Автомобиль шинасының шығу тарихы мен даму бағытгары 14

№2 2010  г.
числа жителей  и  количества  автомобилей,  масштабней  застройки  и  асфальтирования 
территорий. В свете решения проблем окружающей среды важно чтобы люди гораздо 
боже  спокойно  относились  к  ней,  комплексно  рассматривали  проблемы  загрязнения 
воздуха, водных объектов, утилизации отходов и пр.
Важноі, чтобы мировое сообщество архитекторов и строителей активно способс­
твовало системному продвижению «экоумных» зданий, приняло ряд инновационных 
проектов  по  снижению  потребления газа и  других ресурсов  в  реконструируемых  и 
эксплуатируемых  зданиях,  а  также  уменьшению  их  влияния  на  природную  среду. 
В концепции построения  экологичных зданий особе  внимание необходимо уделять 
использованию  возобновляемых  ресурсов,  таких  как  солнечная  энергия,  а  также 
активных  и  пассивных  систем  обогрева  зданий  и  фотогальванических  элементов, 
материалов, которые сертифицированы для экологического применения и выделяют 
мало токсичных испарений и т.д.
ЛИТЕРАТУРА
1. Теличенко В.И., Слесарев М.Ю., Стойков В.Ф.  Управление экологической 
бе­
зопасностью строительства.-М.: АСВ, 2005.-326с.
2. Байбурин А.Х., Головшв С.Г.  Качество и безопасность строительных технологий. 
Челябинск: ЮУрГУ, 2006.-453с
3. Хомич В.А. Экология городской среды. М.:АСВ,2006, 238 с.
4. Темпл Н. Методы изменэшя мира. Банк глобальных идей. Институт социальных 
изобретений. М:Добрая книга, 2006.-400с.
45

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
А.М. Жаябаев 
УДК УДК 621.31 (574.25)
Инновационный Евразийский университет
ПРОБЛЕМЫ  РАЗВИТИЯ 
ЭНЕРГЕТИКИ  НА ОСНОВЕ ВЭУ 
И  ПУТИ  ИХ РЕШЕНИЯ
Автор үнемділігін сызып көрсету кезінде энергияны өндіру кезінде 
желді дәстурлі энергия станцияларын сапыстырмасын үсынады.
The  author  o f the  article  describes  the problems  o f the power 
engineering on the basis o f the non-traditional resources o f energy.  The 
numeric data are also represented.
Около  60%  эжктрической  энергии,  вырабатываемой  в  Республике  Казахстан, 
приходится на тепловые электрические станции Павлодарской области. Недостатка 
в электроэнергии мы не испытываем. Запасы каменного угля Экибастуз -  Майкубеы- 
ского бассейна составляет 12,5 млрд. тонн. Этого запаса каменного угля хватило бы 
для нормальной работы тепловых эжктростанций всего мира на два года.  Надолго 
ли хватит каменного угля для работы  Экибастузкой ГРЭС -  1  и ГРЭС -  2, Аксуской 
ГРЭС  и  других тепловых эжктростанций  области.  Во  что  нам может обойтись  се­
годняшний комфорт,  связанный с достатком эжктроэнгргии.  Мир рано или поздно 
столкнется  с  тем,  что  запасы  нгвозобновляемых  сырьевых  ресурсов  -   нефти,  газа 
и угля -  будут исчерпаны.  Чем активнге  мы используем, тем меньше их  остается и 
тем дороже они нам обходятся. По расчетам специалистов, при нынешних объемах 
добычи угля на Земж хватит ж т на 400 -  500, а шфти и газа максимум на столетие. 
К  тому  же  опустошение  земных  нгдр  и  сжигание  топлива  уродует  плангту,  и  год 
от года ухудшают ее  экологию.  Одним  словом,  перед человечеством  стоит задача 
освоения  экологически чистых  возобновляемых,  или,  как  их  еще  называют,  нетра­
диционных источников энергии.  Среди них лишь энергия Солнца и ветра поистинг 
нгисчерпаема и не вносит практически никаких изменений. Среди прочих видов сол- 
нгчной эшргии, энергия ветра является наибоже доступной в плане преобразования 
ее в другие виды эшргии.
Попытки использовать энгргию в крупномасштабной эшргетике, предпринятые в 
тридцатых -  сороковых годах прошлого века, оказались гесвсевременными и потерпели 
нудачу. Нефть оставалась сравнительно дешевей, устойчиво сокращались капитальные 
вложения  в  строительство  тепловых  эжктростанций,  развитие  гидроэгергетики,  как 
тогда оказалось, гарантировало низкие цены на энгргоносители и удовлетворительную 
экологическую чистоту.
46

