Инженерное дело. Техника

Движение вперёд, стремление к совершенству любой деятельности человечества связано с инновационным развитием технологий выпускаемого продукта, трудовых отношений и других факторов. В исследовании представлены результаты совместной деятельности образовательных, научных и производственных организаций в энергетической отрасли страны. Установлено, что с ускорением научно-технического прогресса инновации и инвестиционные технологические процессы становятся ключевыми компонентами деятельности государства и бизнеса, которые способствуют развитию компаний энергетического сектора для обеспечения их долгосрочной конкурентоспособности, что особенно важно при реализации арктических проектов. Важность разработки и создания инновационного технологического продукта особенно остро проявляется в энергетической отрасли, обеспечивающей жизнедеятельность людей, предприятий, страны. Энергетика является довольно консервативной отраслью в отношении инноваций (это связано с длительным жизненным циклом основного оборудования, который составляет несколько десятков лет), созданных отечественными предприятиями с использованием исключительно наших составляющих. Модернизация и строительство новых объектов в Арктической зоне Российской Федерации в энергетике требует значительных инвестиций с длительными сроками окупаемости, что является весомым фактором в принятии решений. Малый и средний бизнес, осуществляющий деятельность в энергетике, настроен на получение прибыли в краткосрочной или среднесрочной перспективе, но такие компании характеризуются низким уровнем научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок. Тем не менее, реконструкция энергетического хозяйства является актуальной тематикой современного устройства отрасли в связи с тем, что износ оборудования превышает сроки эксплуатации. Отмечены ключевые результаты инвестиционной деятельности и ключевые направления развития энергетической отрасли, в том числе в Арктике. Цель исследования — выявить долгосрочные тренды инновационных технологических решений в различных областях энергетического сектора страны и определить методы их применения в арктических проектах.

В статье рассматриваются вопросы развития коммунального комплекса в субъектах Крайнего Севера и в Арктической зоне Российской Федерации. Основное внимание уделено социально-экономическим аспектам формирования территориальных систем теплоснабжения, которые в суровых полярных природно-климатических условиях являются базовыми составляющими инфраструктуры жизнеобеспечения. Дана оценка влияния роста коммунальных тарифов на структуру потребительских расходов домашних хозяйств северных и арктических регионов. Показано, что состояние сферы коммунальной энергетики определяет формирование социально-экономической обстановки, инвестиционной привлекательности арктических муниципальных образований, продолжается устаревание и сокращение основных фондов коммунального энергоснабжения, наблюдается высокий уровень коммунальных потребительских расходов. Показано, что снижение инфраструктурной обеспеченности территорий российских северных и арктических регионов связано с сокращением общего числа источников тепловой энергии, территориального энергетического производства, протяжённости сетей тепловых коммуникаций. Усиление указанных энергетических угроз является фактором, ограничивающим социально-экономический рост северных и арктических территорий России.

Изложены положения теории надежности и даны рекомендации по решению прикладных задач определения количественных показателей надежности радиоэлектронной аппаратуры.

Рассмотрена конструкция основных деталей, узлов, вспомогательных систем и иного навесного оборудования двигателя внутреннего сгорания на примере современных двигателей линейки FSI. Описаны рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания и показатели эффективности его работы. Приведён пример теплового, кинематического и динамического расчёта кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания.

Рассмотрены методы расчёта характеристик и параметров движения механических систем и конструкций как основа для анализа их динамической прочности по методу конечных элементов. Изложена теория колебаний автономных консервативных и диссипативных систем с одной степенью свободы. Передаточные функции и частотные характеристики получены с использованием собственного времени системы и безразмерной частоты возбуждения. Движение неавтономных систем с конечным числом степеней свободы описано методом разложения его по формам главных колебаний. Изложение сопровождается большим числом примеров. Часть материала вынесена в упражнения. Выкладки, примеры, задачи и упражнения сопровождены текстами Maple-программ.

Учебное пособие состоит из четырёх частей. Рассмотрены методы анализа, описаны основные классы СВЧ-устройств и линий передачи УВЧ и СВЧ, приведены при-меры практических конструкций. Во второй части учебного пособия рассмотрены основные классы направляющих сред, применяемых в диапазонах УВЧ и СВЧ, и их элементы, проанализированы электромагнитные явления в направляющих средах.

Учебное пособие состоит из четырёх частей. Рассмотрены методы анализа, описаны основные классы СВЧ-устройств и линий передачи УВЧ и СВЧ, приведены примеры практических конструкций. В первой части рассмотрены матричные методы анализа линеаризованных СВЧ-устройств, приведены примеры анализа СВЧ-устройств с использованием различных методов, описаны матрицы рассеяния базовых элементов, а также разработанная под руководством автора программа для анализа линейных СВЧ-устройств «ПАПИРУС» и порядок работы с ней.

Практикум содержит необходимые теоретические сведения и методику расчётов современных двигателей внутреннего сгорания с впрыском лёгкого топлива. Приведён пример теплового расчёта рабочих процессов ДВС, показана методика построения индикаторной диаграммы и диаграммы теплового баланса.

Пособие содержит материалы по основным вопросам функционирования и разработки микропроцессорных систем. В издание включены лабораторные работы, которые выполняются с использованием современных интегрированных систем разработки программного обеспечения для микроконтроллеров, а также расчетно-графическое задание по проектированию микропроцессорной системы.

Рассмотрены базовые вопросы электропривода постоянного тока: основные уравнения, характеристики и режимы электродвигателя постоянного тока при независимом возбуждении; исследование системы «тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока»; исследование системы подчиненного регулирования тиристорного электропривода постоянного тока с внешним контуром скорости, а также электропривода переменного тока; исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором; исследование систем «преобразователь частоты – асинхронный электродвигатель».

Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для описания свойств конструкционных материалов и процессов, протекающих при обработке материалов давлением и резанием, а также при осуществлении литейных и сварочных процессов. Представлены практические работы, позволяющие изучить физические основы процессов прямого прессования (выдавливания), продольного точения, литья и ручной дуговой сварки.

Рассмотрены вопросы обеспечения качества сварных конструкций. Описаны основные виды внутренних и внешних дефектов. Приведены сведения о различных видах разрушающего и неразрушающего контроля.

Изложены основные сведения по теории надежности систем электроснабжения; рассмотрены вопросы практического применения теории надежности при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения, основные показатели надёжности работы электрооборудования систем электроснабжения.

В учебном пособии изложены вопросы влияния технологических и конструкторских факторов на надежность и работоспособность изделий машиностроения. Разработано в соответствии с программой курса «Надежность технических устройств».

Рассмотрены конструкции воздушных линий электропередачи, процессы теплообмена между линиями и окружающей средой, влияние климатических факторов на температурные режимы воздушных линий.

Рассмотрены различные виды ультразвуковых колебательных систем и их классификация. Описан механизм влияния ультразвука на свойства сталей и сплавов, а также полимерных композиционных материалов. Представлена методика проектирования и расчета волноводной системы.

Издание по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам и нормативным данным, принятым в практике конструирования. Содержит теоретический материал, лабораторные работы, а также примеры выполнения курсового проекта по прикладной механике.

В пособии рассмотрены вопросы экологической безопасности химических производств и нефтегазодобывающего производства. Представлены виды негативного воздействия, приведены характеристики загрязнителей, описаны методы очистки отходящих газов, сточных вод и переработки твердых отходов.

Рассмотрена разработка программного обеспечения для современных многоразрядных микропроцессоров отечественного производства. Представлены практические работы по изучению архитектуры микропроцессора, применению его аппаратных модулей для решения различных задач, возникающих в приборостроении. Практические работы проводятся с использованием учебного микропроцессорного стенда.

В пособии представлена классификация и описано устройство основных узлов оборудования и аппаратуры, используемых при ручной и механизированной сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов. Рассмотрены конструктивные особенности и даны технические характеристики источников питания и блоков подачи присадочной проволоки отечественного и импортного производства.

Рассматриваются решения прикладных задач электро- и магнитостатики, корректной постановки граничных задач с использованием уравнений Лапласа и Пуассона. Приводятся численные методы интегрирования уравнений.

Рассмотрены вопросы реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов на основе цифровых сигнальных процессоров отечественного производства. Представлены практические работы, позволяющие изучить преобразования сигналов с использованием аппаратных средств. Приведены типовые алгоритмы цифровой обработки сигналов и показана их реализация с учетом особенностей архитектуры микропроцессора.

Дано общее представление о компрессорном оборудовании и особенностях его применения на передвижных мобильных установках.

Практикум посвящен исследованиям и анализу пассивных и активных электрических цепей в процессе изучения дисциплины «Основы теории радиотехнических цепей и сигналов» с помощью учебно-лабораторного комплекса (специализированного лабораторного стенда и осциллографа).

Рассмотрены основы технического диагностирования и теории надёжности, элементы теории и принципы построения систем мониторинга состояния техногенных объектов, а также основные методы диагностики машин, механизмов и технологических объектов нефтегазовой отрасли.

Учебное пособие состоит из двух частей. Часть 2 содержит материал, который читается студентам в течение восьми лекций во втором семестре по дисциплине «Системы связи специального назначения».

Рассмотрены задачи и методы моделирования и проектирования теплотехнических систем и оборудования теплоэнергетических установок; методы решения задач моделирования теплотехнического и электротехнического оборудования теплоэнергетических установок средствами различных программ, в том числе FLOWNEX, ANSYS и MATLAB. Приведены примеры решения проектных задач.

Рассматриваются основные виды дефектов и неисправностей машин и механизмов, признаки их проявлений в виброакустическом сигнале, методы расчёта частот возбуждения виброакустических колебаний. Приведены примеры расчёта частот возбуждения колебаний и анализа их в спектре сигнала.

В практикуме описаны лабораторные работы, направленные на изучение методов подготовки конструкторской документации и проведение анализа с применением CAE- и CAD-пакетов.

