«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»

 
257 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
Рисунок 1 – Зависимость концентраций оксида углерода и азота от коэффициента 
избытка окислителя 
 
Также при большом количестве горелочных устройств в паровых котлах, когда 
происходит  рассогласование  работы  горелочных  устройств  или  отклонение  условий 
работы  некоторых  из  них  от  оптимальных  условий,  что  является  типичным  явлением 
промышленной  эксплуатации  паровых  котлов,  при  эксплуатации  котлов  идут  на 
сознательное  завышение  избытков  воздуха  при  сжигании  топлив.  Обслуживающий 
персонал энергоблоков или котельных установок, в силу индивидуальности почерков и 
физических  возможностей  машинистов  котлов,  не  может  устранить  эти  явления  с 
постоянным  строгим  откликом  изменений  режима  сжигания  топлива  на  текущие 
изменения  режимов  эксплуатации  котельных  установок.  Поэтому  при  промышленной 
эксплуатации  котельных  установок  всегда  наблюдаются  отклонения  как  в  сторону 
занижения,  так  и  в  сторону  завышения  коэффициентов  избытка  воздуха  от 
оптимальных.  Поэтому  в  результате  анализа  всех  возможных  вариантов  работы 
парового  котла,  с  учетом  режимных,  технологических  параметров  и  экологических 
требований рекомендуется производить режим горения при избытке окислителя равном 
1,02-1,06.  Приоритетной  целью  является  установка  системы  отбора  проб  дымовых 
газов и проведенные анализы в контрольных точках котельной установки показали, что 
они  позволяют  производить  оперативную  корректировку  организации  процесса 
сжигания  топлива  с  целью  недопущения  повышенных  выбросов  токсичных 
компонентов, перерасходов топлива и расходов воздуха.  
Для  разработки  программного  кода  применяется  визуальный  язык 
программирования,  который  значительно  облегчает  процесс  создания  программ. 
Элементы  программного  кода  соединяются  путем  протягивания  каналов  управления 
правой  кнопкой  мыши.  Сами  же  команды  кода  представлены  в  виде  графических 
пиктограмм (Рисунок 2). 
В  ходе  проектирования  данной  работы  были  задействованы  следующие 
стандартные средства: логические индикаторы и операторы (И, ИЛИ, Больше, меньше); 
арифметические  операторы(умножение);  специализированные  программные  приборы 
данной среды разработки(таймер задержки); константы; операции преобразования типа 
данных; кейс структуры. 
 

 
258 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
 
Рисунок 2 – Набор операторов в виде пиктограмм 
 
Код  программы,  предназначенной  для  исследования  влияния  режима  работы 
паровых  котлов  на  концентрацию  оксидов  углерода  и  азота  в  интегрированной  среде 
LabVIEW, представлен на рисунке 3. 
 
Рисунок 3  – Код программы 
 
В  ходе  данной  работы  была  разработана  программа  оптимального  управления 
процессом  выброса  в  окружающую  среду  вредных  окислителей CO и NO. В  этой 
работе  была  реализована  система  автоматизации  процесса  дожигания  токсичных 
веществ  на  базе  интегрированной  среды LabVIEW. Разработанная  программа  при 
соответствующем  изменении  и  дополнении  может  быть  преобразована  в  готовый 
продукт для рабочего предприятия. 
 
Литература 
1.  Росляков П.В. Контроль вредных выбросов ТЭС в атмосферу. - М.: Издательство 
МЭИ, 2004. -228 с. 
2.  Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC- М.: СОЛОН-Пресс, 2003.-
736с.: ил. 
3.  Тревис Дж LabVIEW для всех/ Джериферс Тревис; пер. с англ. Клушин Н.А. – 
М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005.-544 с.: ил. 
4.  Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW для радиоинженеров: 
от  виртуальной  модели  до  реального  прибора.  Практическое  руководство  для 
работы в программной среде LabVIEW. – М.: ДМК Пресс, 2007.- 400 с. 

