tech-2022_04(97)

№ 4 (97) апрель, 2022 г. установлена и количество солнечных дней в году. Го- В основу данной работы было поставлена техни- довое количество солнечных в Азербайджане состав- ческая задача –создания устройства солнечного водо- ляет свыше 270. И так солнечный коллектор водо- нагревателя, позволяющего круглосуточно использо- нагревателя нужно размещать так, чтобы солнце осве- вать данную конструкцию с получением теплой воды щало ее максимальное время. По предложению автора с потребной температурой для бытовых нужд. Постав- работы [11] наклон панели должен быть 10-15 граду- ленная задача решается тем, что в солнечном водо- сов и плюс географическая широта места использова- нагревателе предусматривается солнечный коллектор ния солнечного водонагревателя. Азербайджан нахо- с тепловой ловушкой позволяющий согревать бойлер, дится на 40-й географической широте, поэтому наклон также, в темное время суток и в облачную погоду. В панели примерно должен составлять 50-55 градусов качестве поддержания оптимального температурного целься. В Азербайджане производят коллекторы раз- режима в бойлере, устройство дополнительно содер- личной конструкции пригодных для солнечных водо- жит двух клапанный термостат, радиатор, вентилятор, нагревателей. помпу и расширительный бочок. Рисунок 1. Устройство солнечного водонагревателя Устройство солнечного водонагревателя с авто- термостатом 4. Водяной насос –помпа 5, центробеж- матическим регулированием температуры в бойлере, ного типа обеспечивает циркуляцию жидкости в си- состоит из радиатора 1, являющийся теплообменни- стеме охлаждения. Для отвода теплой воды из бой- ком, в котором теплота от рабочего агента с помо- лера солнечный водонагреватель снабжен линией щью вентилятора 12 передается потоку воздуха. теплой воды 6 выходящего из цилиндрического ак- Охлаждающая жидкость поступает в радиатор 1 по кумуляторного бака - бойлера 7. Вокруг аккумуля- циркуляционной трубе 2. Расширительный бачок 3 торного бака 7, размещен дополнительный цилин- сообщается с атмосферой и наполнен охлаждающей дрический бак 8, выполняющий роль теплообмен- жидкостью. Поддержания оптимального темпера- ника, служащий передаче тепла солнцем нагретым турного режима, обеспечивается двух клапанным теплоносителем в воду, предназначенную для быто- 64

№ 4 (97) апрель, 2022 г. вых нужд. В основной бойлер холодная вода посту- достаточно учитывается влияние условий эксплуа- пает через магистральную линию 9. В аккумулятор- тации природно-климатических факторов на их ра- ном баке вода нагревается посредством солнечных боту. Одно из основных причин, это отсутствие со- батарей 10. В радиаторе 1 предусмотрена пробка для вершенной нормативно-технической документаций слива охлаждающей жидкости 11. Непосредственно и методик разработки аналоговых установок. Имею- за радиатором 1 установлен вентилятор 12 служащий щая техническая документация в полной мере не от- для повышения скорости и количества воздуха, про- работаны и не стандартизированы в требуемой мере. ходящего через радиатор. 2. Проведен детальный анализ и сравнение извест- Заключение ных методов расчета и конструкций солнечных во- донагревателей. В отличии от известных подходов, 1. В последние годы в Азербайджане наметилось предложенная конструкция установки наиболее тенденция развития солнечных водонагревательных подходящее в работе в различных условиях с учетом установок, долгое время отстававшего от других климатических характеристик мест эксплуатации. развитых стран. Также установки разработанные и производимые в других странах, как правило, не со- 3.Разработана принципиально новая схема и ис- ответствует требованиям, их теплотехнические ходные данные для технических заданий на проек- характеристики в должной мере не совершенны. тирование систем солнечного горячего водоснабже- Технические параметры различных конструкций ния с локальным наклоном, бойлерной установкой и этих солнечных водонагревательных установок для устройством оптимального поддержания темпера- объективного сравнения. При проектирование не турного режима воды. Список литературы: 1. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Справочник по атомной и молекулярной физике Москва, Атомиздат, 1980, 240 с. 2. Большаков В.А., Константинов Ю.М., Попов В.Н., Даденков В.Ю. Под ред. проф. В.А. Большакова. Справочник по гидравлике Киев: Вища школа, 1977. – 279 с. 3. http://ukrelektrik.com/publ/raschet_ploskogo_solnechnogo_kollektora/1-1-0-1706 (дата обращения 04.02.22). 4. Wang; Chih- Yao et al., Patent US 5,931,156; 3/08/1999; U. S. Cl. 126/635,639,640; 5. Солнечные коллекторы [Электронный ресурс] / Режим доступа http// www.artclimat.com.ua/equipment/solar/1. 21.03.2008. Загл с экрана. 6. Устройство для горячего водоснабжения с использованием солнечней энергии, изготовитель: «Тhermis», Италия. http://www.electro-mpo.ru/card27509.html 7. Патент РФ №2078290, 1994г. Солнечный водонагреватель. 8. Патент РФ № 2527270, Солнечный водонагреватель. 9. İsti su üçün akkumulyator çəninə əlavə su çəninin içərisində yerləşən termosifon dövranlı,bir kontorlu günəş su qızdırıcı qurğusu http://optonimpex.com/a153473-printsipialnye-shemy-sistemy.html (müraciyət tarixi 14.06.2021) - prototip. -дополнительный резервуар воды с термосифонной оборачиваемости размещенным во внутри ак- кумуляторного бака, предназначенного для горячей воды одноконтурного солнечного водонагревательного установки. http://optonimpex.com/a153473-printsipialnye-shemy-sistemy.html (дата обращения 14.06.2021) - прототип. 10. Алиев Р.А. «Зеленая экономика» в Азербайджанской Республике: предпосылки и направления развития [Электронный ресурс] /Р.А. Алиев, Г.Ф. Исмаилова // Интернет-журнал «Науковедение». - Том 7. - №6 (2015). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/107EVN615.pdf DOI: 10.15862/107EVN615 11. https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-effektivnogo-selektivnogo-pokrytiya-i-konstruktsii-solnechnogo-teplovogo- kollektora-s-rekomendatsiyami-po-ego (дата обращения 09.02.2022). 65