№2 2010 г.
За рубежом  нетрадиционная энгргетика начала всерьез развиваться посж  нгфтя- 
ного кризиса середины  1970 -  х годов. По данным Международного энгргетического 
агентства,  сегодня производство  эжктроэнгргии  за счет возобновляемых источников 
оценивается боже чем в 200 млрд.  кВт ч,  или около 2%  всей производимой эшргии. 
Значительную  ее  часть  дают  ветроэшргетические  станции,  и  роль  их  стремительно 
возрастает.
Однако, в  1960 -  1980 годы ветроэшргетические станции (ВЭС) до прибыльности 
ш  дотягивали. Что же сделали развитые страны? Они дотировали ветроэнергетическую 
отрасль на государственном уровш, так, как в бывшем СССР было дотировано сельское 
хозяйство, с той лишь разницей, что у них результат был очень удачным. Мировая вет­
роэнергетика вышла на самостоятельную прибыль и существует без каких -  либо дотаций, но 
при активном госрегулировании. По посхвдним сведошям, к концу 2003 года общая мощность 
всех установшшых в мире ВЭС достигла 35000 МВт, в том чисж в Дании 3400 МВт, в Герма- 
нии 14500 МВт и увеличивается на 500 -  800 МВт ежегодно (упомянутые страны занимают 
лидирующее положите в ветроэшргегическсй отрасли.
Ведущие европейские компании выпускают серийные ветродвигатели мощностью 
660,  850,  1800 и 2000 кВт, предназначенные для работы на энергосеть. Несколько ж т 
назад появились ветроустановки мегаваттной мощности с размахом лопастей 90 метров 
и боже. К 2010 году в США планируют довести мощность ветроустановок до 80000 МВт 
(около 5  % от общей мощности), а в Дании за счет штрадиционных возобновляемых 
источников, в том чисж ветроэшргетики, намереваются получить до 20% эшргии.
В то время как в развитых странах ветроэшргетическая отрасль быстро и мощно 
развивается,  в России ее шзаслуженно обходят вниманием. В  1960 -   1980 годы эшр- 
гетическая отрасль России была ориентирована на строительство крупных ТЭС, ГЭС 
и АЭС. Естественно^ развитие малой эшргетики, в том чисж и ВЭС, затормозилось. И 
только к началу 1990 - х  годов, значительно позже, чем в других странах, в СССР вновь 
заговорили  о  практическом  использовании  ветроэшргетических  установок  (ВЭУ),  и 
встал вопрос  об организации их производства.  К работам в порядке конверсии были 
привлечены военные предприятия, которые организовали производство ВЭУ мощностью 
200,250 и 1000 кВт. Но в начаж 9 0 - х  годов в бывшем СССР начался экономический 
кризис, и работы на всех объектах ветроэнергетики практики остановились. В резуль­
тате чего сегодня Россия значительно отстает от развитых стран как в эффективности 
энергосбережения, так и в развитии малой нетрадиционной эшргетики, основанной на 
использовании  экологически  чистых  возобновляемых эшргоресурсов,  в  том  чисж  и 
ветра. В России сейчас действует всего 3 - 4  десятка ветроэжктростанций. Об их вкладе 
в эшргетику страны говорить не приходится.
В Республике Казахстан ситуация с использованием ветроэшргетики ш  лучше, чем 
в России. В основном это ВЭУ мощностью до 5 кВт, применяемые в качестве индиви­
дуальных электрических станций малой мощности в отдалэшых районах, фермерских 
хозяйствах, радиостанциях и других случаях. Несколько десятков ВЭУ мощностью до 4 кВт 
было изготовішо на предприятии ТОО «Компания Кран -  Трейд» в г. Павлодара. Посждние 
ш нашли спроса на рынке, в основном, в связи с их высокой стоимостью (1000 у.е. за каждый 
кВт мощности).
Развитие  эшргетики  в  Павлодарской  области  идет  на  основе  возобновляемых 
источников эшргии, что ведет к истощению природных запасов топлива и ухудшению 
экологической  обстановки.  Пробжма может быть решена на основе  мирового  опыта 
путем развития ветроэшргетики.  Наиболее целесообразным и эффективным является
47

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
путь саморазвития: изучения состояния вопроса, проектирование ВЭУ малой мощности 
(на  первоначальном  этапе)  и  их  иссждование  с  целью  выработки  рекомендаций  по 
обеспечению оптимальных параметров ВЭУ и возможности их работы в автоматическом 
режиме при минимальней себестоимости, на основе накопжнного мирового опыта. Такой 
путь, позволит создать собственную ветроэнгргетическую индустрию и выйти на уровень 
мировых достижений в области развития ^традиционных возобновляемых источников 
эшргии. Принятое для реализации направжние по развитию штрадиционной эшргетики 
вписывается в одно из приоритетных направлений по прикладным и фундаментальным 
иссждованиям, рекомендованным МОН РК, - «Нетрадиционные источники эшргии».
ЛИТЕРАТУРА
1. Наука и жизнь, № 3,2004г.
2. vetro-svet.spb.ru
3.  Шефтер Я.И. Использование эшргии ветра, 2 изд.; Перераб. и доп. М.: Энерго- 
атомиздат,  1983.-200 с.
48