 
259 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА  РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ  НА ИНТЕНСИВНОСТЬ  
ДЕТОНАЦИИ 
 
Е.О.Омаров, У.Ш.Кокаев  
 
Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати 
 
Тепловое  состояние  двигателя,  интенсивность  детонации,  величины  октановых  
чисел  и  химический  состав    топлива    оказывают    существенное  влияние  на  оценку  
детонационной    стойкости  бензинов.  В  связи  с    этим    представляет  интерес 
исследование теплового состояния  двигателей ИТ-9, принятых для   оценки  октановых 
чисел бензинов по моторному  и исследовательскому  методам. В работе  рассмотрены 
результаты  таких исследований на стандартных режимах и рассматривается  влияние  
на интенсивность детонации и тепловое состояние  двигателя  отклонения  режимных 
параметров  от    стандартных  (степени    сжатия,  подогрева  смеси,  состава  смеси  и 
опережения зажигания).  
Исследования  показали,  что  тепловое    состояние    и  интенсивность    детонации 
двигателя зависят  как от  изменения  режимных параметров, так и от  октанового числа  
и химического состава топлива. 
При  увеличении    степени  сжатия    от  стандартных  значений    интенсивность  
детонации во всех  случаях повышается, а при  уменьшении – снижается.  Температуры 
в  камере  сгорания    при  увеличении  степени    сжатия  во  всех      случаях  повышаются, 
температуры  отработавших  газов  снижаются,  а  температуры  головки  выпускного 
клапана практически не изменяются. 
При  увеличении  температуры  топливно-воздушной  смеси  от  стандартных 
значений  интенсивность детонации во всех случаях повышается, а  при уменьшении – 
снижается.  Температура  в  камере    сгорания  при    увеличении  температуры    смеси  на 
режиме  моторного  метода  несколько  повышается,  а  на  режиме  исследовательского – 
снижается; температура отработавших газов для  всех случаев несколько  снижается, а 
головки    выпускного  клапана – практически  не    изменяется.  Некоторые  различия, 
наблюдаемые на режимах моторного и исследовательского методов, следует  объяснить 
различием  базовой  температуры смеси. 
При  обогащении  и    обеднении  смеси    по  отношению  к  стандартным  условиям 
интенсивность  детонации  падает.  Максимум    температуры  в  камере  сгорания  для  
парафиновых  топлив    в  основном  совпадает  с  составом  смеси,  соответствующим 
максимальной    детонации,  а  для  ароматических  топлив  максимум    этой  температуры 
сдвинут  в  сторону  обогащенных  смесей.  Для  Казахстанских  парафиновых  топлив 
(Актау  и  Атрауское    место  добычи  нефтепродуктов)  обеднение  смеси  называет    рост 
температур  отработавших  газов  и  головки    выпускного  клапана,  причем    точки 
максимума обнаруживаются в пределах опыта  лишь на режиме  моторного метода; для  
ароматических  топлив  обеднение  смеси    вызывает  рост  тех  же  температур  лишь  до 
значений    стандартной    детонации,  дальнейшее  обеднение  вызывает  падение  
указанных температур. 
Уменьшение    угла  опережения    зажигания    (позднее  зажигание)  относительно 
стандартных значений вызывает  во всех случаях снижение интенсивности детонации, 
понижение  температур  в  камере  сгорания  и  выпускного  клапана  и  повышение 
температур обработавших газов. 
Увеличение  опережения    зажигания  для  всех    испытуемых  топлив  на  режиме  
исследовательского  метода  вызывает    увеличение  интенсивности    детонации, 
повышение  температур  в  камере    сгорания  и    выпускного  клапана  и  понижение 
температур  отработавших  газов.  На  режиме    моторного  метода  аналогичное  влияние  
имеет место  для  высокооктановых  топлив; для низкооктановых при том же характере  

