерительных систем. В результате расчета получены малые значения абсолютных погрешностей, что свидетельствует о правильности выбора средств измерений и возможности их применения в ходе дальнейших исследований зависимости энергии запуска ДВС от температуры окружающей среды.
13