№2 2010 г.
А.М. Жаябаев
Инновационный Евразийский университет
ЭНЕРГИЯ  ВЕТРА 
СТАНОВИТСЯ 
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОЙ
УДК 620.91
Мацалада  желді-энергетикалық  станцияларды  дамыту 
мәселелері ашылган,  оларды шешудің жолдары усынылган.
The article discovers the problems o f the wind power supply sta­
tions ’ development.  The problems o f salvation are also offered.
В период до 2030 г.  основные объёмы производимой электроэнергии будут 
основываться на технологиях CCGT (комбинированный цикл с газовой турбиной), 
угольных паровых турбин, IGCC (комбинированный цикл с внутршшй газифика­
цией - производство электричества из первоначально газифицированного угля), 
ядерной и ветровой эш ргии.  Энгргию ветра нельзя непосредственно сравнивать 
с традиционными технологиями из-за ее измшчивой природы. Полезно, тем нг 
м ак е, включить ее в сравнительную таблицу цен на выработку эшргии, поскольку 
она начинает играть важную роль в структуре производства элгктроэнгргии нгко­
торых стран. Диапазон капиталовложший и цен на топливо в основном отражает 
региональные особшности. Капиталовложения варьируются следующим образом: 
от 2000 долл  до 2500 долл  за кВт для ядерной эшргии;  от 550 до  650 долл  за 
кВт для CCGT ; от 1200  до  1400 долл за кВт для угольных паровых турбин; от 
1400  до  1600 долл за кВт для IGCC и от 900  до  1100 долл за кВт для ветровых 
эжктростанций. Цены на топливо колеблются от 0,4 долл до 0,6 долл за млнБТЕ 
для ядерной эшргии; от 5 до 7 долл за млнБТЕ для газа и от 40 долл до 70 долл 
за тонну для каменного угля. Средний коэффицишт загрузки при использовании 
ветровой эш ргии варьируется от 25 до 32 процентов.
49

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Ц вш  на производство эжктроэнгргии, показанные на рисунке,  основаны на техно­
логиях, которые, как ожидается, будут играть главную роль в течение ближайших десяти 
jkt
, и на ценах на газ приблизительно от 6 до 7 долл за млн. БТЕ. Учитывая рост цен на 
газ, можно ожидать, что CCGT перестанет быть наибоже конкуреятспособной техноло­
гией. Таким образом, сждует ожидать измошия тенденции, основанной на ожиданиях 
низких цен на газ в размере около 3 долл за млн. БТЕ, наметившейся в начаж 90-х годов 
в ОЭСР. К 2030 г. прогнозная цша эжктроэнгргии, произведённой по технологии CCGT, 
составит около 5-7 центов за кВт, в то время как цша эжктроэшргии,  произведением 
на угольных эжктростанциях будет варьироваться в пределах от 4 до 6 центов за кВт. 
Производство эжктроэнгргии путем сжигания камашого угля в настоящее время вполнг 
конкурштноспособно  на американском рынке, и жсколько угольных эжктростанций 
находятся в данное время на стадии проектирования или строительства. Новые произ­
водства эжктроэнгргии при помощи сжигания газа в  Соединашых  Штатах временно 
остановгаы в связи с высокими цаіами на газ и недостаточной инфраструктурой СНГ. 
Во многих случаях стоимость выработки эжктроэнгргии при помощи новых угольных 
паровых турбин æ  только ниже стоимости выработки CCGT, но и также ниже цоі на 
газ, что составляет боже трех четвертей общих производствшных цш CCGT. IGCC за­
воды все еще остаются неконкурентноспособными. В настоящее время в США строятся 
или проектируются нгсколько предприятий (16 гигават или около одней пятой от общей 
планируемой производственной мощности), финансируемых правительством. Ожидается 
увеличение их конкурентноспособности в связи с техническим улучшением, снижением 
капиталовложошй и ужесточшием экологических требований. Наибоже конкурштоспо- 
собнсй эта технология считается в тихоокеанском регионе ОЭСР. В настоящее время на 
европейском рынке угольная генерация является дешевж газовой. Разница между этими 
двумя способами здесь мгаге заметна, чем в Ссединашых Штатах, так как европейские 
цвды  на утоль  в  средшм  приблизительно  в  два раза  выше,  а  цены  на газ  шсколько 
ниже. Большинство строящихся и проектируемых сегодня эжктростанций основаны на 
технологии CCGT. Для либерализованных рынков наибоже привжкательным вариан­
том является технология CCGT.  Снижение коэффициэнта загрузки таких станции æ  
ведет к значительному увеличению стоимости вырабатываемой эжктроэнгргии, как это 
происходит в случае с ядерными эжктростанциями и эжктростанциями, работающими 
на угж. Эжктростанции CCGT могут быть пострсшы относительно быстро^ в течение 
трёх жт, или даже быстрее. Планируемые ужесточения в области ограничения выбросов 
С 02 делают газ ещё боже привжкательным по сравнению с углём.  Есть м нате, что 
в  будущем тоедащия по  преимуществшному  увеличению  газовой  говрации  может 
измениться за счёт удорожания газа по сравшопо с углём и роста обеспокоенности по 
поводу безопасности газовых поставок. Уже сейчас измаипотся в сторону увеличения
50