 
260 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
изменение  температур  наблюдается    снижение    интенсивности    детонации.  
Обнаруженные  различия    вызываются    различиями  в  опережении  зажигания  при 
стандартных условиях моторного и исследовательского методов. Химический   состав 
топлив (парафиновые и ароматические топлива) не оказывает существенного  влияния  
на характер  зависимостей интенсивности детонации и теплового состояния двигателя 
от  режимных  параметров,  но  оказывает  существенное  влияние  на  зависимость 
теплового  состояния  от  состава    смеси.  На    ароматических    топливах  наблюдается  
общее  повышение  теплового состояния  двигателя, и  относительное смешение всех 
максимальных  температур  в  сторону    более  богатых  составов    смеси  по  сравнению  с 
парафиновыми топливами. 
Величины  октановых  чисел  топлив  также    оказывают  влияние    на  тепловое  
состояние    двигателя  вследствие    изменения  степени    сжатия,  при  которой  
испытываются  топлива  с  различными    октановыми  числами;  кроме  того,  на  режиме  
моторного  метода  сказывается  также  влияние    изменения  базового  угла    опережения 
зажигания.  Опытами  установлено,  что    высокооктановые  топлива  вызывают  более 
высокие  температуры в  камере сгорания  и   более  низкие  температуры    отработавших 
газов  и  выпускного  клапана,  чем    низкооктановые.  Однако  при    испытании  
ароматических    топлив  на  режиме    моторного  метода  высокооктановые  топлива 
вызывают более высокие температуры во всех измеряемых точках. 
Проведенные  испытания  показали,  что  большинство    рассмотренных    режимных 
параметров  оказывает  противоположное влияние на температуру в камере  сгорания и 
температуру    отработавших  газов.  Кроме  того,  установлено,  что  на  режиме  
исследовательского  метода  изменение  режимных  параметров  оказывают    несколько  
большее влияние  на интенсивность  детонации, чем  при  моторном методе. Из числа  
рассмотренных  режимных  параметров    при  их  изменении  в    диапазоне,  вызывающем 
изменение  интенсивности  детонации 100 единиц  шкалы  УД,  наибольшее  влияние    на 
изменение теплового состояния  двигателя  оказывает  опережение зажигания, и состав  
смеси, наименьшее – температура  смеси. 
Исследования  позволили  выявить  абсолютные значения температур в двигателе 
при работе на различных режимах и топливах, а также оценить характер их влияния на 
интенсивность детонации и тепловое  состояние двигателя. 
 
 
 
РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОЧНОСТНОГО 
РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ БАРАБАНОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ 
 
О.Т.Балабаев, Д.В.Бескоровайный 
 
Карагандинский государственный технический университет 
 
Как  показывает  опыт  эксплуатации  рудных  ленточных  конвейеров,  наиболее 
нагруженными  узлами  являются  приводные  станции  и  одним  из  ответственных 
элементов  в  них – барабаны  грузовой  ветви.  Эксплуатация  ленточных  конвейеров  на 
рудных  предприятиях  свидетельствует  о  недостаточной  в  ряде  случаев  прочности 
конструкций  барабанов  грузовой  ветви.  Это  выражается  возникновением  трещин  в 
крайних сечениях обечаек, что влечет за собой выходы из строя  барабанов в меньшие 
от  проектного  ресурса  сроки.  Проведенные  исследования  показали  необходимость 
увеличения прочности конструкций барабанов за счет усиления обечайки, что позволит 
устранить опасные зоны с максимальными напряжениями и предотвратить образование 
трещин [1].  

 
261 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
Существующие  инженерные  методики  прочностного  расчета  барабанов  не  в 
полной  мере  учитывают  влияние  динамических  усилий,  в  результате  чего,  при 
проектировании завышается коэффициент запаса прочности. В связи с этим, разработка 
методов  прочностного  расчета  барабанов  грузовой  ветви,  позволяющей  выбирать  их 
рациональные геометрические параметры с достаточным запасом прочности, является 
актуальной задачей, обеспечивающей безотказную работу приводных станций рудных 
ленточных конвейеров [2]. 
Любой  инженерный  расчет  предполагает  определенный  порядок,  который 
систематизирует выполняемые операции, и для получения качественных и достоверных  
результатов  алгоритм  расчета  разработанной  методики  введен  в  созданную  для  этих 
целей  компьютерную  программу  для  ЭВМ  «Методика  прочностного  расчета 
конструкций  барабанов  ленточных  конвейеров» [3]. Основные  технические 
характеристики компьютерной программы: размер программы – 688 КБ (704 512 байт); 
язык программирования: Delphi 7; тип реализующей техники: процессор iPentium @800 
MHz  и  выше;  оперативная  память  не  менее 128 Mb; 700 Mb для  установки 
операционной  системы  и  АИС;  видеоподсистема  (видеоадаптер  и  монитор) 
обеспечивающая  работу  в  разрешении 800х600  точек  при 16 битной  глубине  цвета  с 
частотой регенерации не менее 85 Гц.  
В компьютерной программе определяются напряжения в обечайке отклоняющих 
барабанов,  фактический  запас  прочности  и  гарантийный  срок  службы  для  различных 
конструкций  отклоняющих  барабанов  рудных  ленточных  конвейеров,  установление 
которых включают три последовательных этапа.  
Первый этап состоит из:  
- запуска компьютерной программы;  
- выбора расчетных схем конструкций барабанов ленточных конвейеров (рис. 1); 
- ввода исходных данных (рисунок 1);  
 