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13507 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКРОГЭС ЭФФЕКТИВНО РАБОТАЮЩЕЙ В НИЗКОНАПОРНЫХ ВОДОТОКАХ Мамедов Расул Акиф-огли докторант, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] DEVELOPMENT OF A METHODOLOGY AND MATHEMATICAL MODEL OF A MICRO HYDROELECTRIC POWER PLANT THAT OPERATES EFFICIENTLY IN LOW-PRESSURE WATERCOURSES Rasul Mamedov Doctoral student, Bukhara Engineering Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В данной статье представлены теоретические исследования гидроэнергетической установки, эффективно работающей в низконапорных водотоках со скоростью потока воды от 1-4 м/с. При разботке математической модели водяного колеса была использована программа Matlab/Simulink. По результатам исследования было установлено, что для эффективной работы водяного колеса в низконапорных водотоках угла наклона лопасти на выходе из воды составляет ������ = 30°. Также в ходе исследования были определены расход воды и коэффициент использования энергии потока воды равные Q = 0,75 м3/с и Cp = 0,15 соответственно. ABSTRACT This article presents theoretical studies of a hydropower plant that effectively operates in low-pressure watercourses with a water flow rate of 1-4 m/s. When developing the mathematical model of the water wheel, the Matlab/Simulink program was used. According to the results of the study, it was found that for the efficient operation of the water wheel in low-pressure watercourses, the angle of inclination of the blade at the exit from the water is β=30°. Also, in the course of the study, the water flow and the energy utilization factor of the water flow were determined to be Q=0.75 Q = 0,75 m3/s and Cp = 0,15, respectively. Ключевые слова: водяное колесо, Аму-Бухарский канал, расход воды, скорость потока воды, гидроэнерге- тический потенциал, коэффициент использования энергии потока воды Keywords: water wheel, Amu-Bukhara canal, water flow rate, water flow rate, hydropower potential, water flow energy utilization factor ________________________________________________________________________________________________ Введение. В мире на сегодняшний день мощности за период 2020 года замкнули Китай (13760 стремительный рост потребления элекроэнергии МВт), Турция (2480 МВт), Индия (478 МВт), Ангола связанный с увеличением населения Земли, повлекло (401 МВт) и Россия (380 МВт). Что касается Узбеки- за собой истощение природных ресурсов, а также стана то в 2020 году он освоил 71 МВт установленной изменение климата связанное с выбросами мощности и занял 24 строчку в мировом рейтинге, что парниковых газов в атмосферу за счёт сжигания значительной превышает по отношению к 2019 году с природного топлива в целях выработки добавленной установленной мощностью 11 МВт с 40 электроэнергии. Для решения этих проблем местом в мировом рейтинге (Рис. 4) [3]. необходимо увеличение доли выработки электроэнергии из возобновляемых источников Одним из важнейших комплексов в Республике энергии[1]. Узбекистан является система Аму-Бухарского машин- ного канала (АБМК), расположенного в Бухарской об- Согласно отчету Renewables 2020 Global Status ласти. Для эффективного использования гидроэнерге- Report, электроэнергия выработанная из возобновляе- тической установки необходима в первую очередь точ- мых источников энергии, таких как солнце, ветер, ная оценка ресурсов гидроэнергетического потенциала биомасса, геотермальная энергия и гидроэнергетика и свойств энергии воды в регионе, где будет применена составляет 27,3 процента [2]. установка. Впервые гидроэнергетический потенциал Аму-Бухарского машинного канала был оценен в По данным организации International Hydropower Association (IHA) пятерку лидеров по установленной __________________________ Библиографическое описание: Мамедов Р.А. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКРОГЭС ЭФФЕКТИВНО РАБОТАЮЩЕЙ В НИЗКОНАПОРНЫХ ВОДОТОКАХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13507