№2 2010 г.
планы  по  строительству  новых  угольных  эжктростанций  в  нгкоторых  европейских 
странах. Производство эжктроэнгргии на ветряных станциях является боже дорогим, 
чем на угольных и в меньшей мере, чем на газовых,  однако в случаях определённого 
(как правило  удалённого)  расположения таких  производств,  оно  может  быть  вполне 
конкурентоспособна Предполагается, что производство эжктроэнгргии на основе ядер- 
ного топлива будет дешевж, чем с использованием газа, но нгсколько дороже, чем при 
использовании угля. Повышение стоимости угжводородного сырья в посжднге время 
делает ядерную и ветряную энгргию всё боже экономически привжкательными.
Примечание:
CCGT - combined cycle gas turbine - комбинированный цикл с газовой турбиной
IGCC  - integrated gasification combined cycle - комбинированный цикл с внутрашгй 
газификацией (производство эжктричества из первоначально газифицированного угля)
МЭА: Обзор Мировой эшргетики 2007
Международное энергетическое агентство (МЭА) выпустило Обзор мировой эшр­
гетики за 2007 год (WORLD ENERGY OUTLOOK 2007). Обзор показывает, что выбор 
альтернативных  сценариев  развития  эшргетики  перестаёт  быть  интеллектуальным 
упражнением, а становится шотложной нэобходимостью.  Развитие экономики в Китае 
и Индии ведёт к беспрецедентному росту уровня жизни  в этих странах, расширению 
мировсй торговли и одновременно -  к стремительному росту потребления эшргии.  Но 
изменения в мировсй эшргетике в ближайшие десятилетия затронут ш  только эти две 
страны, а практически все страны мира. Согласно базовому сценарию МЭА, мировая 
потребность в эшргии возрастёт к 2030 году в полтора раза по сравжнию с нышшним 
уровнем. 45 процентов этого прироста придётся на долю Индии и Китая, потребности 
которых к 2030 году боже чем удвоятся по сравжнию с 2005 годом. Ископаемые эжрго- 
ресурсы по-прежнему будут доминировать в производстве эшргии. Самый быстрый рост 
приходится на долю угля в результате строительства угольных ТЭС в Китае и Индии. 
Это вызовет рост эмиссии С02 в прогнозируемый период почти на 60 процентов. Уже в 
текущем году Китай обойдёт США в качестве самого обильного источника парниковых 
газов в мире, а уже к 2015 году к этим двум странам вплотную приблизится Индия.
Зависимость потребитежй эшргии от импорта шфти и газа с Ближнего и Среднего 
Востока и из России возрастёт. В базовом сценарии нгтто-импорт сырой шфти в Китай 
и Индию взжтит с 5,4 миллионов баррежй в день в 2006 году до  19,1 миллиона в 2030 
году, что превысит сегодняшний совокупный импорт США и Японии.  Если ш  будут 
осуществлены крупные инвестиции на Ближнем и Среднем Востоке, то нельзя исключить 
крупномасштабный кризис в шфтеснабжении. Без перехода к альтернативным сценари­
ям, предполагающим боже активную экономию эшргии и поиск новых её источников, 
будущее мировой эшргетики выглядит, по 
мнению
 
авторов обзора, весьма пасмурна
51

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
А.К. Жуматаев, P.O. Олжабаев
Павлодарский государственный университет 
им.  С.  Торайгырова
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ 
ОБОРУДОВАНИЯ
УДК 62 -192
Мацалада  технологиялық жабдықтың  сенімділігін  арттыру 
мәселесі  жэне  сапа мен  ұзац  турақтылыгын  жақсарту  тәсілдері 
көрсетілген.  Сатылы  біліктердің  ойықтарын  беттік  пластикалық 
беріктендіру жолымен,  тозган  тетіктерді  балқытып  цаптастыру 
және ишңдату арқылы цалпына келтіру керектігі жайлы ескертеді.
In  this article is described problem  to reliability o f the technological 
equipment and ways o f the improvement quality and longevity. In particular by 
means ofsurface hardening o f fillets ofgraded beams, recovering the wom-owt 
détails overlaying or evaporation.
Пробжма  повышения  надежности  технологического  оборудовании  является  ак­
туальной,  в  связи  с  повышением  производительности  оборудования  и  увеличением 
воздействующих на шго нагрузок. Потери из-за нгдостаточности надежности оборудо­
вания достаточно велики. Так, за весь период эксплуатации станков затраты на ремонт и 
технологическое обслуживание в связи с их износом значительно превышают стоимости 
новых станков. В машиностроении на ремонтных работах занято боже 20% всех рабочих 
и примерно треть станочного оборудования.
Важное  значение  повышение  эксплуатационной  надежности  и  долговечности 
имеет для металлургического оборудования, где в ремонтной службе занято около 
30% всех рабочих, а стоимость технологического оборудования достигает 40% общей 
стоимости  основных  производственных  фондов  [1].  Пробжма надежности должна 
решаться на всех этапах создания и эксплуатации машин. При изготовжнии машины 
ее надежность будет зависеть от качества обработки и сборки детажй. Надежность 
машин зависит от состояния и  физико-механических свойств  поверхностных  слоев 
детажй, где зарождаются процессы износа и усталостного разрушения. В настоящее 
время разработаны методы, позволяющие изменять строение и свойства поверхнос­
тных слоев детажй,  в частности,  поверхностное упрочнение (ППД),  восстановление 
изношенных  детажй  наплавкой  или  напылением  из  материалов  с  необходимыми 
свойствами.  Использование  износостойких  материалов  и  сплавов  повышает  срок 
службы  детажй  в  1,5-3  раза.  Показатели  качества  машины  при  ее  изготовжнии
52