Рисунок 1 – Диалоговое окно ввода исходных данных в компьютерную программу 
«Методика прочностного расчета конструкций барабанов ленточных конвейеров» 
  

 
262 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
Второй этап:  
-  определение  напряжений  в  сечении  А-А  в  различных  вариантах  конструкций 
барабанов ленточных конвейеров; 
-  определение  напряжений  в  сечении  Б-Б  в  различных  вариантах  конструкций 
барабанов ленточных конвейеров; 
- расчет фактического коэффициента запаса прочности; 
- расчет гарантийного срока службы. 
Третий  этап  состоит  в  выборе  рациональной  конструкции  барабана  ленточного 
конвейера  на  основе  результатов  расчета  напряжений  в  сечениях  А-А  и  Б-Б, 
фактического коэффициента запаса прочности, гарантийного срока службы  (рис. 2). 
 
 
Рисунок 2 – Диалоговое окно результатов расчета компьютерной программы 
«Методика прочностного расчета конструкций барабанов ленточных конвейеров» 
 
Таким  образом,  разработанная  компьютерная  программа  для  ЭВМ  «Методика 
прочностного  расчета  конструкций  барабанов  ленточных  конвейеров»  позволяет 
определять  максимальных  напряжений  в  сечениях  барабанов  ленточных  конвейеров, 
коэффициент  запаса  прочности  и  срок  службы  от  действующих  на  них  суммарных 
нагрузок. 
 
Литература   
1.  Малыбаев С.К., Данияров Н.А., Балабаев О.Т., Косбармаков С.Ж., Нургалиев Д.М. 
Опыт эксплуатации магистрального ленточного конвейера фирмы «H+E LOGISTIK 
GMBH»  на  руднике  «Нурказган» // Республиканский  журнал  «Труды 
университета». Выпуск 3. – Караганда: Изд-во КарГТУ, 2009. – С. 63-64. 
2.  Балабаев  О.Т.  Прочностной  расчет  отклоняющих  барабанов  магистрального 
ленточного  конвейера  рудника  «Нурказган» // Международный  научный  журнал 
«Актуальные  проблемы  современности».  Выпуск 12. – Караганда:  Изд-во 
«Болашақ-Баспа», 2009. – С. 13-15. 
3.  3 . Балабаев  О.Т.  Свидетельство  о  государственной  регистрации  объекта 
интеллектуальной  собственности.  Запись  в  реестре  комитета  по  правам 
интеллектуальной собственности за №1350 от 6 августа 2010 года.  
 
 