Практикум содержит методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Компрессорные и расширительные машины динамического действия», «Компрессорно-расширительные машины технологических установок», «Теория, расчёт и конструирование компрессорных машин динамического действия», «Проектирование и эксплуатация компрессорных станций». Цикл лабораторных работ подготовлен по трём темам: «Изучение конструкций и элементов турбомашин», «Экспериментальное получение газодинамических характеристик турбокомпрессоров»; «Вибродиагностика и балансировка роторов турбомашин».

Представлены основные термины и определения, связанные с вопросами неразрушающего контроля (НК), а также классификация видов и методов НК; приведены методы НК в соответствии с классификацией по способу получения первичной информации; рассмотрены устройство, принцип действия и характеристики первичных преобразователей, использующихся при реализации различных методов НК.

В пособии рассмотрены вопросы контактного и бесконтактного измерений температуры.

Рассмотрена работа с системами автоматизированного проектирования Altium Designer и SolidWorks. Приведен пример создания комплекта конструкторской документации на радиоэлектронную аппаратуру с помощью этих систем.

Рассмотрены источники загрязнения окружающей среды в результате промышленной деятельности; приведено описание современных методов контроля загрязнения окружающей среды.

Изложены основные вопросы проектирования электроприводов постоянного и переменного тока в составе электротехнических комплексов производственных механизмов. Освоение этих вопросов поможет обучающимся успешно выполнить курсовую работу и расчетно-графические работы по электроприводу, а также получить необходимые компетенции для практической работы в области электроприводных систем.

Конспект лекций посвящен изучению вопросов экспертизы и диагностирования сварных конструкций сооружений и оборудования (объектов диагностирования) с целью повышения надежности их эксплуатации; изучению методов диагностирования, контроля сварных соединений. Приведены расчетные методики проверки прочности и долговечности с определением остаточного срока эксплуатации.

Приведены сведения о конструкциях и основах проектирования механизирующих и автоматизирующих узлов и агрегатов, применяемых при реализации операций кузнечно-штамповочного производства.

Приведены лабораторные работы, направленные на получение навыков создания, редактирования и оформления текстовых и табличных документов и презентаций в среде офисного пакета Microsoft Office, а также выполнения математических операций в специализированной программе Matlab.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

Приведены лабораторные работы для проведения численных прочностных, тепловых, гидро- и газодинамических расчетов в CAE-системе ANSYS, в том числе с применением специализированных функций и инструментов данной программы.

Представлены краткие сведения об устройстве и структуре микроконтроллера архитектуры AVR. Рассмотрены приемы работы в современных интегрированных средах программирования микроконтроллеров, подходы к отладке программного обеспечения с применением JTAG отладчика-программатора. Приведены алгоритмы разработки программного обеспечения для периферийных устройств. Каждый из разделов снабжен краткой теоретической справкой и индивидуальными заданиями для самостоятельного выполнения.

Изложены основные положения релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем. Рассмотрен принцип действия, расчет токов срабатывания, расчет уставок и проверка чувствительности защит ЛЭП, трансформаторов, двигателей, генераторов и шин. Приведены контрольные вопросы, задачи, примеры их решения, задания к курсовым проектам.

Рассмотрена работа биполярного транзистора и приведены эквивалентные схемы. Описан выбор режима работы биполярного транзистора по постоянному току на основе справочных данных. Приведены выражения для расчета базовых схем по переменному току. Представлен пример выполнения заданий в САПР Keysight ADS.

Рассмотрена конструкция элементов гидроприводов современного технологического оборудования, механизмы и способы управления параметрами потока рабочей жидкости. Приведены примеры гидроприводов технологического оборудования.

Представлена краткая история развития станкостроения; изложены методы образования поверхностей, параметры движений, кинематические связи в металлорежущих станках. Рассмотрены принципы работы универсальных зубообрабатывающих, зубофрезерных, зубострогальных и других станков.

В пособии рассмотрены особенности управления станками и станочными комплексами на базе электропривода, конструкция элементов приводов станков с числовым программным управлением.

Учебное пособие посвящено вопросам обеспечения пожарной безопасности при проектировании гражданских и производственных объектов. В первой части пособия изложены вопросы, касающиеся принципов внутренней планировки, нормирования пожарных отсеков, обеспечения требуемой огнестойкости зданий и строительных конструкций. Рассмотрены требования к ограничению распространения пожара в зданиях, сооружениях, пожарных отсеках; требования пожарной безопасности при градостроительной деятельности; принципы генеральной планировки поселений и объектов; требования к документации при планировке территорий поселений и городских округов.

Рассмотрены понятия о напряжениях; интегральные характеристики плоских сечений; напряженное и деформированное состояния твердого тела; полная математическая модель растяжения, кручения, изгиба; примеры вычисления перемещений и др.

Пособие содержит аутентичные тексты, ссылки на материалы на английском языке и разработанные на их основе упражнения. В заданиях приведены QR-коды, посредством которых можно получить доступ к видеофайлам.

Рассмотрены основные принципы электронно-микроскопических и рентгено-спектральных методов анализа; подходы к исследованию морфологии, структуры и химического состава гетерогенных катализаторов и углеродных наноматериалов с применением электронно-микроскопических методов. Представлены примеры изучения различных каталитических систем с использованием данных методов, а также контрольные вопросы и тестовые задания для самостоятельной работы студентов.