№2 2010 г.
определяют  также  ее  эксплуатационные  свойства  -   износостойкость,  усталостная 
прочность, коррозионная стойкость и др.
На различных этапах создания машин реализация мероприятии, повышающих их 
надежность и долговечность, предусматривает:  анализ конструкций вновь проекти­
руемых машин на стадиях эскизного и технического проектирования по показателям 
надежности  и  долговечности;  внедрение  методов  расчета  машин  на  надежность  и 
долговечность;  экспериментальное  определение  для  отдельных детажй,  узлов,  ме­
ханизмов и машины в целом показателей надежности и долговечности, в том числе 
ускоренных  методов;  систематизацию и обобщение  статистических данных по ре­
зультатам эксплуатации машин (статистика отказов, сроков службы, трудоемкость и 
металлоемкость ремонтов и др.); исследование различных видов износа детажй и их 
влияние на рабочие характеристики машины; иссждование усталости и усталостной 
прочности; иссждования и рекомендации новых технологических процессов упроч­
нения  и  восстановжния  детажй;  установжние  обоснованных  гарантийных  сроков 
межремонтных периодов, номенклатуры и количества сменных частей; иссждование 
и разработка типовых конструкций предохранительных и регулирующих устройств; 
технико-экономическая оценка принимаемых решений и др.
Пробжма надежности должна решаться на всех этапах создания и эксплуатации 
машины.  Основные решения по обеспечению высокой надежности машины, принятые 
на стадии ее проектирования или изготовжния, сказываются на ее эксплуатационных 
и экономических показателях,  которые нередко связаны между собой обратной зави­
симостью.  Поэтому  нэобходимо  выявлять  связи  между  показателями  надежности  и 
возможностями их повышения на  каждом этапе проектирования,  изготовжния и экс­
плуатации машины.
Первоначально надежность закладывается при проектировании машины. Она зави­
сит от конструкции узлов и детажй машины, применяемых материалов, методов защиты 
от вредных воздействий, систем смазки, ремонтопригодности и других факторов.
Для  обеспечения  оптимальной  надежности и долговечности  оборудования конс­
труктор обязан на стадии проектирования предусматривать опредежнный их уровень, 
который должен гарантировать работу оборудования в течение заданного отрезка време­
ни в определенных условиях эксплуатации при минимальных затратах на изготовжние 
и эксплуатацию.
При изготовлении машины ее будущая надежность в работе зависит от качества 
изготовжния детажй и сборочных единиц, методов контроля выпускаемой продукции, ме­
тодов испытания готовой продукции и других особенностей технологического процесса. 
При эксплуатации машины ее надежность реализуется. Показатели безотказности и дли­
тельности работы машины зависят от методов и условий ее эксплуатации, от принятой 
системы ее ремонта, методов технического обслуживания, режимов работы и других 
эксплуатационных  факторов.  Таким  образом  пробжма  надежности  машин  является 
компжксной, так как охватывает затраты в сферах создания и эксплуатации машин.
Надежность машин связана с техническим прогрессом, в частности, порождаемым 
им  моральным  износом.  Поэтому  создание  чрезмерно  долговечной  техники  так  же 
шцежсообразно,  как и создание недолговечной техники.  Повышение  безотказности и 
долговечности машин, с одной стороны, сопряжено с дополнительными материальными 
затратами в сфере производства и эксплуатации, а также с возможностью морального 
износа, а с другой стороны, с повышением эффективности капитальных вложений, умень­
шением затрат на ремонт и обслуживание, устранением потерь от простоя машин.
53

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
На усталостную прочность детажй влияют механические свойства материала, состоя­
ние его поверхностного слоя и наличие дефектов. Например, при механической обработке 
в поверхностном слое детали возникают растягивающие остаточные напряжения. Которые 
снижают предел выносливости. При применении ППД на поверхности детали создаются 
напряжения, что значительно повышает прочностные показатели деталей машин Упроч­
нение галтелей ступенчатых валов ППД является эффективным средством повышения 
их долговечности. Установлена, что увеличение радиуса галтели в три раза приводит к 
увеличению предела выносливости на 45%, в то время как применэше упрочняющего 
наклепа для малых галтелей приводит к увеличению выносливости на 156%. Усилие при 
ППД коленчатых валов из средн^тлеродистых сталей определяются по формуле:
P  = l h
2
m
2
s x ,
где h -  глубина наклепа; m -  1ч0,07 Rnp -  поправочный коэффициент; Rnp -  при­
веденный радиус кривизны контактирующих поверхностей.
В результате ППД несущая способность литых коленчатых валов из стали 20Г в зоне 
галтели,  при  переменном  кручении,  достигнута  полная  нейтрализация концентратора 
напряжения, при этом повышение предела выносливости составила 47%. Для обработ­
ки ППД коленчатых валов рекомендуются умшьшенные размеры радиуса галтельных 
переходов Rz/d=0.03  [2].
ЛИТЕРАТУРА
1. Гребенник В. М. и др. Повышение надежности металлургического оборудования: 
Справочник. -  М.: Металлургия,  1988. -  688 с.
2. Олжабаев Р. О., Эйдельман В. М., Ли А. В. Устройства для упрочняюще-чистовой 
обкатки валков // Металлург,  1986. № 5, с. 33-34.
54

№2 2010 г.
В.Н.  Иванова
УДК 621.311.22:65.011.56
Павлодарский государственный университет 
им.  С.  Торайгырова
АВТОМАТИЗАЦИЯ 
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 
УСТАНОВКАМИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА 
ЖИДКОСТЕЙ  И  ГАЗОВ
Мацала  авторы  суйъщтармен  газдардьщ  электржылыту 
цурылгыларын  басцару жуйесін  автоматизациясының  тәсілдерін 
сипаттамайды.
The author describes the principle ofthe executive system automation 
taking into account the technological peculiarities o f the equipment.
Автоматизация технологических  процессов  характеризуется частичной  или  пол­
ней заменой человека-оператора специальными техническими средствами контроля и 
управления.
Автоматизация, а также механизация и электрификация технологических процессов 
обеспечивают сокращение доли тяжелого и малоквалифицированного физического труда 
во всех отраслях народного хозяйства, что ведет к повышению производительности и 
непременному экономическому росту.
Для  того  чтобы  автоматизировать  тот  или  иной  технологический  процесс 
необходимо,  во-первых,  ознакомиться  с  особенностями  технологии  и  техноло­
гического  оборудования данного  производственного  процесса,  во-вторых,  изу­
чить  имеющуюся  на рассматриваемый  момент  времени  систему  автоматизации 
(приборы,  средства  автоматизации  и  если  таковая  имеется  функциональную 
схему  автоматизации).  После  этого  можно  приступать  к  автоматизации  или  же 
модернизации  (усовершенствованию) необходимого технологического процесса 
или производства (предприятия)  в целом.
Опираясь на выше изложенное, согласно рассматриваемой нами теме, определим 
особенности электронагревательных установок (нагрев осуществляется с помощью элект­
ричества, нагревательным элемоігом).  Электронагревательные установки широко приме­
няют в сельском хозяйстве, в быту и в различных других отраслях народного хозяйства 
(например, для обогрева помещений, нагрева воды). Основными преимуществами этих 
установок являются: постоянная готовность к действию; возможность полней автоматиза­
ции процессов нагрева; улучшение санитарно-гигиенических условий обслуживающего 
персонала; облегчение в распределении теплоты по большим территориям; уменьшение 
себестоимости тепловой эшргии и пожарной безопасности.
55

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Системы  вентиляционного  обогрева  помещений  и  получения  горячей  воды  для 
бытовых  нужд  привлекают  к  себе  большее  внимание  различных  специалистов,  так 
как являются  жизжнно-шобходимыми  системами.  Индивидуальный  электронагрев 
воздуха и воды имеет свои эксплуатационные преимущества по сравжнию с нагревом 
в устройствах другого типа (на твердом и газообразном топливе):
1. Высокий КПД (порядка 95%), исключаются тепловые потери в трубопроводах, 
снижается расход  металла  и труб,  существенно  сокращается расход эшргии,  так как 
повышается  заинтересованность  потребителей  в  контроле  за  ее  расходом  (оплата  за 
электронагрев осуществляется по счетчику).
2.  Повышение  комфортности  и  соблюдение  санитарно-гигиенических условий  в 
помещениях за счет оперативного управжния и автоматического поддержания темпера­
турного режима в них. Важнейший фактор -  возможность использования низкопотенци­
альной лучистой эшргии. Такие системы нагрева обеспечивают минимальнее содержание 
пыли в воздухе помещений. Удобство совмещения с системами кондиционирования при 
герметизации помещений.
3.  Возможность аккумуляции тепловой эшргии в  ночное время,  в часы провалов 
графиков нагрузки электрических сетей.
Перспективность и конкурентоспособность электронагрева воздуха и воды до тем­
пературы  50...70  °С  по  сравжнию  с  другими  методами  получения  тепловой  эшргии 
определяются техническим уровнем электротехнологических систем для низкотемпе­
ратурного  нагрева. Наибольшая потребность в таких установках, как уже  отмечалось 
ранее, имеется в бытовом нагреве (обогрев жилых и производственных помещений) и 
для нагрева воды (коммунальное и сельскохозяйственное производство).
В конце 80-х  и начале 90-х годов в Институте теплофизики РАН (г. Новосибирск) 
впервые в России была разработана электротехнология изготовжния плоских электро­
нагревателей на основе плазменного напыления тонких электроизоляционных и элект­
ропроводящего слоев, наносимых на основу -  подложку.  Нагреватель, изготовленный 
по этой технологии, оказался перспективным для создания установки локального тепло­
снабжения, индивидуального электрообогрева помещений, нагрева воды для сельскохо­
зяйственного назначения, применение подогрева в зимше время при производстве строи­
тельно-бетонных работ, для использования в парниковых производствах при отсутствии 
централизованного  теплоснабжения  и  других  областях  человеческой  деятельности. 
Используя такие нагреватели, при территориальном совмещении с местом потребления 
воды обеспечивается нагрев воды до Т<70 °С  с минимальным перепадом температуры 
между нагревателем и аккумуляционным объемом воды. Такие соотношения технических 
параметров позволяют выделить сравнительно новую самостоятельную область для элек- 
тротехнологического оборудования, в котором можно снизить интенсивность процессов 
накипеобразования и обеспечить необходимые потребительские свойства оборудования. 
В 
с во ей
 