 
263 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В СТЕКЛЕ 
 
А.И.Кириленко 
 
Южно – Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова 
 
С момента получения первого образца стеклотары промышленным способом и до 
сих пор производители стекла сталкиваются с проблемой наличия различных дефектов 
в  изделии – газообразных,  жидкостных  и  твердых.  В  сравнении  с  газообразными  и 
жидкостными  дефектами  в  стекле,  которые  являются  в  некоторой  степени 
неэстетичными, но в малом количестве они могут быть приемлемы, т.к. не нарушают 
целостности  сосуда,  а  также  не  вызывают  побочных  напряжений  в  стекле,  твердые 
включения («камни») в стекле абсолютно неприемлемы. 
Кристаллические включения («камни») в стекломассе являются самым опасным ее 
пороком.  Они  портят  внешний  вид  изделий,  ухудшают  оптическую  однородность, 
резко  снижают  механическую  прочность  и  термическую  стойкость,  так  как  создают 
дополнительные  внутренние  напряжения  в  стекле.  Кристаллические  включения 
являются причиной значительного боя стеклянных изделий [1]. 
Летом 2009г. на филиале «Южный - 3»  АО «Стекольная копания «SAF» (г.Тараз) 
был  выполнен  капитальный  ремонт  ванной  печи,  ремонт  и  ревизия  основного 
технологического  оборудования.  Однако  после  запуска  технологической  линии 
появился брак в изделиях – камни в стекле. Для выяснения причин появления твердых 
включений  руководством  предприятия  отобраны  образцы  стеклотары  с  явными 
признаками  брака  (рисунок 1). Исследования  проводились  на  базе  кафедры 
«Технологии силикатов и синтеза минералов» ЮКГУ им.М.Ауезова [2]. 
 
Рисунок 1 - «Камни» в стекле (АО «Стекольная компания «САФ») 
 
Для  получения  наиболее  полной  картины  использовано  сочетание  методов 
химического, рентгенофазового (РФА) и петрографического анализов. 
Химический  анализ  образцов  выполнен  в  центральной  заводской  лаборатории 
филиала  «Южный -3» АО  «Стекольная  компания «SAF» (г.Тараз),  результаты 
представлены в таблице 1.  
 
Таблица 1 – Результаты химического анализа 
 
Наименование 
Содержание, % 
SiO
2
 Al
2
O
3
+ZrO
2
Fe
2
O
3
 CaO 
MgO 
Инородное включение в стеклянной 
таре  
58,80 17,74 
0,42  4,21  2,53 
Бакор (производство КНР) 14,00 
51,70 
0,28 
- 
- 
Щебень  (с  участка  переборки 
стеклобоя) 
69,23 5,62 
1,66  7,82  1,02 
 

 
264 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
Для  РФА  были  отобраны  образцы  огнеупоров  (БАКОР AZS -33) и  камней, 
извлеченных  из  стеклоизделий.  Сравнительный  анализ  минералогического  состава 
огнеупора  (рисунок 2) и  включений  в  стеклотаре  (рисунок 3) указывает  на 
идентичность  их  составов.  РФА  включений  указывает  на  наличие    бадделеита (d/n 
=3,1814; 3,1529; 2,8442;1,8489) и  корунда  (d/n = 2,0908; 1,6078;1,6027;1,6613) [3].  
 
Рисунок 2 - Рентгенограмма огнеупора (БАКОР AZS -33) 
 
Рисунок 3 - Рентгенограмма камня в стекле 
 
Характер  и  происхождение  кристаллических  включений  распознают  с  помощью 
петрографического  анализа.  При  разрушении  кварцевого  огнеупора  кристаллические 
включения  состоят  в  основном  из  кристобалита  и  тридимита;  при  разрушении 
алюмосиликатных  огнеупоров - из  муллита,  корунда,  β-глинозема,  щелочных 
алюмосиликатов, полевых шпатов, кордиерита; при разрушении цирконийсодержащих 
огнеупоров - из бадделеита, корунда, β-глинозема [4]. 
При  проведении  петрографического  анализа  было  обнаружено,  что  некоторые 
включения  имеют    каплевидную  форму.  Эти  включения  интенсивно    корродируются 
стеклом. На рисунке 4  показан вид части одного из таких включений.  
 
Рисунок 4 -  Структура включения в стекле 
 
Включение,  попадая  в  стекломассу,  становится  пластичным  и  поддающимся 
разъеданию  окружающей  стекломассой.  Внедряются  включения  в  стекломассу  с 
различной  скоростью,  приобретая  неправильную,  причудливую  форму.  Вероятно,  это 
связано  с  тем,  что  перед  замещением  стеклом  во  включении  происходит 
перегруппировка  атомов  элементов,  составляющих  включение,  в  связи  с  чем 

 
265 

жүктеу/скачать 5,59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: