О ПРИМЕНЕНИИ ПРЕССКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТРАВЕРС ВЛ 6(10) КВ
Гусев А.Л1., Павлов Г.И2., Ситников О.Р3., Максимов В.В4., Воркунов О.В5., Куракина О.Е.6
1,2,3 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ, г. Казань, Россия
4,5,6 Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Композитные материалы, а также конструкции и изделия из них, находят во всем мире все большее применение при строительстве объектов и сооружений, благодаря бесспорным преимуществам по таким качествам, как высокая прочность, коррозионная стойкость и низкий удельный вес. Уже сегодня США потребляют 35 % мирового производства композитов, Европа – 22 %, Азия – 43 %, а российский рынок занимает менее 1 %. Россия, являясь одним из первых разработчиков композитных материалов, представлена в этом сегменте очень слабо. Применение пресскомпозитных материалов в линейной арматуре ЛЭП является наиболее перспективным направлением энергетики на российском рынке. В настоящее время в России активно ведутся разработки по композитным опорам ЛЭП и вводятся в эксплуатацию опытные участки линий. Однако для массового внедрения необходимо создание единой универсальной платформы, которая с успехом могла бы применяться не только в линейной арматуре ЛЭП, но и в других конструкциях. В связи с этим применение готовых конструктивных решений из элементов, выпускаемых ООО «Татнефть-Пресскомпозит» в качестве траверс из пресскомпозитных материалов, для замены некоторых штатных конструкций ЛЭП, является актуальной задачей. ЦЕЛЬ. Практически определить возможность использования пресскомпозитных материалов, выпускаемых ООО «Татнефть-Пресскомпозит», для траверс ВЛ 6(10) кВ. МЕТОДЫ. На первом этапе работы были рассчитаны и разработаны конструктивные решения траверс из пресскомпозитных материалов, для замены некоторых штатных конструкций. При расчетах и проектировании воздушных линий электропередач для соблюдения требований стандартизации брались за основу типовые конструкции и унифицированные решения. Во втором этапе разработанные типы траверс проверялись на механическую и электрическую прочность. Испытания на электрическую прочность проводились в стационарной испытательной лаборатории ООО «ТаграС-ЭнергоСервис». РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приведена методика расчета конструктивных решений для замены типовых конструкций траверс из пресскомпозитных материалов, экспериментальным путем получены уникальные данные по механической и электрической прочности конструктивных элементов для композитных траверс выпускаемых ООО «Татнефть-Пресскомпозит». ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Данные, полученные в ходе исследований, свидетельствуют о возможности применения готовых элементов, выпускаемых ООО «Татнефть-Пресскомпозит», для создания траверс ВЛ 6(10) кВ.
Ключевые слова: траверсы ЛЭП; траверсы из пресскомпозитных материалов; расчет нагрузок на траверсу; моделирование нагрузок.
Для цитирования: Гусев А.Л., Павлов Г.И., Ситников О.Р., Максимов В.В., Воркунов О.В., Куракина О.Е. О применении пресскомпозитных материалов для траверс ВЛ 6(10) кВ // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 3-16.
ABOUT THE USE OF COMPOSITE MATERIALS PRESS FOR TRAVERSE OF 6(10) KV OVERHEAD LINE
AL. Gusev1, GI. Pavlov2, OR. Sitnikov3, V.V. Maksimov4, O.V. Vorkunov5, O.E. Kurakina6
1,2,3 Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev – KAI, Kazan, Russia 4,5,6 Kazan state power engineering university, Kazan, Russia
Abstract: RELEVANCE. Composite materials, as well as structures and products made of them, are increasingly used in the construction of objects and structures all over the world, due to undeniable advantages in such qualities as high strength, corrosion resistance and low specific weight[1]. Already today the USA consumes 35 % of the world production of composites, Europe — 22 %, Asia — 43 %, and the Russian market occupies less than 1 %. Russia, being one of the first developers of composite materials, is represented in this segment very weakly[2]. Application of press-composite materials in linear reinforcement of power transmission lines is the most perspective direction of power engineering in the Russian market. At present in Russia the developments on composite supports of power transmission lines are being actively carried out and pilot sections of lines are being put into operation. However for mass introduction it is necessary to create a single universal platform, which could be successfully applied not only in the linear fittings of the transmission line, but also in other constructions. In this connection application of ready-made constructive solutions from elements produced by OOO Tatneft-Presscomposite as traverses from press-composite materials to replace some regular structures of transmission lines is an actual task. THE PURPOSE. Practically determine the possibility of using press-composite materials produced by OOO Tatneft-Presscomposite for 6(10) kV overhead line traverses. METHODS. At the first stage of the work we calculated and developed structural solutions of crossbeams made of press-composite materials to replace some standard structures. In calculations and design of overhead power lines to comply with the requirements of standardization, typical designs and unified solutions were taken as a basis. In the second stage the developed types of traverses were tested for mechanical and electrical strength. Electrical strength tests were carried out in the stationary testing laboratory of Tagras-EnergoService LLC. RESULTS. The article presents the methodology of calculation of constructive solutions for replacement of typical structures of crossbeams made of press-composite materials, the unique data on mechanical and electrical strength of structural elements for composite crossbeams produced by LLC «Tatneft-Presscomposite» have been obtained experimenta. CONCLUSION. Experimental data obtained during the research indicate the possibility of using ready-made elements produced by Tatneft-Presskomposite LLC to create a traverse of 6(10) kV overhead lines.
Keywords: power line traverses; traverses made of press composite materials; calculation of loads on the traverse load modeling.
For citation: Gusev AL, Pavlov GI, Sitnikov OR, Maksimov VV, Vorkunov OV, Kurakina OE. About the use of composite materials press for traverse of 6(10) kV overhead line. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023; 15; 3(59):3-16.
ВЛИЯНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ РЕБЕР ОХЛАЖДЕНИЯ НА ВНЕШНЕЙ СТОРОНЕ КОРПУСА АКСИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ НА ТЕМПЕРАТУРУ АКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ
Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е., Саяхов И.Ф., Гарипов И.Р., Пронин Е.А.
Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Обеспечение оптимальной рабочей температуры это один из важнейших этапов проектирования электрической машины. От рабочей температуры активных частей зависят не только выходные характеристики и надежность, но и работоспособность электрической машины в целом. По сей день свою актуальность не теряет использование воздушной системы охлаждения, которая по сравнению с другими имеет наименьшие затраты для реализации с точки зрения массогабаритных показателей. Одним из основных элементов воздушной системы охлаждения является оребрение корпуса, от исполнения которого напрямую зависит рабочая температура. ЦЕЛЬ. Провести исследование принципиального влияния ориентации охлаждающих ребер корпуса со стороны выходных отверстий на рабочую температуру активных частей. МЕТОДЫ. Для определения влияния расположения ребер на характер охлаждения аксиальной электрической машины рассматривается тепловое состояние трех различных конструкций в программном комплексе вычислительной гидродинамики. Первая конструкция безреберная. С ней сравниваются конструкция с поперечными ребрами со стороны выходных отверстий и конструкция с продольными ребрами. РЕЗУЛЬТАТЫ. Оребрение конструкции вне зависимости от рассматриваемой конфигурации ребер для рассмотренной конструкции и рассмотренных условий в целом улучшает тепловое состояние электрической машины. За счет увеличения площади теплопередачи уменьшилась рабочая температура постоянных магнитов, которая ограничивала эксплуатацию электрической машины при окружающей температуре выше 95 °C. Однако поперечные ребра мешают выходу уходящего изнутри электрической машины воздуха, что приводит к повышению температуры обмотки, которая не достигает критических значений по температуре. ВЫВОДЫ. Продольные ребра со стороны выходных воздушных отверстий существенно улучшают процесс воздушного охлаждения аксиальных электрических машин. Особенно важно это может быть в областях применения, где наблюдается высокая наружная температура воздуха и невозможно реализовать жидкостную систему охлаждения.
Ключевые слова: аксиальная электрическая машина; электрическая машины с постоянными магнитами; тепловой расчет; воздушная система охлаждения; ребра охлаждения.
Для цитирования: Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е., Саяхов И.Ф., Гарипов И.Р., Пронин Е.А. Влияние расположения ребер охлаждения на внешней стороне корпуса аксиальной электрической машины с постоянными магнитами на температуру активных частей // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 17-30.
INFLUENCE OF LOCATION OF COOLING FINS ON THE OUTER SIDE OF THE HOUSING OF AN AXIAL ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS ON THE TEMPERATURE OF ACTIVE PARTS
F.R. Ismagilov, V.E. Vavilov, I.F. Sayahov, E.O. Zharkov, I.R. Garipov, E.A. Pronin
Ufa University of Science and Technology, Ufa, Russia
Abstract: RELEVANCE. Ensuring optimal operating temperature is one of the most important steps in the design of an electric machine. Not only the output characteristics and reliability, but also the performance of the electric machine as a whole depend on the operating temperature of the active parts. To this day, the use of an air cooling system does not lose its relevance, which, in comparison with others, has the lowest costs for implementation in terms of weight and size indicators. One of the main elements of the air cooling system is the body fins, the design of which directly affects the operating temperature. TARGET. Conduct a study of the fundamental influence of the orientation of the cooling fins of the housing from the side of the outlet holes on the operating temperature of the active parts. METHODS. To determine the influence of the location of the ribs on the nature of the cooling of an axial electric machine, the thermal state of three different structures is considered in the CFD software package. The first design is ribless. It compares the design with transverse ribs on the side of the outlets and the design with longitudinal ribs. RESULTS. The finning of the structure, regardless of the considered configuration of the ribs for the considered structure and the considered conditions, generally improves the thermal state of the electrical machine. By increasing the heat transfer area, the operating temperature of the permanent magnets was reduced, which limited the operation of the electric machine at an ambient temperature above 95 °C. However, the transverse ribs prevent the exit of the air leaving the inside of the electric machine, which leads to an increase in the temperature of the winding, which does not reach critical temperature values. CONCLUSIONS. Longitudinal ribs on the side of the air outlets significantly improve the process of air cooling of axial electric machines. This can be especially important in applications where there is a high outside air temperature and it is not possible to implement a liquid cooling system.
Key words: axial electric machine; electric machine with permanent magnets; thermal design; air cooling system; cooling fins.
For citation: Ismagilov F.R, Vavilov V.E, Sayahov I.F, Zharkov E.O, Garipov I.R, Pronin E.A. Influence of location of cooling fins on the outer side of the housing of an axial electric machine with permanent magnets on the temperature of active parts KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023; 15; 3(59):17-30.
ОПТИМАЛЬНОЕ СИММЕТРИРОВАНИЕ ФАЗНЫХ НАГРУЗОК ЛЭП 0,4 кВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Лыу Куок Кыонг, Казка М.В., Маклецов А.М., Максимов В.В., Гизатуллин А.Р
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время потери электроэнергии в электрических сетях РФ составляют около 9%, от отпущенной потребителям электроэнергии, причем существенная часть этих потерь приходится на сети 10-0,4 кВ. Значительную часть потерь электроэнергии в сетях 0,4 кВ составляют потери от несимметрии фазных нагрузок. Кроме того, несимметрия нагрузок по фазам ЛЭП может вызвать нарушение показателей качества электроэнергии по отклонениям напряжения питания. Кроме снижения потерь электроэнергии и повышения ее качества необходимость симметрирования электрических сетей 0,4 кВ обуславливается также повышенной опасностью эксплуатации несимметричных сетей при обрыве нулевого провода. При несимметричной нагрузке и обрыве нулевого провода напряжения отдельных фаз могут существенно превышать допустимые, что может вызвать выход из строя электроприемников потребителей и дополнительные финансовые риски электроснабжающих организаций. До внедрения интеллектуальных устройств измерения передачи и обработки информации о параметрах режима электрических сетей информацию о несимметрии нагрузок эксплуатационный персонал электроснабжающих организаций получал, как правило, 2 раза в год в дни контрольных замеров (один день в июне и один день в декабре).. Контрольные замеры проводятся в голове ЛЭП, что не всегда позволяет сделать однозначный вывод о необходимости симметрирования нагрузок. В результате ручное симметрирование (переключения фазных нагрузок в точках отпуска электроэнергии на опорах ВЛ) до настоящего времени производится, в основном, только по жалобам потребителей. Основной причиной сложившейся ситуации является степень наблюдаемости электрических сетей 0,4 кВ, то есть возможности корректного расчета параметров режима по данным измерений. До настоящего времени такая возможность практически отсутствовала из-за отсутствия измерений параметров режима всех подключенных к ЛЭП потребителей. Согласно законодательным актам РФ, субъекты электроэнергетики обязаны переходить на интеллектуальные системы учёта электроэнергии с 2020 года. Такой переход с регистрацией и передачей данных о параметрах режима всех узлов нагрузок в режиме реального времени открывает новые возможности для оценки степени несимметрии сетей и выработки рекомендаций для ее симметрирования. ЦЕЛЬ. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ, а также повышение надежности их работы и безопасности эксплуатации за счет симметрирования фазных нагрузок. МЕТОДЫ. В работе используются методы и средства математического моделирования режимов сетей 0,4 кВ. Для выбора оптимального порядка симметрирующих переключений применен метод Роя частиц. Алгоритмы реализованы программными комплексами Microsoft Excel, Matlab. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приведены методики, алгоритмы и результаты расчетов оптимального симметрирования узловых нагрузок ЛЭП 0,4 кВ, а также возможных перенапряжений при обрывах нулевого провода. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты расчетов показывают возможность построения системы оптимального симметрирования электрических сете 0,4 кВ по критерию минимума потерь электроэнергии.
Ключевые слова: несимметрия нагрузок; обрыв нулевого провода; интеллектуальные счетчики электроэнергии, оптимальное симметрирование.
Для цитирования: Лыу Куок Кыонг, Казка М.В., Маклецов А.М., Максимов В.В., Гизатуллин А.Р. Оптимальное симметрирование фазных нагрузок ЛЭП 0,4 кВ с использованием интеллектуальной системы измерений // ВЕСТНИК КАЗАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 31-44.
OPTIMAL SIMMETRING OF PHASE LOADS OF 0.4 KV POWER LINES USING AN INTELLIGENT MEASUREMENT SYSTEM
Luu Quoc Cuong, M.V. Kazka, A.M. Makletsov, V.V. Maksimov, A.R. Gizatullin
Kazan state power engineering university, Kazan, Russia
Abstract: RELEVANCE. At present, power losses in the electric networks of the Russian Federation amount to about 9% of the power supplied to consumers, with a significant part of these losses occurring in 10-0.4 kV networks. A significant part of power losses in 0,4 kV networks is losses from asymmetry of phase loads. In addition, asymmetry of loads on phases of power lines can cause violation of power quality indicators by deviations of supply voltage. In addition to reducing power losses and improving its quality, the need to symmetrize 0,4 kV power networks is also caused by the increased danger of operation of asymmetrical networks in case of zero wire breakage. In case of asymmetrical load and zero wire breakage, voltages of separate phases may significantly exceed the permissible ones, which may cause failure of consumers’ electric consumers and additional financial risks of power supplying organizations. Before the introduction of intelligent devices for measuring transmission and processing of information on the parameters of the electric networks mode, the information on load asymmetry was received by the operating personnel of power supplying organizations, as a rule, 2 times a year on the days of control measurements (one day in June and one day in December). Control measurements are carried out at the head of the transmission line, which does not always allow making an unambiguous conclusion about the need for load symmetry. As a result, manual symmetrization (switching of phase loads at the points of power supply at the overhead line supports) is still performed mainly only on the basis of consumers’ complaints. The main reason for this situation is the degree of observability of 0.4 kV power grids, i.e. the possibility of correct calculation of mode parameters based on measurement data. Until now, such possibility was practically absent due to the lack of measurements of mode parameters of all consumers connected to the power lines. According to the legislative acts of the Russian Federation, electric power industry entities are obliged to switch to smart metering systems from 2020. Such a transition with real-time registration and transmission of data on the mode parameters of all load nodes opens new opportunities for assessing the degree of network asymmetry and developing recommendations for its symmetry. THE PURPOSE. Reduction of electric power losses in 0,4 kV electric networks, as well as improvement of reliability of their operation and safety of operation due to symmetrization of phase loads. METHODS. Methods and means of mathematical modeling of 0.4 kV network modes are used in this work. To select the optimal order of symmetrical switching, the method of Swarm of particles is applied. The algorithms are realized by Microsoft Excel, Matlab software packages. RESULTS. The paper presents methods, algorithms and results of calculations of optimal symmetrization of 0,4 kV transmission line nodal loads, as well as possible overvoltages in case of zero wire breaks. CONCLUSIONS. The results of calculations show the possibility of constructing the system of optimal symmetry of 0,4 kV electrical networks according to the criterion of minimum power losses.
Keywords: load asymmetry; neutral wire breakage; smart electricity meters, optimal symmetry.
For citation: Luu Quoc Cuong, Kazka M.V. Makletsov A.M, Maksimov V.V, Gizatullin A.R. Optimal simmetring of phase loads of 0.4 kv power lines using an intelligent measurement system. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023; 15; 3(59):31-44.
МЕТОДИКА РАСЧЕТАЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ, БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
Благочиннов А.В., Султанов М.М., Курьянова Е.В.
Филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Волжском, г. Волжский, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. В статье рассматривается актуальная проблема анализа энергетической безопасности тепловых сетей и источников тепловой энергии, функционирующих в составе теплоснабжающих систем крупного города. ЦЕЛЬ. Оценка возможных уровней безопасности, учитывающих возможные дефициты тепла в системе теплоснабжения, снижение надежности и экономических последствий, основанная на применении статистических данных о надежности системы и потребностях, инвестиционных проектах, мощностях источников, работы оборудования. Эта методика характеризуется простотой использования, доступностью и однозначностью. МЕТОДЫ. Разработан алгоритм оценки энергетической безопасности и надежности функционирования системы теплоснабжения, позволяющий учитывать различные условия моделирования, в частности формирование текущего резерва сетей и взаимозаменяемость топлива между источниками тепла. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведено несколько вычислительных экспериментов на тепловых сетях крупных районов города для периода с 2017 по 2021 год и представлены результаты, по которым проведен анализ энергетической безопасности сетей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сделаны выводы и предложены рекомендации по переходу от областей с нарушениями нормального режима, такие наблюдались в основных фондах, в повреждаемости сетей, в расходах на обеспечение теплоснабжения и в освоения инвестиций в области удовлетворительного состояния системы.
Ключевые слова: система теплоснабжения, безопасность, надежность тепловых сетей, индикаторы, уровни безопасности.
Благодарности: Работа выполнена при финансовой поддержке государственного задания Российской Федерации FSWF- 2020-0025 «Разработка методов и анализ способов достижения высокого уровня безопасности и конкурентоспособности объектов энергетических систем на базе цифровых технологий».
Для цитирования: Благочиннов А.В., Султанов М.М., Курьянова Е.В. Методика расчета энергетической эффективности, безопасности и надежности тепловых сетей // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 45-56.
METHODOLOGY FOR ASSESSING THE LEVEL OF SAFETY OF HEATING NETWORKS
AV. Blagochinnov, MM. Sultanov, EV. Kuryanova
Branch of the Federal State Educational Institution of Higher Education NRU «MEI» in Volzhsky.Volzhsky, Russia
Resume: RELEVANCE. The article deals with the actual problem of analyzing the safety of heating networks and heat energy sources functioning as part of the heat supply systems of a large city. THE PURPOSE. Assessment of possible safety levels, taking into account possible heat shortages in the heat supply system, reduced reliability and economic consequences, based on the use of statistical data on system reliability and needs, investment projects, source capacities, equipment operation. This technique is characterized by ease of use, accessibility and unambiguity. METHODS. An algorithm for assessing the safety and reliability of the functioning of the heat supply system has been developed, which allows taking into account various modeling conditions, in particular, the formation of the current reserve of networks and the interchangeability of fuel between heat sources. RESULTS. Several computational experiments have been carried out on the heating networks of large districts of the city for the period from 2017 to 2021 and the results are presented, according to which an analysis of the energy security of the networks is carried out. CONCLUSION. Conclusions are drawn and recommendations are proposed for the transition from areas with violations of the normal regime, such as were observed in fixed assets, in the damage to networks, in the costs of providing heat supply and in the development of investments in the field of satisfactory system condition
Keywords: heat supply system, safety, reliability of heating networks, indicators, security levels.
Acknowledgments: The work was carried out with the financial support of the state task of the Russian Federation FSWF- 2020-0025 «Development of methods and analysis of ways to achieve a high level of safety and competitiveness of energy system facilities based on digital technologies»
For citation: Blagochinnov A.V, Sultanov M.M, Kuryanova E.V. Methodology for assessing the level of safety of heating networks. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):45-56.
ВЕРИФИКАЦИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ УТИЛИЗАЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
Куницкий В.А., Лукин С.В.
Вологодский государственный университет, г. Вологда
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Авторами исследуется возможность модернизации системы теплоснабжения населенного пункта путём утилизации теплоты сточных вод, отводящихся от душевых устройств. При этом утилизация теплоты осуществляется на основе теплообменного аппарата, интегрированного в сети горячего водоснабжения и расположенного рядом с водоразборным устройством. Так как условия эксплуатации теплообменного аппарата в каждом конкретном случае различаются, то необходимо определять оптимальные характеристики устройства для конкретного объекта теплоснабжения, чтобы получать больший энергетический эффект. Математическая модель тепловой работы теплообменника позволяет определить мощность устройства при нестационарном и стационарном режиме работы и определить его тепловую инерцию. Для выбора оптимальных теплотехнических характеристик теплообменного аппарата и корректного определения энергетического и экономического эффекта от внедрения энергосберегающего мероприятия важно получать данные на основе верифицированной математической модели тепловой работы устройства. ЦЕЛЬ. Верификация нестационарной математической модели тепловой работы утилизационного теплообменного аппарата на основе экспериментального испытания. Верификация модели необходима для определения тепловой инерции теплообменного устройства при включении и оценки эффективности его работы при нестационарном и стационарном тепловом режиме работы. МЕТОДЫ. Физическое моделирование процесса теплообмена между средами в исследуемом утилизационном теплообменном аппарате при нестационарном и стационарном режиме работы (экспериментальное испытание). Анализ результатов экспериментального испытания (распределения температуры внутри потока нагреваемой среды во времени). Сравнение эмпирически полученных данных о распределении температуры внутри потока с данными, полученными на основе математического моделирования. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе экспериментального испытания получены данные о распределении температуры внутри потока нагреваемой среды в исследуемом теплообменном аппарате при нестационарном и стационарном тепловом режиме работы во времени. Получены данные о времени, необходимом для достижения теплообменным аппаратом стационарного режима работы при заданных условиях эксплуатации и мощности теплообменного устройства при нестационарном и стационарном режиме работы. Произведено сравнение данных, полученных на основе физического и математического моделирования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Выполнена верификация нестационарной математической модели тепловой работы утилизационного теплообменного аппарата для отработавшей в душе воды, которая основана на сравнении распределения температуры внутри потока нагреваемой среды, полученного при физическом и математическом моделировании. Математическая модель описывает нестационарный и стационарный режим работы теплообменного аппарата количественно и качественно корректно, позволяет получать сходящееся с фактическим распределение температуры внутри потока во времени. Максимальное значение относительной погрешности при определении мощности ТОА во времени составило ƐQ(τ) = 8 %. Максимальное расхождение между значением мощности теплообменного аппарата, определённым в ходе экспериментального испытания, и значением мощности, определённым при математическом моделировании, составило δQ(τ) = 5 %. Верификация данной математической модели позволяет перейти к следующему этапу работы – оптимизации характеристик теплообменного аппарата в зависимости от конкретных условий эксплуатации (разработке инженерной методики проектирования утилизационных теплообменных аппаратов для отработавшей в душе воды).
Ключевые слова: утилизационный теплообменник для сточных вод; утилизация теплоты воды; энергоэффективность систем ГВС; экспериментальное испытание теплообменного аппарата.
Благодарности: Департаменту экономического развития Вологодской области за поддержку и содействие развитию научно-исследовательской деятельности в регионе.
Для цитирования: Куницкий В.А., Лукин С.В. Верификация нестационарной математической модели тепловой работы утилизационного теплообменного аппарата на основе экспериментального испытания // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 57-69.
VERIFICATION OF THE NON-STATIONARY MATHEMATICAL MODEL OF THE UTILIZATION HEAT EXCHANGER THERMAL OPERATION BY EXPERIMENTAL TESTING
V.A. Kunitskiy, S.V. Lukin
Vologda State University, Vologda, Russia
Abstract: RELEVANCE. The goal of the author`s research is modernizing the heat supply system of a settlement by utilizing the heat of wastewater discharged from shower devices. In this case, heat recovery is carried out on the basis of a heat exchanger. Since the operating conditions of the heat exchanger differ in each specific case, it is necessary to determine the optimal characteristics of the device for a particular heat supply facility in order to obtain a greater energy effect. The mathematical model of the thermal operation of the heat exchanger allows to determine the power of the device in non-stationary and stationary modes of operation and determine its thermal inertia. To correctly determine the energy and economic effect from the introduction of an energy-saving measure, it is important to obtain data based on a verified mathematical model of the thermal operation of the device. THE PURPOSE. Verification of the non-stationary mathematical model of the thermal operation of a waste heat exchanger based on an experimental test. Verification of the model is necessary to determine the thermal inertia of the heat exchange device when turned on and to evaluate the efficiency of its operation in non-stationary and stationary thermal modes of operation. METHODS. Physical modeling of the process of heat exchange between the media in the investigated utilization heat exchanger in non-stationary and stationary modes of operation (experimental test). Analysis of the experimental test results (temperature distribution within the flow of the heated medium in time). Comparison of experimentaly obtained data on the temperature distribution inside the flow with data obtained on the basis of mathematical modeling. RESULTS. On the basis of the experimental test, data were obtained on the temperature distribution inside the flow of the heated medium in the heat exchanger under study under non-stationary and stationary thermal operating conditions in time. Data are obtained on the time required for the heat exchanger to reach the stationary mode of operation under given operating conditions and the power of the heat exchanger in non-stationary and stationary modes of operation. A comparison of data obtained on the basis of physical and mathematical modeling is made. CONCLUSIONS. The verification of the non-stationary mathematical model of the thermal operation of the recovery heat exchanger for the water used in the shower, which is based on a comparison of the temperature distribution inside the flow of the heated medium, obtained by physical and mathematical modeling. The mathematical model describes the non-stationary and stationary modes of operation of the heat exchanger correctly, and makes it possible to obtain a temperature distribution inside the flow converging with the actual one in time. The maximum value of the relative error in determining the heat exchanger power in time was ƐQ(τ) = 8 %. The maximum discrepancy between the value of the power of the heat exchanger, determined during the experimental test, and the value of the power, determined by mathematical modeling, was δQ(τ) = 5 %. Verification of this mathematical model makes it possible to move on to the next stage of work — optimizing the characteristics of the heat exchanger depending on the specific operating conditions (development of an engineering methodology for designing waste heat exchangers for waste water in the shower).