работе в качестве нагревательных эжментов в электроустановках предполагается 
использование именно таких плазменно-  напыжнных нагревательных устройств и с 
учетом их особенностей проводить автоматизацию технологических процессов.
Перейдем шпосредственно к автоматизации систем управжния электронагреватель­
ными установками. В нашем случае для автоматизации выбран производственный цех. 
В помещении производственного цеха имеются различные технологические установки. 
Такие  как:  отопительная  калориферная  установка  нагрева  воздуха  (шесть  штук)  до 
оптимальной температуры  18 °С; установка нагрева воды (две штуки) до температуры 
70 °С;  установка нагрева технологической жидкости,  например масла (три штуки) до
56

№2 2010 г.
температуры  120 °С и различные другие производственные установки.  Никакой авто­
матизации  в  рассматриваемом  цеху  пока  жт,  регулирование  различных  параметров 
осуществляется вручную без использования средств автоматизации.
Необходимо разработать схему автоматического управления калориферными уста­
новками (один из объектов управжния), которая бы позволяла управлять температурой 
воздуха в помещении как вручную, так и автоматически, и поддерживать оптимальную 
температуру в помещении равную  18 °С. Также схему автоматического управжния во­
донагревателями (еждующий объект управжния) для контроля температуры нагретой 
воды в пределах 70  °С. И схему автоматического управления для поддержания опти­
мальной температуры  в пределах 120 °С в установках нагрева технологической жидкости 
(еще один объект управжния). Во всех схемах температура должна контролироваться, 
регулироваться  (поддерживаться  на  опредежнном  уровне),  должна  присутствовать 
световая сигнализация режимов работы и аварийного отключения, а также возможность 
дистанционного  включения нагревательных эжментов.  В  установках  нагрева  воды  и 
технологической жидкости жобходимо поддерживать в определенных пределах уровень 
воды и масла (контролировать и регулировать уровень расходом жидкости в установку), 
что тоже должно найти отражение в системах автоматического регулирования.
Системы регулирования уровня характеризуются малой ижрционностью и частой 
пульсацией параметра.  В  общем случае поведение уровня  описывается  дифференци­
альным уравнением:
где  S  -   площадь  горизонтального  сечения  емкости;  L  -  уровень;  GBX,  GBbIX
-  расход среды на входе и выходе;  GOBP -  количество среды, увеличивающейся или 
уменьшающейся в емкости (может быть равно 0) в единицу времени t.
Постоянство уровня свидетельствует о равенстве количеств подаваемой и расходуе­
ма! жидкости. Это условие может быть обеспечено воздействием на подачу или расход 
жидкости. Импульс по уровню жидкости -  корректирующий, он исключает накопжние 
ошибки веждетвие неизбежных погрешностей, возникающих при изменении подачи и 
расхода. Выбор закона регулирования также зависит от требуемого качества стабили­
зации параметра. При этом возможно использование нг только пропорциональных, но 
также и позиционных регуляторов.
В нашем случае уровень жидкости (воды и масла) лучше всего регулировать подачей 
жидкости в емкость (рисунок 1).
Рисунок 1 -  Схема системы регулирования уровня с воздействием на подачу 
LE -  первичный измерительный преобразователь для измерения уровня, 
LC -  регулятор уровня, беешкальный
57

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Температура -  показатель термодинамического состояния системы. Динамические 
характеристики системы регулирования температуры зависят от физико-химических 
параметров процесса и конструкции аппарата. Особенность такой системы -  значительная 
ишрционностъ объекта и шредко измерительного преобразователя.
Принципы реализации регуляторов температуры аналогичны принципам реализа­
ции регуляторов уровня (рисунок 1) с учетом управжния расходом эшргии в объекте.
Выбор закона регулирования зависит от ишрционности объекта: чем она больше, 
тем закон регулирования сложше. Постоянная времени измерительного преобразователя 
может быть снижена за счет увеличения скорости движения теплоносителя, уменьшения 
толщины стенок защитного чехла (гильзы) и т.д.
В нашем случае температуру будем регулировать электрическими величинами (ток, 
напряжение), т.е. расходом эшргии в нагревательном элементе. Если температура воды 
в установках или в помещении ниже заданной, то включаются в работу опредежнные 
нагревательные эжменты. Нагрев длится до выхода температуры на заданный уровень 
и отключения от питания нагревательных эжментов.
Посж  опредежния  объектов  управления,  систем  автоматического  управжния  и 
выяснения параметров, по которым необходимо производить автоматизацию шэбходимо 
будет выбрать наибоже современные датчики, удовжтворяющие нашим производствен­
ным условиям, определить законы регулирования  и выбрать  соответствующие конт- 
ролжры. Затем рассчитать систему на устойчивость, иссждовать переходные процессы, 
определиться в выборе программного обеспечения и разработать человеко-машинный 
интерфейс  для  спроектированной  нами  автоматической  системы  управжния  данным 
технологическим процессом.  И любая работа ш  должна обойтись без расчета затрат, 
срока  окупаемости и расчета  экономической эффективности проекта.  Все  это  найдет 
свое отражение в магистерской диссертации на тему “Автоматизация систем управжния 
установками эжктронагрева жидкостей и газов”.
58

