+
Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл – полупроводник. Часть 2. Вольт-амперные характеристики диодов металл – полупроводник
стр.291-310
Вольт-амперные характеристики разных диодов и стабилитронов получены опытным путем и существенно отличаются от опыта к опыту. Как правильно обосновать причину таких отличий, неясно. В этой связи возникла проблема в разработке теоретических основ производства такого вида техники на достаточно обоснованной теоретической базе с учетом последних достижений в электротехнике и электронике. В результате рассмотрен процесс формирования токов проводимости и токов смещения в контакте металл – полупроводник. В качестве металла применен алюминий, а в качестве полупроводника – германий и кремний. При прямом приложенном внешнем напряжении разработана теория расчета вольт-амперных характеристик германиевого и кремниевого диодов. Показано, что энергия сродства атомов полупроводниковых материалов на катоде несколько возрастает вследствие связи отрицательных ионов с электрическими диполями атомов поверхностного слоя молекул алюминия внутри столбообразной пустоты и при этом формируется электрический ток проводимости путем движения электронов от катода к аноду. Концентрация электронов вследствие ионизации отрицательных ионов определяется не температурой непосредственно диода, а уменьшенной температурой электронного газа внутри алюминия вследствие преодоления контактной разности потенциалов на p–n переходе. На аноде происходит последовательное накопление отрицательного заряда электронов, что определяет превращение тока проводимости в ток смещения, так как энергия электронов в этом случае не превышает энергию работы выхода из кристалла алюминия. При обратном приложенном напряжении величина энергии сродства отрицательных ионов атомов примеси у анода остается прежней вследствие ионизации отрицательных ионов с учетом возрастания температуры электронного газа на p–n переходе с возникновением тока смещения. Электрический ток проводимости возникает с кристалла алюминия, выполняющего роль катода, внутри столбообразной пустоты вследствие термоавтоэлектронной эмиссии. Ток проводимости у анода превращается в ток смещения, который поступает во внешние электрические провода. Внутренние стенки столбообразной пустоты являются хорошим диэлектриком и поэтому хорошо проводят ток смещения внутри столбообразной пустоты. Ток проводимости в этом случае выполняет роль усилителя результирующего электрического тока.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Расчет температур в проводах низковольтных воздушных линий электропередачи
стр.311-323
Зализный Д. И., Селиверстов Г. И., Кроль Д. Г.
Предложена методика расчета нестационарных тепловых процессов в проводах для низковольтных воздушных линий электропередачи. Методика основана на представлении провода как системы из нескольких однородных тел и решении дифференциальных уравнений, описывающих эту систему. Уравнения решены методом электротепловых аналогий на основе тепловой схемы замещения и операторного преобразования Лапласа. Приведены формулы для определения потерь мощности в проводе, тепловых сопротивлений и теплоемкостей провода. Особое внимание уделено расчету коэффициента теплоотдачи с поверхности провода. Разработаны алгоритмы расчета температур одно- и многожильных проводов при изменении влияющих внешних факторов. Показано, что расчет температур необходимо выполнять за несколько итераций. Введено понятие угла теплообмена, характеризующего часть поверхности провода, через которую идет теплообмен. Экспериментальные исследования для разных марок проводов при различных токах показали, что максимальная абсолютная погрешность расчетной температуры изоляции провода по отношению к измеренной составляет не более 6 °С. Для длительно допустимых токов проводов марки СИП-4 рассчитаны значения понижающих коэффициентов в зависимости от количества жил. Например, для провода СИП-4 4´16 допустимый ток должен быть не 100 А, как дается в справочниках, а 80 А при температуре окружающей среды 25 °С. Представленные в статье методики и алгоритмы расчета могут быть использованы для оценки пропускной способности низковольтных электрических сетей, а также на этапе проектирования систем электроснабжения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Система автоматизированной обработки результатов тепловизионной диагностики электрооборудования
стр.324-342
Косенко А. Д., Величко В. А., Косенко А. А.
Развитие электроэнергетики сопровождается улучшением средств диагностики состояния оборудования в энергетических системах. Часть оборудования электрических сетей значительно изношена и требует повышенного внимания для определения остаточного ресурса. Синтез интеллектуальных технологий и общепринятых методов диагностики является следующей ступенью на пути к будущему электроэнергетики. Цель работы – разработка принципов функционирования системы автоматизированной обработки результатов тепловизионной диагностики электрооборудования. В работе исследуются критерии оценки дефектов электрооборудования на основе температуры нагрева. Алгоритм для автоматизации обработки результатов тепловизионной диагностики электрооборудования разрабатывается на базе искусственных нейронных сетей. Программная реализация детектирования элементов электроустановок на инфракрасных снимках выполняется с использованием архитектуры YOLOv5. Тестирование и оценка обученной нейронной сети производятся с использованием данных тепловизионной диагностики работающего электрооборудования. Обученная в рамках исследования модель нейронной сети по результатам детектирования термограмм из тестовой выборки демонстрирует уверенное обнаружение деталей электроустановок. По результатам анализа нормативной документации был формализован подход к определению степени развития дефектов. Помимо использования термограмм электросетевого оборудования фиксируются также токовая нагрузка и температура окружающего воздуха для выбора подходящей формулы пересчета превышения температуры или избыточной температуры узла электроустановки или контактного соединения. Разработанный алгоритм по автоматизации обработки результатов тепловизионной диагностики электроустановок на базе нейросети YOLOv5 отражает основные процессы, необходимые для функционирования системы. Сформирован и размечен пользовательский набор данных, включающий термограммы реально существующих электроустановок, на основании которого была обучена модель нейросети. Использование тестовой выборки позволило рассчитать значения метрик для оценки качества обучения модели YOLOv5. Разработанная система апробирована на термограммах электрооборудования. Ее использование позволяет в автоматизированном режиме выявить не только развившиеся дефекты, но и начальную стадию возникновения неисправностей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Использование дымовых газов котла для абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов системы регенеративного подогрева подпиточной воды
стр.343-352
Янчук В. В., Романюк В. Н.
Повышение эффективности использования первичных энергоресурсов при производстве тепловой и электрической энергии на тепловых электроцентралях (ТЭЦ) – непреходящая задача в контексте снижения себестоимости производства преобразованных энергопотоков и улучшения экологических характеристик энергогенерирующей установки. Для решения обозначенной задачи предложено развитие системы регенеративного подогрева питательной воды за счет использования сбросных низкотемпературных тепловых потоков ТЭЦ, что возможно с интеграцией в тепловую схему станции утилизационных теплоиспользующих тепловых насосов. В данной работе рассмотрено применение упомянутых абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН), для которых в качестве греющего теплового потока используются дымовые газы, отбираемые из тракта парового котла, в качестве источника низкопотенциальной энергии – поток циркуляционной воды конденсатора. В зависимости от функции цели при оптимизации режима работы электростанции в соответствии с требованиями энергосистемы после модернизации возможно снижение электрической мощности турбоустановки, увеличение либо ее сохранение на прежнем уровне. Для каждого из трех вариантов проведен численный эксперимент для турбоагрегата ПТ-60, наиболее распространенного в Белорусской объединенной энергетической системе. Для варианта со снижением электрической мощности получены следующие результаты: рост электрического, энергетического и эксергетического КПД соответственно составил 4,3, 2,6 и 1,1 %, при этом также снижается температура уходящих дымовых газов за счет их более глубокого охлаждения до 110 °С. В работе определено сечение газо-воздушного тракта котлоагрегата для отбора дымовых газов с температурой, обеспечивающей работу абсорбционного теплового насоса на номинальных параметрах. Отработанные в АБТН дымовые газы перед сбросом в дымовую трубу смешиваются с потоком дымовых газов непосредственно от котла.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Разработка и исследование адсорбентов сероводорода из природных материалов
стр.353-366
Филимонова А. А., Власова А. Ю., Чичирова Н. Д., Камалиева Р. Ф., КАРНИЦКИЙ Н. Б.
Адсорбционные материалы на основе природных минералов рассматриваются в мировой литературе как недорогие адсорбенты сероводорода, способные полностью заменить коммерческие продукты, такие как синтетические цеолиты. Мировой спрос на недорогие, доступные, безопасные материалы растет, в том числе в сфере очистки промышленных и сельскохозяйственных газовых выбросов от сероводорода. В статье представлен анализ литературных данных о природных глинах, активном иле и других материалах и способах их использования для адсорбции сероводорода. Приведены данные о составах активного ила, глин и известняковых пород, исследования которых проведены на инфракрасном спектрофотометре. Неорганическая составляющая активного ила включает в себя оксид железа, соединения алюминия, кальция, магния, силикаты. Горная известковая порода состоит из карбонатов, оксида железа, силикатов, при прокаливании при высоких температурах образует преимущественно оксид кальция. Различные глины содержат алюмосиликаты, оксиды железа, меди, кобальта, марганца. За счет содержания оксидов металлов природные материалы имеют механизм хемосорбции, а за счет содержания соединений алюминия и кремния обладают физическим механизмом сорбции. Разработаны 17 составов композиционных материалов из природных минералов и изучено их содержание серы. Также было проведено исследование поглощающей способности активного ила в жидком состоянии. Показано, что все природные материалы обладают высоким потенциалом для использования в качестве адсорбентов при минимальной подготовке (обезвоживании, прокаливании). Композиции, не содержащие дорогостоящих добавок, состоящие в основном из обожженной известняковой породы и глин, показали сероемкость от 10 до 40 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Моделирование и расчет параметров малой гелиотеплицы с целью повышения энергоэффективности
стр.367-384
Узаков Г. Н., СЕДНИН В. А., Сафаров А. Б., Мамедов Р. А., Рахматов О. И.
В статье представлены результаты исследований, в ходе которых на примере климатических условий Кашкадарьинской области (Республика Узбекистан) разработана методика повышения энергоэффективности двухскатных солнечных теплиц. Литературный анализ показал наличие потенциала экономии энергии в тепличном хозяйстве агропромышленного сектора за счет оптимизации параметров солнечных теплиц. Одновременно показано, что, несмотря на обширность выполненных исследований в ряде стран в данном направлении, требуется продолжение изучения проблемы с выходом на практическое применение параметров их ориентации на местности для различных географических регионов по максимизации воспринимаемой суммарной солнечной радиации. В работе приведен анализ результатов исследований по установлению зависимости суммарной солнечной радиации, падающей на двухскатную теплицу, покрытую стеклом, с полезной площадью 50 м2, высотой стен 2 м и высотой ската крыши 1,5 м, от конструктивных параметров последней и траектории движения солнца. Моделирование режимов функционирования гелиотеплицы осуществлено в пакете MATLAB с учетом изменения параметров окружающей среды местности в период с 15 ноября 2023 г. по 15 марта 2024 г. с широтой местности 38,87° и ориентацией от 0 до 90° с интервалом 5°. В результате моделирования определены оптимальные параметры теплицы для приведенного выше периода (азимутальный угол поверхности γопт = 45°, угол наклона поверхности βопт = 50°) при максимальной суммарной солнечной радиации за указанный период, равной ∑Iмах = 35660 МДж, что превышает на 20 % радиацию для теплицы стандартных размеров. Обобщение результатов моделирования позволило разработать методику определения геометрических характеристик (размеров и параметров ориентации) солнечных двухскатных теплиц с заданными климатическими условиями по критерию максимизации падающей суммарной солнечной радиации в зимний период года, которая может быть распространена для применения на другие регионы Узбекистана с целью повышения энергоэффективности агропромышленного сектора.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