Keywords: utilization heat exchanger for wastewater; utilization of water heat; energy efficiency of hot water systems; experimental testing of a heat exchanger.
Acknowledgment: The authors are grateful to the Department of Economic Development of the Vologda region for supporting and promoting the development of scientific research activities in the region.
For citation: Kunitskiy V.A., Lukin S.V. Verification of the non-stationary mathematical model of the utilization heat exchanger thermal operation by experimental testing. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):57-69.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Харитонов М.С., Зубавичюс Р.В., Кажекин И. Е.
Калининградский государственный технический университет», г. Калининград, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Повышение затрат промышленных предприятий на электроэнергию обуславливает необходимость разработки способов их оптимизации. Накопители энергии как один из ключевых элементов перехода российской энергетики на новый технологический базис могут быть применены для решения данной задачи. В связи с этим, актуальным является исследование накопителей электроэнергии как средства регулирования графика электрических нагрузок промышленных предприятий. ЦЕЛЬЮ данной работы является разработка и оценка эффективности подхода к использованию накопителей энергии для снижения стоимости услуг по передаче электрической энергии для промышленных потребителей. МЕТОДЫ. Оценка эффективности разработанного подхода на примере двух промышленных предприятий с разнохарактерным электропотреблением выполнена по результатам вычислительного эксперимента с использованием разработанной программы. Основным РЕЗУЛЬТАТОМ исследования является разработка и обоснование эффективности подхода, при котором накопитель энергии, регулирующий график электрических нагрузок потребителя в плановые часы пиковой нагрузки, позволяет снизить итоговую стоимость генерирующей и сетевой мощностей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В ходе работы получены экспериментальные зависимости годовой экономии на мощности от энергоемкости накопителя энергии, работающего на основе разработанного алгоритма. Показано, что предложенный метод оценки возможно использовать для расчета показателей экономической эффективности применения систем накопления энергии для потребителей электроэнергии, оплачивающих мощность по двухставочному тарифу для условий IV и VI ценовых категорий. Разработанный подход и его программная реализация позволяют производить выбор оборудования системы накопления энергии с учетом экономических показателей ее применения.
Ключевые слова: накопители энергии; снижение затрат на мощность; программная реализация; плановые часы пиковой нагрузки; вычислительный эксперимент.
Для цитирования: Харитонов М.С., Зубавичюс Р.В., Кажекин И. Е. оценка эффективности использования накопителя энергии для регулирования электропотребления промышленных предприятий // ВЕСТНИК КАЗАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 70-81.
EFFICIENCY ASSESSMENT OF USING AN ENERGY STORAGE SYSTEM TO REGULATE THE POWER CONSUMPTION OF INDUSTRIAL ENTERPRISES
MS. Kharitonov, RV. Zubavichyus, IE. Kazhekin
Kaliningra State Technical University, Kaliningrad, Russia
Abstract: RELEVANCE. The increase in the cost of industrial enterprises for electricity necessitates the development of ways for them to be optimized. Energy storage systems as one of the key elements of Russian energy sector transition to a new technological basis can be used to solve this problem. In this regard, it is relevant to study electricity storage systems as a means of regulating the schedule of electrical loads of industrial enterprises. The AIM of this study is to develop and evaluate the effectiveness of an approach to the use of energy storage systems to reduce the cost of electricity transmission services for industrial consumers. METHODS. Evaluation of the effectiveness of the developed approach on the example of two industrial enterprises with different types of power consumption was performed based on the results of a computational experiment using the developed program. The main RESULT of the study is the development and proving the effectiveness of the approach, in which the energy storage device regulates the consumer’s electrical load schedule during the planned peak load hours and ensures a reduction in the total cost of generating and network capacities. CONCLUSION. As a result of the study, experimental dependences of annual power savings on the energy intensity of an energy storage device operating on the basis of the developed algorithm were obtained. It is shown that the proposed evaluation method can be used to calculate the indicators of economic efficiency of the use of energy storage systems for electricity consumers paying for capacity at a two-rate tariff for the conditions of IV and VI price categories. The developed approach and its software implementation provide an opportunity to select the equipment of the energy storage system, taking into account the economic indicators of its application.
Keywords: energy storage; power cost reduction; software implementation; scheduled peak hours; computing experiment.
For citation: Kharitonov MS., Zubavichyus RV., Kazhekin IE. Efficiency assessment of using an energy storage system to regulate the power consumption of industrial enterprises. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):70-81.
АНАЛИЗ ОЧИСТКИ ВОДЫ НА КОМБИНИРОВАННЫХ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ТЭС УФ-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Власова А.Ю., Бабиков О.Е.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: Актуальность данного исследования заключается в постадийоном анализе теплоносителя для различных ВПУ с применением УФ-спектрофотометра. ЦЕЛЬ. Определение качества теплоносителя на каждом этапе очистки водоподготовительной установки тепловой электрической станции. Основной акцент был сделан на определение содержания органических веществ с помощью спектрального режима. Определение органических веществ на каждом этапе очистки позволит охарактеризовать эффективность выбранной технологии для организации водоподготовительного процесса. МЕТОДЫ. Отобранные пробы теплоносителя были подготовлены и проанализированы на спектрофотометре Shimadzu UV-1800. С помощью программного обеспечения UV Probe были зарегистрированы спектры проб и построены графические зависимости интенсивности поглощения при определенной длине волны. РЕЗУЛЬТАТЫ. В качестве объекта исследования были выбраны установки подготовки воды на филиалах АО «Татэнерго» Казанской ТЭЦ-1 и Казанской ТЭЦ-2. На основании полученных данных были выявлены наиболее уязвимые участки и предложены технологические решения для улучшения качества очистки теплоносителя, а также внедрение автоматического контроля на блоках с нестабильной работой. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Введение баромембранных технологий в подготовку воды на ТЭС дало толчок к расширению контролируемых показателей теплоносителя, а именно контролированию содержания органических веществ. Не все технологии подготовки воды способны снизить концентрацию органических веществ до требуемых параметров. Анализ с применением УФ-спектрофотометра позволяет быстро и точно определить содержание органики в воде и выявить отклонения в процессе подготовки теплоносителя. При высоком содержании органических веществ требуется блок дополнительной фильтрации. В качестве фильтрационных материалов могут выступать: активированный древесный уголь, кокосовый уголь, органопоглощающие смолы.
Ключевые слова: органические соединения; спектрофотометрический анализ; водоподготовительные установки; тепловые электрические станции.
Для цитирования: Власова А.Ю., Бабиков О.Е. Анализ очистки воды на комбинированных водоподготовительных установках ТЭС УФ-спектрофотометрическим методом // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С.82-93.
ANALYSIS OF WATER PURIFICATION AT COMBINED WATER TREATMENT PLANTS OF THERMAL POWER PLANTS BY UV SPECTROPHOTOMETRIC METHOD
AY. Vlasova ., ОЕ. Babikov
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: RELEVANCE of this study lies in the post-stage analysis of the coolant for various VPUs using a UV spectrophotometer. THE PURPOSE. Determination of the quality of the coolant at each stage of purification of the water treatment plant of the thermal power plant. The main emphasis was placed on determining the content of organic substances using the spectral mode. The determination of organic substances at each stage of purification will allow us to characterize the effectiveness of the chosen technology for the organization of the water treatment process. METHODS The selected coolant samples were prepared and analyzed on a Shimadzu UV-1800 spectrophotometer. With the help of the UV Probe software, the spectra of the samples were recorded and graphical dependences of the absorption intensity at a certain wavelength were constructed. RESULTS. Water treatment plants at the branches of JSC Tatenergo of Kazan CHPP-1 and Kazan CHPP-2 were selected as the object of the study. Based on the data obtained, the most vulnerable areas were identified and technological solutions were proposed to improve the quality of coolant cleaning, as well as the introduction of automatic control on units with unstable operation. CONCLUSION. The introduction of baromembrane technologies into water treatment at thermal power plants gave an impetus to the expansion of controlled indicators of the coolant, namely, the control of the content of organic substances. Not all water treatment technologies are able to reduce the concentration of organic substances to the required parameters. Analysis using a UV spectrophotometer allows you to quickly and accurately determine the organic content in water and identify deviations in the process of preparing the coolant. With a high content of organic substances, an additional filtration unit is required. Activated charcoal, coconut charcoal, organo-absorbing resins can act as filtration materials.
Keywords: organic compounds; spectrophotometric analysis; water treatment plants; thermal power plants.
For citation: Vlasova AY, Babikov ОЕ. Analysis of water purification at combined water treatment plants of thermal power plants by uv spectrophotometric method. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):82-93.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСХОДОВ ТОПЛИВА ПЕРСПЕКТИВНЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ НА ОСНОВЕ СО2-ЦИКЛОВ
Щинников П.А., Корепанова Е.М.
Новосибирский государственный технический университет
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Современная энергетика на органическом топливе должна ориентироваться на технические решения, связанные с низким углеродным воздействием на атмосферу. Одним из вариантов подобных решений является переход на новое рабочее тело в термодинамических циклах. Таким рабочим телом является углекислота.
ЦЕЛЬ работы заключаетсяванализе энергетической эффективности энергоустановок на основе СО2-циклов при кислородном сжигании метана в сравнении с широко применяемыми технологиями на основе его сжигания в воздухе. В статье рассмотрены четыре варианта СО2-циклов: с одноступенчатым повышением давления насосом или компрессором (предложены НГТУ), с конденсацией и одноступенчатым повышением давления насосом (предложен ОИВТ РАН) и с двухступенчатым повышением давления последовательно компрессором и насосом (известен, как цикл Аллама). Отмечено, что цикл Аллама имеет наиболее глубокую проработку в мире и реализован в опытной установке мощностью 50 МВт на электростанции в г. Ла-Порте, штат Техас, США. Компания разработчик NET Power. СО2 турбина изготовлена фирмой Toshiba. МЕТОДЫ. Проведено сравнение четырёх СО2-циклов с технологиями сверхкритического и суперсверхкритического давления и парогазовыми установками по энергетическим показателям. Для этого предложена методика сравнения, в основе которой лежат положения по определению расходов топлива на выработку и отпуск электроэнергии. РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что по выработке электроэнергии все технологии на основе СО2-циклов сопоставимы с парогазовыми установками и превосходят технологии суперсверхкритических параметров. По отпуску электроэнергии СО2-технологии имеют удельные расходы условного топлива 281-436 г у.т./кВт×ч в зависимости от конфигурации, что выше, чем у парогазовых установок.
Ключевые слова: СО2-цикл; цикл Аллама; цикл ОИВТ; цикл НГТУ; СКП; ССКП; ПГУ; сравнение; энергетическая эффективность; расход топлива; энергоблок.
Благодарности: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-29-00035, https://rscf.ru/project/23-29-00035/
Для цитирования: Щинников П.А., Корепанова Е.М. Сравнительный анализ расходов топлива перспективными энергетическими установками на основе СО2-циклов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 94-106.
COMPARATIVE ANALYSIS OF FUEL CONSUMPTION BY ADVANCED POWER PLANTS BASED ON CO2-CYCLES
Shchinnikov P.A., Korepanova E.M.
Novosibirsk State Technical University
Abstract: RELEVANCE. Modern energy generation using fossil fuels should focus on technical solutions related to low carbon impact on the atmosphere. One of the options for such solutions is the transition to a new working fluid in thermodynamic cycles. Such a working fluid is carbon dioxide. The PURPOSE of the work is to analyze the energy efficiency of power plants based on CO2 cycles with oxygen combustion of methane.The article considers four variants of CO2-cycles. With a single-stage pressurization by a pump or compressor (proposed by NSTU), with condensation and a single-stage pressurization by a pump (proposed by Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences), and with a two-stage pressurization by a compressor and a pump (known as the Allam cycle). It is noted that the Allam cycle has the most profound study in the world. It was implemented in a 50 MW pilot plant at a power plant in La Porte, Texas, USA. NET Power developer company. The turbine is manufactured by Mitsubishi.
METHODS.A comparison of four CO2-cycles with supercritical and super-supercritical pressure technologies and combined-cycle plants has been carried out. For this, a comparison technique is proposed, which is based on the provisions for determining fuel consumption.
RESULTS.It is shown that in terms of electricity generation, all technologies based on CO2-cycles are comparable to combined cycle plants and outperform technologies of super-supercritical parameters. However, CO2-technologies have fuel consumption of 281-436 g.c.e/kW×h for electricity supply, which is worse than that of combined-cycle plants.
Keywords: CO2-cycle; Allam cycle; JIHT cycle; NGTU cycle; SСP; SSСP; CCР, comparison; efficiency; energy efficiency; fuel consumption; power unit.
Anknowlegement: The study was funded by a grant from the Russian Science Foundation (RSF), №23-29-00035, https://rscf.ru/en/project/23-29-00035/
For citation: Shchinnikov P.A, Korepanova E.M. Comparative analysis of fuel consumption by advanced power plants based on CO2-cycles. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):94-106.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ГИБРИДНОЙ ГРАДИРНИ С КАПЕЛЬНО-ПЛЕНОЧНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ФАЗ
Харьков В.В.1, Мадышев И.Н.2, Вахитов М.Р.3, Дмитриева О.С.4, Зинуров В.Э.5
1,2,3,4Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, Россия
5Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Многие промышленные предприятия используют градирни в системах оборотного водоснабжения для отвода избыточного тепла. Технология охлаждения оборотной воды продвигается в направлении разработок альтернатив традиционным градирням, это связано с проблемами, присущими их эксплуатации в различных климатических условиях. Исходя из специфических условий испарения воды, актуальными являются исследования анализа потенциала использования технологий в области сухих и гибридных систем. ЦЕЛЬ. Сравнительная оценка теплоэнергетической и экономической эффективности гибридной градирни с капельно-пленочным взаимодействием фаз для охлаждения оборотной воды с другими конструкциями градирен. МЕТОДЫ. Исследования проводятся с использованием современных методов регистрации параметров на экспериментальной установке. В работе проведен сравнительный технико-экономический анализ различных охладительных устройств для воды по нескольким параметрам. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлен анализ критериев для оценки эффективности работы градирен с целью аргументированного выбора наиболее экономически выгодного типа. Представляются соотношения для их расчета. В качестве примера оценивается эффективность работы градирен БМГ-100 и гибридной градирни с капельно-пленочным взаимодействием фаз. В результате проведенного исследования лучшей признается градирня, обеспечивающая большее отношение теплового потока к мощности, затрачиваемой на перекачивание оборотной воды и охлаждающего воздуха. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенные исследования показывают, что применение гибридной градирни с капельно-пленочным взаимодействием фаз может быть рассмотрено в качестве альтернативы использования мокрой градирни с точки зрения энергосбережения.
Ключевые слова: энергоэффективность; гибридная градирня; экономический эффект; оборотная вода.
Благодарности: работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-01034.
Для цитирования: Харьков В.В., Мадышев И.Н., Вахитов М.Р., Дмитриева О.С., Зинуров В.Э. Технико-экономический анализ применения гибридной градирни с капельно-пленочным взаимодействием фаз // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т.15. №. 3. С.107-117.
TECHNO-ECONOMIC ANALYSIS OF USING HYBRID COOLING TOWER WITH FILM-DROPLET PHASE INTERACTION
VV. Kharkov1, IN. Madyshev2, MR. Vakhitov3, OS. Dmitrieva4, VE. Zinurov5
1,2,3,4Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia
5Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: RELEVANCE. Many industrial enterprises use cooling towers in circulating water supply systems. The technology of circulating water cooling is moving towards the development of alternatives to traditional cooling towers. This is because of the problems inherent in their operation in various climatic conditions. Based on the specific conditions of water evaporation, studies of the analysis of the potential use of technologies in dry and hybrid systems are relevant. THE PURPOSE. Comparative evaluation of the thermal power and economic efficiency of a hybrid cooling tower with drip-film phase interaction for cooling recycled water with other cooling tower designs. METHODS. They carry the research on using modern methods of recording parameters on an experimental setup. The paper presents a comparative technical and economic analysis of various cooling devices for water in several parameters. RESULTS. The article presents an analysis of criteria for evaluating the efficiency of cooling towers in order to make a reasoned choice of the most cost-effective type. The relations for their calculation are presented. As an example, the efficiency of the BMG-100 cooling towers and a hybrid cooling tower with drip-film phase interaction is evaluated. Because of the conducted research, we recognize a cooling tower as the best one, which provides a greater ratio of heat flow to the power spent on pumping recycled water and cooling air. CONCLUSION. The conducted studies show that the use of a hybrid cooling tower with drip-film phase interaction can be considered as an alternative to using a wet cooling tower from the point of view of energy saving.
Keywords: energy efficiency; hybrid cooling tower; economic benefit; circulating water.
Acknowledgments: the study was carried out with the financial support of the grant of the Russian Science Foundation No. 23-79-01034.
For citation: Kharkov V.V., Madyshev I.N., Vakhitov M.R., Dmitrieva O.S., Zinurov V.E. Techno-economic analysis of using hybrid cooling tower with film-droplet phase interaction. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15(3):107-117.
АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕГИОНОВ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ В УСЛОВИЯХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ И ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ
Зорина Т.Г1., Панасюк В.В.2
1Институт энергетики НАН Беларуси, г. Минск, Беларусь
2Академия управления при Президенте Республики Беларусь, г. Минск, Беларусь
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Обеспечение энергетической безопасности относиться к одному из важных элементов устойчивого социально-экономического развития как государства в целом, так и его отдельных регионов. ЦЕЛЬ. Основной целью работы является оценка состояния энергетической безопасности регионов страны. Проблема обеспечения энергетической безопасности регионов приобрела сейчас особую актуальность, в связи с усилением воздействия угроз устойчивому развитию объектов энергетики различного уровня. МЕТОДЫ. В рамках реализации поставленной цели был проведен литературный обзор существующих методик оценки состояния энергобезопасности с указанием нерешенных вопросов по данной проблеме, сформирован перечень показателей и индикаторов энергобезопасности, произведен их отбор согласно ранее проведенного исследования по анализу значимости рисков и угроз. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье предложена классификация индикаторов по двум критериям, где по функциональному признаку отобранные индикаторы были объедены в группы: производственного, финансового и информационного характера (вызываемые использованием цифровых технологий). Появление группы информационного характера связано с активным внедрением цифровых решений в энергетической отрасли страны. Вторым критерием классификации стала модифицированная система объединения индикаторов в блоки с формированием дополнительного блока индикаторов. Выполнен расчет индикаторов, существенно влияющих на уровень энергобезопасности и проведен анализ энергетической безопасности регионов в условиях устойчивого развития и цифровой трансформации в энергетике страны. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные данные рекомендованы к применению при разработке мероприятий по повышению энергетической безопасности регионов Республики Беларусь.
Ключевые слова: энергетическая безопасность; индикаторы; анализ регионов; цифровая трансформация.
Для цитирования: Зорина Т.Г., Панасюк В.В. Анализ энергетической безопасности регионов Республики Беларусь в условиях устойчивого развития и цифровой трансформации // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С.118-129.
ANALYSIS OF ENERGY SECURITY OF THE REGIONS OF THE REPUBLIC OF BELARUS IN THE CONTEXT OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT AND DIGITAL TRANSFORMATION
T.G. Zorina 1, V.V. Panasyuk2
1Institute of Power Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus,
Minsk, Belarus
2Academy of Governance under the President of the Republic of Belarus, Minsk, Belarus
Abstract: RELEVANCE. Energy security is an important element of sustainable socio-economic development for the State as a whole and for individual regions. THE PURPOSE. The main purpose of the work is the need to assess the state of energy security of the country’s regions. The problem of ensuring the energy security of the regions has now acquired particular relevance, in connection with the increasing impact of threats to the sustainable development of energy facilities at various levels. Ensuring energy security is one of the important elements of sustainable socio-economic development of both the state as a whole and its individual regions. METHODS. As part of the implementation of this goal, a literature review of existing methods for assessing the state of energy security was carried out, indicating unresolved issues on this problem, list of indicators and indicators of energy security was formed, their selection was made in accordance with the previously conducted study on the analysis of the significance of risks and threats. RESULTS. The article proposes a classification of indicators according to two criteria, where, on a functional basis, the selected indicators were combined into groups: production, financial and informational nature (caused by the use of digital technologies). The emergence of an information group is associated with the active introduction of digital solutions in the country’s energy industry. The second classification criterion was a modified system for combining indicators into blocks with the formation of an additional block of indicators. The calculation of indicators that significantly affect the level of energy security is carried out and an analysis of the energy security of the regions in the context of sustainable development and digital transformation in the country’s energy sector is carried out. CONCLUSION. The data obtained are recommended for use in the development of measures to improve the energy security of the regions of the Republic of Belarus.
Keywords: energy security; Indicators; analysis of regions; digital transformation.
For citation: Zorina T.G., Panasyuk V.V. Analysis of energy security of the regions of the republic of belarus in the context of sustainable development and digital transformation. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15;3(59):118-129.
МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КОЛЛАБОРАЦИЕЙ УНИВЕРСИТЕТА И ПРЕДПРИЯТИЯ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ СОВМЕСТНОЙ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ХОЛДИНГОВОГО ПОДХОДА
Коркин В.С.
Национальный исследовательский университет «МЭИ», Россия, г. Москва
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. В условиях необходимости интенсификации инновационной деятельности и снижения ее рисков возрастает потребность в разработке эффективных моделей управления коллаборацией университетов и промышленных предприятий. На текущий момент предприятия ориентированы на мгновенные финансовые показатели, что приводит к единичным товарно-денежным сделкам с университетами и не позволяет в перспективе выстроить единую замкнутую научно-производственную цепочку. Ситуацию усугубляет сложная иерархия структурных единиц управления инновационной деятельностью в университете. Только долговременные партнерские отношения университета и предприятия через полную вовлеченность в процессы взаимодействия принесет необходимый эффект от инновационной деятельности. ЦЕЛЬ. Разработка моделей управления коллаборацией университета и предприятия для формирования долгосрочных замкнутых научно-производственных цепочек, ориентированных на извлечение экономического эффекта от совместной инновационной деятельности. МЕТОДЫ. Статистический анализ действующих и вновь создаваемых малых инновационных предприятий. Методы структурно-функционального моделирования. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе анализа практики взаимодействия университетов и предприятий составлены модели управления их коллаборацией при осуществлении совместной инновационной деятельности. Установлено, что на данный момент большинство малых инновационных предприятий, создаваемых для коммерциализации разработок являются убыточными или низкодоходными, что требует совершенствования холдингового подхода к управлению. Усовершенствована модель управления коллаборацией университета и предприятия на основе холдингового подхода с учетом реализации распределенной и централизованной координации управления инжиниринговым центром. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложенные усовершенствования модели позволяют обеспечить консолидацию ресурсов всех подразделений для реализации инновационных проектов и снизить стоимость входа предприятий в инновационную инфраструктуру университета, таким образом, обеспечив возможности для эффективного сотрудничества университета и производств как в направлении инвестиционного предпринимательства, так и трансфера технологии, выстраивая долговременные замкнутые научно-производственные цепочки.
Ключевые слова: инновации; университет; производство; коллаборация; модель управления; холдинговый подход; малые инновационные предприятия.
Для цитирования: Коркин В.С. О модели управления коллаборацией университета и предприятия при осуществлении совместной инновационной деятельности на основе холдингового подхода // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 130-142.
MODELS OF UNIVERSITY AND ENTERPRISE COLLABORATION MANAGEMENT IN THE IMPLEMENTATION OF JOINT INNOVATION ACTIVITIES BASED ON THE HOLDING APPROACH
Korkin V.S.
National Research University “Moscow Power Engineering Institute”, Russia, Moscow
Abstract: RELEVANCE. In the context of the need to intensify innovation activity and reduce its risks, there is an increasing need to develop effective models for managing the collaboration of universities and industries. Currently, industries are focused on instant financial indicators, which leads to single commodity-money transactions with universities and does not allow building a single closed research and production chain in the future. The situation is aggravated by the complex hierarchy of structural units for managing innovation activities at the university. Only long-term partnerships between the university and industries through full involvement in the interaction processes will bring the necessary effect from innovation. GOAL. Development of models for managing the interaction between universities and industries to form long-term closed research and production chains focused on extracting economic benefits from joint innovation activities. METHODS. Statistical analysis of existing and newly created small innovative enterprises. Methods of structural-functional modeling. RESULTS. Based on the analysis of the practice of interaction between universities and industries, models for managing their collaboration in the implementation of joint innovation activities have been compiled. It has been established that at the moment most of the small innovative enterprises created for the commercialization of developments are unprofitable or low-income, which requires the improvement of the holding approach to management. The model of university and industries collaboration management has been improved based on the holding approach, taking into account the implementation of distributed and centralized coordination of engineering center management. CONCLUSION. The proposed improvements to the model make it possible to ensure the consolidation of resources of all departments for the implementation of innovative projects and reduce the cost of entering enterprises into the innovative infrastructure of the university, thus providing opportunities for effective cooperation between the university and industries both in the direction of investment entrepreneurship and technology transfer, building long-term closed scientific and production chains.
Keywords: innovation; university; production; collaboration; management model; holding approach; small innovative enterprises.
For citation: Korkin V.S. Models of university and enterprise collaboration management in the implementation of joint innovation activities based on the holding approach. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15; 3(59):130-142.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И НОВЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ И НОРМИРОВАНИЯ ТРУДА ИТ-СПЕЦИАЛИСТОВ
Юдина С.В.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, г. Казань, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ исследования определяется, с одной стороны, ростом влияния интеллектуального труда на эффективность функционирования социально-экономических систем, а с другой стороны – невозможностью применения к интеллектуальному труду традиционных методологических подходов.
ЦЕЛЬ. Провести теоретический анализ и библиографический обзор современных литературных источников по вопросу организации интеллектуального труда в целом в организациях и выявить консенсус по частным вопросам: целесообразности планирования интеллектуальных трудовых ресурсов, возможности нормирования труда специалистов и т.п. Выводы сопоставить с результатами смежных инициативных исследований и подтвердить/ опровергнуть рабочие гипотезы, в частности – о росте доли рутин в трудовых процессах ИТ-специалистов. МЕТОДЫ. Цель была достигнута на основе синтеза основных положений организации труда и управления человеческими ресурсами. В процессе исследования использовались как общенаучные методы анализа и синтеза, методы системного анализа, так и методы структурного, функционального, ситуационного, компаративного, статистического и социологического анализа. РЕЗУЛЬТАТЫ. Доказанное, в том числе, и в данном исследовании, изменение структуры рабочего времени интеллектуального работника свидетельствует о новых предпосылках для организации их труда. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Кроме обоснования необходимости, работа содержит ряд авторских выводов, которые позволяют выбрать подходы к нормированию интеллектуального труда.
Ключевые слова: интеллектуальный труд; организация труда; планирование ресурсов; ИТ-специалисты; планирование рабочего времени; нормативная трудоемкость.
Для цитирования: Юдина С.В. Теоретические предпосылки и новые практические основания организации и нормирования труда ит-специалистов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 143-155.
THEORETICAL BACKGROUND AND NEW PRACTICAL BASIS FOR THE ORGANIZATION AND REGULATION OF IT-SPECIALISTS WORK
SV. Yudina
Kazan National Research Technical University A.N. Tupolev – KAI, Kazan, Russia
Abstract: The RELEVANCE of the research is determined, on the one hand, by the growing influence of intellectual labor on the efficiency of the functioning of socio-economic systems, and, on the other hand, by the impossibility of applying traditional methodological approaches to intellectual labor. THE PURPOSE. Conduct a theoretical analysis and bibliographic review of modern literary sources on the organization of intellectual labor in general in organizations and identify consensus on particular issues: the feasibility of planning intellectual labor resources, the possibility of rationing the work of specialists, etc. Compare the conclusions with the results of related initiative studies and confirm / refute the working hypotheses, in particular, about the increase in the share of routines in the work processes of IT specialists. METHODS. The goal was achieved on the basis of a synthesis of the main provisions of the organization of labor and human resource management. In the process of research, both general scientific methods of analysis and synthesis, methods of system analysis, as well as methods of structural, functional, situational, comparative, statistical and sociological analysis were used. RESULTS. Proven, including in this study, the change in the structure of the working time of an intellectual worker indicates new prerequisites for the organization of their work. CONCLUSION. In addition to substantiating the need, the work contains a number of author’s conclusions that allow you to choose approaches to the regulation of intellectual work.
Key words: intellectual labor; labor organization; resource planning; IT specialists; work time planning; normative labor intensity.
For citation: Yudina SV. Theoretical background and new practical basis for the organization and regulation of it-specialists work. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023; 15; 3(59):143-155.
ПРЕДПОСЫЛКИ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ КРЕСТЬЯНСКИХ (ФЕРМЕРСКИХ) ХОЗЯЙСТВ В РЕСПУБЛИКЕ ТАТАРСТАН
Михайлова Л.В.
ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», г. Казань, Россия
Резюме: В статье изучаются вопросы функционирования крестьянских (фермерских) хозяйств в современных условиях, в связи с чем автором предлагается дополнения в части терминологии «развитие крестьянских (фермерских) хозяйств». На основе проведенных исследований выявлены направления развития сельского хозяйства республики, которые можно применить и в практической деятельности фермерских хозяйств. Обобщены и приведены основные инструменты государственной поддержки фермеров за рубежом, для устойчивого функционирования и развития крестьянских (фермерских) хозяйств в Республике Татарстан возможным считается применение некоторых аспектов зарубежного опыта, а именно применение кластерного подхода в кооперации крестьянских (фермерских) хозяйств. Актуальность данной работы обусловлена тем, что для эффективного развития сельского хозяйства в России в целом на фоне санкционной политики в условиях необходимого импортозамещения необходимо формирование и устойчивое развитие малого и среднего предпринимательства, в числе которых крестьянские (фермерские) хозяйства.
Ключевые слова: крестьянские (фермерские) хозяйства; малое и среднее предпринимательство; сельские территории, кластерная кооперация; экспорт агропромышленного комплекса; эффект синергии.
Для цитирования: Михайлова Л.В. Предпосылки эффективного развития крестьянских (фермерских) хозяйств в Республике Татарастан // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 156-162.
PREREQUISITES FOR THE EFFECTIVE DEVELOPMENT OF PEASANT (FARMER) FARMS IN THE REPUBLIC OF TATARSTAN
L.V. Mikhaylova
Kazan State Agrarian University
Abstract: The article examines the issues of the functioning of peasant (farm) farms in modern conditions, in connection with which the author proposes additions to the terminology «development of peasant (farm) farms». Based on the conducted research, the directions of the development of agriculture of the republic have been identified, which can be applied in the practical activities of farms. The main tools of state support for farmers abroad are summarized and presented. For the sustainable functioning and development of peasant (farmer) farms in the Republic of Tatarstan, it is considered possible to apply some aspects of foreign experience, namely, the use of a cluster approach in the cooperation of peasant (farmer) farms. The relevance of this work is due to the fact that for the effective development of agriculture in Russia as a whole against the background of the sanctions policy in the conditions of necessary import substitution, it is necessary to form and sustainably develop small and medium-sized businesses, including peasant (farmer) farms.
Key words: peasant (farmer) farms; small and medium-sized enterprises; rural areas; cluster cooperation; export of agro-industrial complex; synergy effect.
For citation: Mikhaylova LV. Prerequisites for the effective development of peasant (farmer) farms in the Republic of Tatarstan. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15; 3(59):156-162.
РАСЧЕТ КАМЕННЫХ СТЕН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ПЛАСТИЧНОСТИ
1Поздеев М.Л., 1Лихачева С.Ю., 1Смагин И.В., 2Радайкин О.В.
1 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, г. Нижний Новгород, Россия;
2 Казанский государственный энергетический университет, г.Казань, Россия.
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в развитии методов расчета стен каменных зданий, позволяющих перейти от анализа одноосных моделей, заложенных в современных нормативных документах по проектированию каменных зданий, к двухосным с учетом физической нелинейности каменных кладок. ЦЕЛЬ. Разработать методику расчета неармированных каменных стен с использованием деформационной теории пластичности на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил в программном комплексе SCAD++ и сравнить результаты численного моделирования с результатами известных экспериментальных исследований. МЕТОДЫ. При решении поставленных задач применялись методы конечно-элементного анализа с моделью физической нелинейности по деформационной теории пластичности, реализованной средствами SCAD++, метод градиентного спуска средствами библиотеки NumPy и Matplotlib для языка программирования Python. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье проведено сравнение и дана оценка применимости расчета неармированных каменных стен на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил с использованием модифицированной деформационной теории пластичности в SCAD++ c результатами экспериментальных исследований каменных стен. Проведено сравнение аппроксимирующих функций, описывающих зависимость прочности кладки от прочности камня и раствора. Определены параметры характеристических точек диаграммы деформирования каменной кладки. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты расчета каменной стены с использованием деформационной теории пластичности показали недооценку несущей способности при всех величинах обжатия вертикальной силой в сравнении с экспериментальными данными. Наилучшее соответствие результатам эксперимента достигнуто при уровнях обжатия 0,5÷0,75 от предельной вертикальной силы. Полученные результаты показали возможности использования и обозначили границы применимости деформационной теории пластичности, реализованной в программном комплексе SCAD++, для расчета каменных стен с учетом физической нелинейности.
Ключевые слова: каменная кладка; деформационная теория пластичности; диаграмма деформирования; разупрочнение.
Для цитирования: Поздеев М.Л., Лихачева С.Ю., Смагин И.В., Радайкин О.В. Расчет каменных стен с использованием деформационной теории пластичности // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. №3 (59). С. 163-174.
SIMULATION OF MASONRY WALL USING THE DEFORMATION THEORY OF PLASTICITY
1 M.L. Pozdeev, 1 S.Yu. Likhachyova, 1 I.V. Smagin, 2 O.V. Radaikin
1 Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering,
Nizhny Novgorod, Russia
2 Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia.
Abstract: RELEVANCE of the study lies in the development of methods for calculating the walls of masonry buildings, allowing us to move from the analysis of uniaxial models, laid down in modern normative documents on the design of masonry buildings, to biaxial ones, taking into account the physical nonlinearity of masonry. OBJECT. To develop a method of calculation of unreinforced masonry walls using the deformation theory of plasticity for the joint action of vertical and horizontal forces in the SCAD++ software package and to compare the results of numerical modeling with the results of known experimental studies. METHODS The methods of regression analysis, finite element method (FEM) with the model of physical nonlinearity according to the deformation theory of plasticity, realized by means of SCAD++, methods of gradient descent (steepest descent) by means of NumPy and Matplotlib library for Python were used in solving the set tasks. RESULTS. The article compares and evaluates the applicability of calculation of unreinforced masonry walls for the joint action of vertical and horizontal forces with the results of experimental studies of masonry walls. The approximating functions describing the dependence of masonry strength on the strength of stone and mortar are compared. Parameters of characteristic points of the masonry stress-strain diagram are determined. CONCLUSION. The results of masonry wall calculation using the deformation theory of plasticity showed more conservative strength results at all values of vertical force compression in comparison with the experimental data. The best convergence was achieved at compression levels of 0.5÷0.75 of the ultimate force. The obtained results showed the possibilities of using and outlined the limits of applicability of the deformation theory of plasticity for the calculation of masonry walls with regard to physical nonlinearity.
Keywords: masonry; deformation theory of plasticity; stress-strain curve; softening diagram.
For citation: Pozdeev M.L., Likhachyova S.Yu., Smagin I.V., Radaikin O.V. Simulation of masonry wall using the deformation theory of plasticity. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15; 3(59):163-174.
ВИБРОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Саденко Д.С 1., Гарькин И.Н2., Маилян Л.Р 3., Сабитов Л.С.4
1ООО «Современные строительные решения», г. Пенза, Россия
2 Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (Первый казачий университет), г. Пенза, Россия,
3Донской государственный технический университет, г. Ростов на Дону,
4Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в том, что существует проблема реалистичной оценки строительных конструкций, использующихся как основа для высокотехнологичного промышленного оборудования. Особенно данная проблема актуально для машиностроительного оборудования, создающего динамическую нагрузку на конструкции. ЦЕЛЬ. Проанализировать ход проведения виброметрического обследования строительных конструкций и дать рекомендации по оптимальному его проведению (с разработкой заключения по на его основе). МЕТОДЫ. Работа основана на обработке эмпирических результатов, полученных в ходе анализа проведения исследований конструкций фундамента под токарно-карусельный станок с ЧПУ мод. DORRIES VC2400/200V. РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследований показали, что выбранный метод и оборудование обследования смогли отразить наиболее реалистичную картину состояния строительных конструкций. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Способ проведения аналогичного обследования строительных конструкций, может быть использован при экспертизе различных элементов зданий и сооружений являющихся основой для промышленного оборудования
Ключевые слова: строительные конструкции; обследование; техническая экспертиза; виброметрические методы; промышленное оборудование; фундамент; динамическая нагрузка.
Благодарности: исследование выполнено в рамках выполненной хоздоговорной работы НИР № 34-45.
Для цитирования: Саденко Д.С., Гарькин И.Н., Маилян Л.Р., Сабитов Л.С.. Виброметрические методы диагностики строительных конструкций // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. № 3 (59). С.175-189.
VIBROMETRIC METHODS FOR DIAGNOSTICS OF BUILDING STRUCTURES
Sadenko D.S. 1., Garkin I.N.2., Mailyan L.R. 3, Sabitov L.S. 4
1LLC “Modern Construction Solutions”, Penza, Russia
2 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Moscow State University of Technology and Management named after. K.G. Razumovsky (First Cossack University)», Penza, Russia,
3Don State Technical University, Rostov-on-Don,
4FGAO VO Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia
Abstract: The RELEVANCE of the study lies in the fact that there is a problem of realistic assessment of building structures used as the basis for high-tech industrial equipment. This problem is especially relevant for mechanical engineering equipment that creates dynamic loads on structures. TARGET. Analyze the progress of the vibrometric examination of building structures and give recommendations for its optimal implementation (with the development of a conclusion based on it). METHODS. The work is based on the processing of empirical results obtained during the analysis of research into foundation structures for a CNC lathe mod. DORRIES VC2400/200V. RESULTS. The research results showed that the chosen survey method and equipment were able to reflect the most realistic picture of the condition of building structures. CONCLUSION. The method of conducting a similar examination of building structures can be used in the examination of various elements of buildings and structures that are the basis for industrial equipment
Keywords: building structures; inspection; technical expertise; vibrometric methods; industrial equipment; foundation; dynamic load.
Acknowledgments: The study was carried out within the framework of the completed contractual research work No. 34-45
For citation: Sadenko D.S., Garkin I.N., Mailyan L.R., Sabitov L.S. Vibrometric methods for diagnosing building structures. BULLETIN OF THE KAZAN STATE ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023;15:3 (59):175-189.
УСИЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ФИБРОАРМИРОВАННЫМ ПЛАСТИКОМ
Гарькин И.Н.1.,Булавенко В.О.1, Сабитов Л.С.2, Снежкина О.В.3, Айменов Ж.Т.4
1Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (Первый казачий университет), г. Пенза, Россия,
2 Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, г. Пенза, Россия
4 НОА «Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова, г.Шымкент, Республика Казахстан
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Необходимость разработок новых методов усиления железобетонных балок при реконструкции действующих зданий предприятий военно-промышленного и энергетического комплекса. ЦЕЛЬ. Произвести анализ существующих конструктивных решений усиления балок. Выявить их положительные и отрицательные стороны. Разработать метод усиления железобетонных балок. МЕТОДЫ. Для увеличения площади сечения сжатой зоны, зазоры в 30-40мм между накладками и плитами перекрытий целесообразно зачеканивать мелкозернистым бетоном, жесткой консистенции, класса В20-В25. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработана новая конструкция усиления, отличием от затяжки является дополнительное усиление сжатой зоны стальными уголками наклеенными на боковую поверхность ригеля (на расстояние 30-40 мм от верхней грани.) и усиленные стальными шпонками, при этом часть шпонок можно заменить на болты, вклеенные в предварительно заготовленные шпуры. Усиление вблизи опор наклейкой V — образными хомутами из фиброармированного пластика.
Ключевые слова: строительные конструкции; обследование; техническая экспертиза; железобетонные балки; усиление конструкций; фибропластик.
Благодарности: исследование выполнено в рамках выполненной хоздоговорной работы НИР № 34-47
Для цитирования: Гарькин И.Н., Булавенко О.В., Сабитов Л.С., Снежкина О.В., Айменов Ж.Т. Усиления конструкций фиброармированным пластиком// Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15. № 3 (59). С.190-201.
REINFORCING STRUCTURES WITH FIBER REINFORCED PLASTIC
Garkin I.N.1., Bulavenko V.O. 1, Sabitov L.S.2, Snezhkina O.V.3, Aimenov Z.T.4
1 Moscow State University of Technology and Management named after. K.G. Razumovsky (First Cossack University), Penza, Russia,
2Kazan State Power Engenering University, Kazan, Russia
3 Penza State University of Architecture and Construction, Penza, Russia
4South Kazakhstan University named after. M.Auezova, Shymkent, Republic of Kazakhstan
Abstract: RELEVANCE. The need to develop new methods for strengthening reinforced concrete beams during the reconstruction of existing buildings of military-industrial and energy complex enterprises. TARGET. Analyze existing structural solutions for strengthening beams. Identify their positive and negative sides. Develop a method for strengthening reinforced concrete beams. METHODS. To increase the cross-sectional area of the compressed zone, it is advisable to caulk gaps of 30-40 mm between the linings and floor slabs with fine-grained concrete, hard consistency, class B20-B25. CONCLUSION. A new reinforcement design has been developed, the difference from the tightening is the additional reinforcement of the compressed zone with steel corners glued to the side surface of the crossbar (at a distance of 30-40 mm from the top edge) and reinforced with steel keys, while some of the keys can be replaced with bolts glued into pre-prepared boreholes. Reinforcement near the supports with a sticker V — shaped clamps made of fiber-reinforced plastic.
Keywords: building structures; inspection, technical expertise; reinforced concrete beams; structural reinforcement, fiber plastic.
Acknowledgments: The study was carried out within the framework of the completed contractual research work No. 34-47.
For citation: Garkin I.N., Bulavenko O.V. Sabitov L.S., Snezhkina O.V.,Aimenov Z.T. Reinforcing structures with fiber reinforced plastic. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2023; 15; 3(59):190-201.