№2 2010 г.
информационный центр  СОШ№9,  г.  Екибастуз
Г.К. Иматуллина
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 
ОБУЧЕНИЯ  НА ОСНОВЕ  ИНТЕГРАЦИИ 
УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН 
С  ПРЕПОДАВАНИЕМ  ИНФОРМАТИКИ
УДК 378.147:004
Автор макрлада оқыту кезінде аса тиімділігнің бірі ретінде 
оқу орындарыныц интеграциясының әдістемесін усынады.
The author represents one o f the most urgent issues o f the educa­
tion process -  the raising o f the learning efficiency on  the basis o f the 
curricula integration accompaniying it with IT teaching.
Возникшая в посждше время в  страш новая социально-экономическая ситуация 
предъявляет  свои  требования  к  системе  образования.  Как  отмечается  в  Концепции 
модернизации Казахстанского образования на период до 2030 года «Роль образования 
на совремшном этапе развития страны определяется задачами перехода Казахстана к 
демократическому обществу, к правовому государству, рыночной экономике. Образо­
вание должно войти в состав основных приоритетов общества и государства. К числу 
основных современных тенденций мирового развития, обуславливающих существенные 
изменэшя в системе образования, относятся:
- ускорение темпов развития общества и как следствие
- необходимость подготовки - людей к жизни в быстро меняющихся условиях;
- переход к постиндустриальному, информационному обществу, значительнее рас­
ширение масштабов межкультурного взаимодействия, в связи с чем особую важность 
приобретают  факторы  коммуникабельности  и  толерантности;  динамичное  развитие 
экономики, рост конкуренции, сокращение сферы неквалифицированного и малоквалифи­
цированного труда, глубокие структурные изменения в сфере занятости, определяющие 
постоянную потребность в повышении профессиональной квалификации и переподго­
товке работников, росте их профессиональной мобильности.
В  последние  годы  стремительное  изменение  происходит  в  промышленных техно­
логиях, которое заключается в частности и в оснащении предприятий вычислительной 
техникой,  а  также  в  содержании  и  формах  организации  инженерной  деятельности, 
связанных  с  применением  компьютерных  и  телекоммуникационных  технологий. 
Конкуренция  предприятий,  широкое  использование  ЭВМ  во  всех  сферах  деятель­
ности  современного  инженера  -  управлении  производством,  исследовании  рынка  и 
организации  сбыта  продукции,  проектировании,  конструировании,  изготовлении, 
эксплуатации  технологического  оборудования,  строительных  сооружений  и  других
59

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
технических  объектов  -  предъявляют  дополнительные  требования  к  профессио­
нальной  компетентности  выпускника  в  области  информационных  технологий  (ИТ). 
Развивающемуся обществу нужны современно образованные, нравственные, предпри­
имчивые люди, которые могут самостоятельно принимать решения в ситуации выбора, 
способны  к  сотрудничеству,  отличаются  мобильностью,  динамизмом,  конструктив­
ностью, готовы к межкультурному  взаимодействию,  ,  за ее социально-экономическое 
процветание.
В  условиях модернизации  Казахстанского  образования  в  период  до  2030  года 
первейшей  задачей  образовательной  политики  на современном  этапе — является  до­
стижение  современного  качества  образования,  его  соответствия  актуальным  и  перс­
пективным потребностям личности, общества и государства. В подготовке инженерных 
кадров «обходимо достижение мирового уровня качества квалификации специалистов 
в области информатики, которое предполагает наличие у обучаемых умений применять 
имеющиеся  знания  в  различных  конкретных  ситуациях  для  решения  практических 
жизненных и профессиональных задач.
В условиях капитализации общества в области подготовки специалистов нэобходимо 
придерживаться компетентностного подхода, реализующегося в следующем:
- в условиях рынка труда;
- в общественно-социальном строе;
- в профессиональной области (профессиональная компетентность);
- в опредежнии содержания, форм, методов образования.
Интеграция  информатики  и  других  учебных  дисциплин  на  основе  решения 
межпредметных задач в процессе повышения качества обучения по интегрируемым 
дисциплинам,  развития  и  формирования  основ  профессиональной компетентности 
выпускников школ
Современный период развития общества характеризуется интенсивным влиянием 
на него компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой 
деятельности,  обеспечивают  распространение  информационных  потоков  в  обще­
стве,  образуя  глобальное  информационное  пространство.  Неотъемлемой  и  важной 

жүктеу/скачать 3,17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: