И 66 Материалы Международной заочной конференции в рамках I форума молодых ученых Приволжского федерального округа 13-15 мая 2009 Уфа: риц башГУ, 2009. 277 стр
Скачать 4.34 Mb.
|
Уфимский государственный авиационный технический университетНауч. руковод.– д-р техн. наук, проф. Д.А. Ахмедзянов Современный газотурбинный двигатель представляет собой сложную динамическую систему с взаимосвязанным влиянием механических, газодинамических, теплофизических и физико-химических процессов, протекающих в его узлах, элементах проточной части и элементах систем двигателя. В серийном производстве после изготовления и сборки двигатель необходимо отладить под конкретные нормированные параметры. Отладка параметров авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) при приёмо-сдаточных испытаниях (ПСИ) - это регулировка и получение на испытаниях его основных параметров на соответствующих режимах в пределах заданных норм путем целенаправленного воздействия на специально предусмотренные для этого регулировочные элементы системы автоматического управления (САУ) двигателя. При ПСИ двигателей (семейства АЛ-31Ф) отлаживается автоматика форсажного контура и автоматика компрессора. При отладке двигателя на ПСИ в серийном производстве затрачиваются существенные временные, человеческие и энергетические ресурсы. Общая наработка при отладке одного ТРДДФ в ПСИ составляет 5-6 часов; при этом наработка на максимале (М) и на форсажных режимах составляет около одного часа. В общем случае, время отладки автоматики форсажного контура в серийном производстве составляет около двух суток. Один из возможных путей отладки двигателя при ПСИ – это создание математической модели двигателя и его автоматики, идентификация математической модели по результатам предшествующих испытаний, проведение отладки на математической модели и отладка двигателя по рекомендациям программы. Для этого была разработана методика информационной отладки автоматики форсажной камеры, реализованная в системе имитационного моделирования (СИМ) DVIG_OTLADKA. Методика позволяет проводить предварительную отладку конкретного двигателя, сочетая его испытания на стенде с имитационным моделированием. В сформированной в СИМ имитационной модели двухвального ТРДДФ, присутствует функциональный элемент модуль «Регулятор», являющийся интегральной моделью автоматики форсажного контура. Входными данными для модуля «Регулятор» являются: параметры, характеризующие положение регулировочных винтов и жиклеров (имитация реальных возможностей воздействия на автоматику двигателя), положение различных переключателей, угол установки РУД (имитация воздействия летчика/оператора). Модуль «Регулятор» в зависимости от значения  генерирует управляющие воздействия на двигатель: расход топлива в основной камере сгорания  , расход топлива в форсажной камере сгорания  и площадь критического сечения сопла  . При изменении внешних для двигателя параметров (давление, температура окружающей среды) или при переходном процессе, модуль «Регулятор» отслеживает значения параметров, по которым происходит регулирование: частоты вращения роторов  ,  и температура газов за турбиной  . Также модуль «Регулятор» генерирует управляющее воздействие для отключения охлаждения турбины (при достижении определенных условий по , , ). В модуле «Регулятор» учтены инерционности датчиков (например, термопар), систем регулирования и исполнительных органов (например, гидроцилиндров).Изменяя параметры соответствующих винтов и жиклёров, положение переключателей, угол установки РУД, можно воздействовать на настройки автоматики двигателя, регулировать протекание переходного процесса и изменять режим работы двигателя. С помощью разработанной методики определяются настройки регулирующих элементов автоматики двигателя и рекомендации по отладке. Для этого, данные отлаживаемого двигателя, полученные во время предшествующих испытаний, при помощи АСКИ предприятия передаются в математическую модель, настроенную на двигатель со среднестатистическими параметрами. Система автоматически производит идентификацию – приводит математическую модель в соответствие с реальным объектом. После идентификации двигателя и его автоматики проводится моделирование различных переходных режимов (М – МФ, М – ПФ, малый газ (МГ) – ПФ). В результате получаются переходные процессы, исходя из которых, выдаются конкретные рекомендации по необходимым настройкам автоматики ТРДДФ. С применением разработанной методики удастся эффективно использовать СИМ на этапах проектирования и отладки, а, кроме того: – моделировать и исследовать розжиг ФКС и выход двигателя на форсированные режимы; – уменьшить количество повторных отладок и повысить качество переходных процессов при ПСИ в производстве; – сократить выработку ресурса двигателей, трудозатраты, расход топлива при испытаниях; – внедрить современные информационные технологии при испытаниях. Кроме того, данная система может оказать существенную помощь при внедрении новых изделий в производство или при передаче технологии производства двигателей за рубеж. УДК 621.431.75 МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ Козловская А.Б. Уфимский государственный авиационный технический университет Научный руководитель: д-р техн. наук, проф. Д.А. Ахмедзянов Расчет характеристик многоступенчатых осевых компрессоров представляет одну из наиболее трудных проблем, с которой приходится встречаться при их проектировании. В настоящее время характеристики компрессоров получают различными способами. Наиболее надёжный и точный способ их определения – по результатам испытания на специальных стендах. Недостатками этого метода являются: необходимость специального оборудования, большие затраты энергии, необходимость иметь готовый компрессор. Кроме того, на современном оборудовании невозможно получить характеристики в широком диапазоне – в области пониженных частот вращения, в зоне авторотации и помпажа (не доводя компрессор до разрушения). Второй способ – статистический анализ характеристик компрессоров (полученных при помощи эксперимента) и по обобщённым зависимостям с некоторой долей вероятности построение характеристики конкретного (в том числе вновь создаваемого) компрессора. Недостатком этого метода является то, что характеристики принципиально новых компрессоров, не охваченные статистикой, не могут быть получены. Третий способ – математическое описание процессов, происходящих в элементах компрессора. Достоинство метода – можно получить характеристики любого компрессора на этапе проектирования, доводки и эксплуатации. Существует метод расчета характеристик компрессоров, состоящий в сложении вдоль оси характеристик ступеней. Этот метод не требует знания параметров решеток на отдельных радиусах и интегрирования вдоль радиуса. Рассматривая треугольник скоростей элементарной ступени, можно написать уравнение для коэффициента теоретического напора ступени на расчетном режиме.  (1)Принимая, что углы  (входа потока в РК абсолютном движении) и  (выхода из потока РК в относительном движении) остаются постоянными как для расчетного, так и для нерасчетных режимов, то для нерасчетного режима уравнение коэффициента теоретического напора примет вид: (2)Можно связать теоретический, адиабатический напоры и КПД с помощью уравнения:  (3)Обобщая уравнения (1-3) можно получить два безразмерных комплекса, зависящих от кинематики потока.  ,  (4)Зная  и  можно вычислить коэффициент теоретического напора и КПД для любого режима, характеризующегося  и  : ,  . (5)Адиабатический напор ступени принимает вид:  , (6)где  - окружная скорость на среднем диаметре.Степень повышения давления в ступени:  Степень повышения давления в компрессоре в целом:  КПД компрессора в целом:  Приведенная методика была реализована в системе моделирования. Расчеты показали, что зависимость  удовлетворительно сходится и погрешность во всей рабочей области не превышает 5%, в зонах помпажа и запирания погрешность выше, что связано, прежде всего, с отсутствием в методике определения границ помпажа и запирания. Зависимость  сходится несколько хуже, погрешность в рабочей зоне не превышает 9%. Расхождение ставится заметнее у границы запирания, что обусловлено теми же причинами, что и для зависимости .Таким образом, в системе моделирования реализована возможность получения характеристик осевых компрессоров в широком диапазоне. УДК 512.94 НЕКОТРЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ Коптелова Татьяна Алексеевна, Мусин Вадим Науфалевич, Емельянов Дмитрий Витальевич; Катков Виктор Евгеньевич, к.т.н. Башкирский государственный университет Научный руководитель: д.т.н. Кузнецов Владимир Александрович. В последние годы наиболее широкое распространение при монтаже трубопроводов из полимерных термоактивных материалов получила контактная сварка (сварка нагретым инструментом). Процесс контактной сварки состоит в том, что подготовленные концы труб и деталей из термопластов, разогретые до вязкотекучего состояния, соединяются друг с другом при небольшом давлении и в результате взаимной диффузии образуется прочное сварное соединение. Контактная сварка выполняется встык и враструб. Сварка встык это наиболее экономичный способ соединения, она менее трудоемка, чем сварка враструб. При этом один и тот же нагревательный инструмент может быть использован для оплавления концов труб различного диаметра. К недостаткам контактной сварки встык относятся необходимость точного совмещения торцов соединяемых труб, а также образование в месте стыка труб наплывов – грата (рисунок), который ухудшает гидравлические характеристики (пропускную способность) трубопровода. Кроме того, наличие указанного грата препятствует возможности очистки трубопровода от отложений механических примесей транспортируемых перекачиваемым продуктом.  1 Рисунок – Фрагмент сварного шва трубопровода из термопласта, полученный методом контактной сварки. 1–грат на внутренней поверхности трубы Контактная сварка встык применяется для соединения труб и деталей диаметром 40мм и выше, с толщиной стенки 3мм и более. При стыковой сварке нагретым инструментом выполняют следующие операции: установку и центровку труб в зажимном центрирующем приспособлении; торцовку концов труб; введение нагревательного инструмента и оплавление торцов труб; технологическая пауза – удаление нагревательного инструмента и сопряжение свариваемых поверхностей; осадку – соединение оплавленных концов под необходимым давлением и охлаждение стыка; освобождение сваренных труб, или деталей от зажимов [1]. Известно устройство для контактной стыковой сварки термопластов, содержащее, в дополнение к указанному выше, дорн, устанавливаемый внутри трубы, и служащий для центровки свариваемых участков труб [2]. Применение дорна не позволяет образовываться столь значительному сварному «грату» на внутренней поверхности трубы и позволяет при сварке полимерных труб сохранить их пропускную способность. К тому же повышается степень равнопрочности основной трубы и сварного соединения Недостатком данного устройства является все же некоторое уменьшение сечения трубопровода, обусловленное тем, что диаметр дорна принимают меньшим диаметру трубы для возможности установки его в трубу. При осевом обжатии труб излишний материал вытекает в зазор между трубой и дорном. При этом величина наплыва по периметру трубы различна и зависит от ориентации трубы в пространстве. При горизонтальном расположении трубы наибольшая величина грата равная двойной величине зазора между диаметрами трубы и дорна, образуется по верхней образующей, а в нижней части наплыва не будет. Это приводит к возникновению неравномерности в распределении механических характеристик в сварном шве. Кроме того, после остывания стыка возникают сложности с извлечением дорна, из-за повышенного трения его о материал трубы. Учитывая это, разработано новое устройство типа «дорн», позволяющее с заданной степенью размерной точности получать сварные швы на трубах из термопластов, и обеспечивающее условие равнопрочности сварного шва основного материала труб. Литература:
УДК 331.1(075.8) МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ СОЦИАЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРЕДПРИЯТИЙ. Лакман Ирина Александровна, аспирант, Уфимский государственный авиационный технический университет, Научный руководитель: д.т.н., проф. Юсупова Нафиса Исламовна. Одним из аспектов социальной деятельности промышленного предприятия является создание и развитие социальной инфраструктуры производства. «Роль социальной инфраструктуры проявляется, прежде всего, в том, что ее всестороннее развитие повышает результативность действующей хозяйственной структуры, способствует мобилизации новых резервов производства» [5, с. 203]. Обоснование путей развития социально-бытовой инфраструктуры предприятий невозможно без оценки современного состояния ее объектов, [2, с.89]. В социалистической экономике методика оценки уровня развития социальной инфраструктуры предприятия базировалась на нормативном подходе, [1, c. 54], однако в настоящее время актуальность такой методики утрачена, в связи с отсутствием нормативно-правовой основы. В данной статье предложена новая методика оценки уровня развития социальной инфраструктуры предприятий, базирующаяся на основе статистической информации и экспертных оценок, также рассматривается проверка устойчивости оценок, полученных согласно предложенной методике, на конкретном примере. В качестве способа получения статистической информации был выбран способ анкетирования. Анкета использует комбинированный источник сведений – документированный (необходимая информация берется из соответствующих стандартных формуляров регистрации статистических данных), опросный (опрос руководителей предприятий, позволяющий выявить их отношение к имеющемся на балансе предприятия объектам социальной инфраструктуры) и описательный (качественная информация о форме собственности и объектах социально-бытового назначения предприятия). Формирование статистической информации было проведено на несплошной основе, где в качестве вида выборочного наблюдения использовалась простая случайная выборка. Собранная статистическая информация по предприятиям РБ удовлетворяла всем требованиям качественности, предъявляемым к информации [3, c. 27]: – сопоставимость: для достижения этого условия все абсолютные статистические показатели были переведены в относительные, путем деления текущих показателей на базу сравнения. Были получены как относительные показатели структуры, так и относительные показатели интенсификации финансирования объектов социальной инфраструктуры. – точность (достоверность): обеспечивается одинаковой методикой расчета статистических показателей. – представительность: полученная выборка соответствует генеральной совокупности. – однородность: были исключены аномальные наблюдения на основании правила «трех сигма», [4, c. 45]. На основании полученных статистических данных были сформированы статистические таблицы, характеризующие показатели финансирования объектов социального назначения, текучести кадров, прибыли, средней зарплаты. Кроме этого были рассчитаны основные описательные статистики, а также показатель концентрации, позволяющий оценить неравномерность распределения прибыли по предприятиям (показатель Джинни на 20% распределении по численности занятых), [3, c. 204]. Дать полную оценку уровню развития социальной сферы предприятий, опираясь только на количественные статистические данные, касающиеся в основном финансовых показателей содержания объектов социальной инфраструктуры, нельзя. Для комплексного анализа развития социальной инфраструктуры предприятий необходимо опираться на опыт, знания и интуицию специалистов. Хорошим инструментом, позволяющим учитывать мнения таких специалистов, являются методы экспертных оценок, [3, c. 354]. В качестве метода проведения сбора экспертных мнений был выбран метод независимых экспертных оценок, а основными условиями при формировании экспертной комиссии являлись следующие критерии: – компетентность в вопросах социального развития организаций; – хорошее знание средних и крупных предприятий республики Башкортостан. Экспертный анализ проводится в два тура (методика холл-теста). I-ый тур: «априорный». Каждому из членов экспертной комиссии предлагается список из наименований предприятий выборки. Специалисты ранжируют предприятия по уровню развития социальной инфраструктуры на основе интуитивистского подхода, опираясь на собственную компетентность и осведомленность в вопросах социально-бытовой сферы промышленных предприятий. II-ой тур: «уточняющий» В этом туре специалистам дают возможность ознакомиться с результатами анкетирования предприятий, причем для объективности оценивания, а также соблюдения условия неразглашения предоставленной информации, экспертам неизвестно, какое именно из предприятий-респондентов предоставило данные сведения. На основе полученной информации у экспертов формируется мнение, возможно отличное от мнения, представленного в первом туре опроса. Далее, каждый из членов экспертной группы заполняет формуляр регистрации экспертных оценок для каждого из предприятий, предложенных по списку. Регистрация экспертного мнения производилась с трех позиций: 1. Общая оценка уровня развития социальной инфраструктуры предприятия согласно градации:
2. Оценка заинтересованности администрации предприятия в развитии и поддержании объектов социальной инфраструктуры, согласно градации:
Эта оценка у экспертов формируется на основании данных анкетного опроса руководителей предприятия. В качестве рекомендации, экспертам предлагается согласовывать данные анкетного опроса с показателями средств, инвестированных в объекты социальной инфраструктуры. 3. Оценка влияния на развитие социальной инфраструктуры предприятий таких факторов как «градообразуемость» (внешний по отношению к социальной инфраструктуре фактор) и форма собственности предприятия (внутренний по отношению к социальной инфраструктуре фактор) с двух позиций: оказывает влияние или – нет. Процедура проверки согласованности экспертных мнений осуществлялась в три этапа. Первый этап – это эндогенная проверка согласованности мнений одного эксперта в обоих турах. Она проводится согласно следующему алгоритму действий:
Таким образом, задается отношение эквивалентности с 9-ю классами эквивалентности, между которыми введен строгий линейный порядок. 2) Производится ранжировка внутри кластеров на основании учета мнений экспертов о положительном влиянии качественных признаков, таких как «градообразуемость» и форма собственности предприятия. 3) Производится согласованность рангов первого и второго туров. Для этого рассчитывается сумма рангов, по результатам туров, а затем полученные суммы ранжируется в возрастающем порядке. Полученные ранги являются интегральными оценками, проставленными каждым экспертом каждому из предприятий, исходя из принципа – чем меньше ранг, тем выше уровень развития социальной инфраструктуры. Второй этап – это экзогенная проверка согласованности мнений всех членов экспертной комиссии. В качестве такой проверки используется комбинированный метод согласования, который проводится согласно следующему алгоритму действий:
Третий этап – проверка гипотезы о независимости и равномерном распределении мнений экспертов на множестве всех ранжировок. Соответствующая нулевая гипотеза проверяется на основании статистического критерия Спирмена, для которого определяется значение коэффициента корреляции Спирмена по формуле, [3, c.241]:  , где di – разность между рангами значений xi и εi.Нулевая гипотеза принимается на уровне доверия р, если наблюдаемое значение t-статистики удовлетворяет неравенству:  .После полного согласования экспертных оценок и проверки гипотез, получаем квалиметрическую характеристику уровня развития предприятий выборки в виде рангов, присвоенных каждому объекту исследования по принципу: чем меньше ранг, тем выше уровень развития социальной инфраструктуры. Предложенная методика была опробована на предприятиях республики Башкортостан. Свое согласие на участие в проведении исследования динамики развития социально-бытовой инфраструктуры дали 20 средних и крупных предприятий республики Башкортостан. После проведения консультаций, согласования регламента и сроков проведения экспертизы число членов экспертной комиссии составило 7 человек. Отклонения оценок, полученных в первом и втором турах экспертизы, были незначительными (размах рангов не более трех позиций). Данное обстоятельство указывает на компетентность и высокий профессиональный уровень приглашенных экспертов. При согласовании мнений экспертов размах рангов по каждому из объектов исследования составил не более четырех позиций, то есть в оценках не отмечалось резко выделяющихся результатов ранжирования (выбросов), что свидетельствует об их хороших статистических свойствах. Отметим также, что в 17 случаях из 20 медианное и среднее значения рангов совпали, то есть практически не наблюдалась асимметрия в рассеянии оценок. Также, согласно статистической проверке гипотезы, на 95% уровне доверия подтвердилось совпадение распределений мнений экспертов между собой. Для ускорения обработки формуляров экспертных мнений, согласно описанной в методике, был разработан специальный программный продукт, зарегистрированный в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (свидетельство № 2008613809). Таким образом, оценки уровня развития социальной инфраструктуры предприятий, полученные в ходе проведения экспертизы, являются достоверными и сбалансированными. С помощью полученных оценок уровня развития социальной инфраструктуры предприятий РБ можно выявить и количественно объяснить корреляционную связь между наличием социальной инфраструктуры у предприятия и производительностью труда, мотивацией труда, финансовой стабильностью предприятия, и как следствие его инвестиционной привлекательностью. Предложенная в статье процедура оценивания уровня развития социальной инфраструктуры предприятия на основе метода экспертных оценок позволяет согласовать мнения экспертов таким образом, чтобы получить устойчивые оценки. Исследование проведено в рамках проекта «Разработка стратегических направлений развития социальной инфраструктуры промышленных предприятий Республики Башкортостан» при совместной финансовой поддержке Академии наук Республики Башкортостан и Российского гуманитарного научного фонда (РГНФ), № 09-02-84-201 а/у, 2009 года. |
Похожие:
 | Общероссийской общественной организации «Российский союз молодых ученых» в Республике Башкортостан | | Информационное поле современной России: практики и эффекты: Материалы Шестой Международной научно-практической конференции |
| Федерального проекта «Территория», в рамках Всероссийского молодежного образовательного форума «Селигер-2009» | | Материалы IV молодёжной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных 26-27 ноября 2012 года,... |
| Культура. Образование. Право [Текст]: материалы Междунар науч практ конф., г. Екатеринбург, апр. 2009 г. Гоу впо «Рос гос проф пед... |  | Материалы II международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных |
| Торжественное открытие Форума и выставки туристско-рекреационного потенциала Приволжского федерального округа | | Системные проблемы надёжности, качества, компьютерного моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах... |
| Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук (конкурс мк-2009) и молодых... | | Название работы (Например, «Разработка технологии молочных продуктов нового поколения») |