№ 4 (97) апрель, 2022 г. научных исследованиях, ученных Бухарского инже- Методология нерно-технологического института. В ходе исследова- ния было установлено что ирригационная система Для теоретического обоснования работы Аму-Бухарского машинного канала обладает хорошим гидроэнергетической установки, эффективно потенциалом. Оценка валового гидроэнергетического работающей в низконапорных водотоках со скоростью потенциала составила 200,2 ГВт·ч и может служить потока в диапазоне 1-4 м/с, построим математическую решением проблем с электрификацией отдалённых модель конструкции водяного колеса с наружным диа- районов с бесперебойной и надёжной электроэнер- метром 1м. гией, с применением микроГЭС, эффективно работаю- щей в низконапорных водотоках [4]. На рисунке 1 показана схема геометрических параметров конструкции нижнебойного водяного колеса. Рисунок 1. Схема геометрических параметров конструкции водяного колеса Из геометрического расположения следует, что с водой по отношению к аналогам с прямыми лопа- величины, наружного диаметра Da и внутреннего стями взаимосвязаны уравнением [6]: диаметра Di водяных колес взаимосвязаны уравне- нием: ������������ = (������2������)2∙(���2���������)2 (3) ������������∙������������������������+������������ Di = Da − 2a (1) Высота лопасти \"a\" рассчитывается в зависимости Угол наклона лопасти на выходе из воды от внешнего диаметра водяного колеса и расхода воды. определяется по следующей формуле: Согласно научнқм исследованиям, для потока с ������ = ������������������−1 (√1 − (1 − ℎ������ 2 (4) расходом воды Q ≤ 0,5 м³/с, принято следующее уравнение [5]: ������������ )) a = Da (2) Благодаря геометрическим закономерностям определим зависимость угла β от угла φ: 4 α + β = 90°, φ + α = 90°, Для достижения уменьшения потерь водяного ко- леса, необходимо: α = 90° − β, α = ° − φ, α = 90° − φ, φ = β (5) Глубина погружения лопасти определяется по выбрать глубину погружения ℎ������ изогнутой следующей формуле: лопасти, описывающейся расчётным кружком с ради- усом ������������ форма которой значительно уменьшает коэф- фициент лобового сопротивления при взаимодействии 67

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ht = Ra − Ra ∙ sinβ (6) Частота вращения водяного колеса рассчи- Коэффициент мощности Cp, величина выражаю- тывается по его диаметру и окружной скорости [7]: щая часть энергии потока воды, усвоенной водяным колесом, определяется следующим образом [11]: n = U∙60 (7) Cp = 4π∙n∙Q (12) ρ∙A∙V3 n∙Da Ua – окружная скорость, м/с; где, V- скорость потока воды, ρ- плотность воды, Q- расход воды, A- ометаемая площадь лопастей, погру- Окружная скорость водяного колеса равна поло- женных в воду. вине скорости потока воды на входе имеет следующий вид [8]: Результаты исследования U=V (8) В ходе исследования были получены следующие результаты. 2 На рисунке 2 показаны кривые, полученные в Формула позволяющая определить количество ло- пастей водяного колеса имеет следующий вид [9]: программе Matlab/Simulink охарактеризовываюшие z = Da∙π (9) зависимость расхода потока воды Q от угла наклона t лопасти на выходе из воды β. Было установлено Глубина погружения лопасти в воду параметр, что при угле наклона лопасти на выходе из воды ������ = зависящий от скорости вращения n, толщины лопасти bsch, внешнего радиуса колеса Ra, расхода воды Q, 30°, значение расхода потока воды максимален и со- определяется следующим выражением приведенном в литературе [10]: ставляет ������ = 0,75 м3/с. ht = (Ra − 1,05∙bsch∙z) − √(Ra − 1,05∙bsch∙z)2 − Q∙60 На рисунке 3 показаны кривые зависимости коэф- n∙B∙π фициента использования энергии потока воды от угла 2π 2π наклона лопасти на выходе из воды β при различной скорости потока воды в диапазоне от 1-4 м/с получен- (10) ные в программе Matlab/Simulink. Было установлено что при угле наклона лопасти на выходе из воды Исходя из уравнения (1) получим математиче- ������ = 30°°, значение коэффициента использования ское выражение, определяющее расход потока энергии потока воды принимает максимальное значе- воды: ние при скорости потока воды 4 м/с равное ������������ = 0,1375. Q = n∙B((2π∙Ra−1,05∙bsch∙z)∙(Ra−Ra∙sinβ)−π∙(Ra−Ra∙sinβ)2) (11) 60 Рисунок 2. Графики зависимости расхода потока Рисунок 3. Графики зависимости коэффициента воды от угла наклона лопасти на выходе из воды использования энергии потока воды от угла наклона лопасти на выходе из воды 68

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Заключение при скорости потока равной 4 м/с, составили Q = 0,75 м3/с и Cp = 0,15 соответственно. Использова- В ходе теоретического исследования гидроэнер- ние данного водяного колеса, эффективно работаю- гетической установки, применяемой в низконапор- щего в низконапорных водотоках, может послужить ных водотоках со скоростью потока воды 1-4 м/с, обеспечению локальных потребителей малой мощ- было установлено что для эффективной работы во- ности, что приведет к развитию социальной и эконо- дяного колеса угол наклона лопасти на выходе из мической сфер. воды составил ������ = 30°, при это расход воды и коэффициент использования энергии потока воды Список литературы: 1. Sadullayev N.N., Safarov A.B., Nematov Sh.N., Mamedov R.A., Abdujabarov A.B. Opportunities and prospects for the use of renewable energy sources in Bukhara region // Applied solar energy. 2020. Vol. 56. № 4 - P. 410-421. 2. Renewables 2020 Global Status Report / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ren21.net/wp- content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf (дата обращения 11.01.2021). 3. 2021 Hydropower Status Report / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.hydropower.org/publi- cations/2021-hydropower-status-report (дата обращения 11.07.2021). 4. Мамедов Р.А., Сафаров А.Б., Чарыева М.Р. Анализ зависимости коэффициента Шези при оценке ресурсов гидроэнергетического потенциала оросительных каналов Бухарской области // Научно-технический журнал «Альтернативная энергетика». 2021. №1. – С. 52-60. 5. Müller W. Die eisernen Wasserräder - Berechnung, Konstruktion und Wirkungsgrad. - Germany, 1899. - P. 143. 6. Matthias H. Analyse des Zuppinger-Wasserrades – Hydraulische Optimierungen unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte. – Stuttgart, 2018. - P. 192. 7. Мухаммадиев М.М., Уришев Б.У., Мамадиеров Э.К., Умарова Д.М. Новая конструкция наплавной микрогидроэлектростанции // Четверная научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии». - Санкт-Петербурге, 2008. - С. 1-9. 8. Adanta D., Kurnianto M. Effect of the number of blades on undershot waterwheel performance for straight blades // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science – Germany, 2020. 431 – P. 1-6. 9. Quaranta E., Müller G. Sagebien and Zuppinger water wheels for very low head hydropower applications // Journal of Hydraulic Research. 2018. - P. 1-11. 10. Nuembergk D.M., Trostdorf F., Treiber G. Untersuchung zum Wirkungsgrad eines Zuppinger-Wasserrades mit einer kreisförmigen Überfallschütze // Wasserbaukolloquium 2009: Wasserkraft im Zeichen des Klimawandels Dresdener Wasserbauliche Mitteilungen. 2009. - Р. 359-368. 11. Юренков В.Н., Иванов В.М., Клейн Г.О., Блинов А.А., Родивилина Т.Ю, Иванова П.В. Методика расчета обтекания лопасти водяного колеса // Вестник АлтГТУ им И.И.Ползунова. 2006. №2. – С. 143-150. 69

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 4(97) Апрель 2022 Часть 10 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 4(97) Апрель 2022 Часть 11 Москва 2022

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, канд.техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 4(97). Часть 11. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 64 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/497 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.97.4-11 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Энергетика 5 УПРАВЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ НЕФТИ 8 Назаров Улугбек Султанович Сайдахмедов Элёрбек Эгамбердиевич 15 Шафиев Рустам Умарович 21 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРНЕ Санаев Шоҳзодбек Собирович 28 Бабаходжаев Рахимжан Пачеханович Ташбаев Назим Тулаевич 32 ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА В КАЗАХСТАНЕ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ, 37 ПРЕПЯТСТВУЮЩИЕ ЕЕ РАЗВИТИЮ 37 Тен Николай Юрьевич Поветкин Виталий Васильевич 37 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТЕРА В ЛИНИИ 40 ПО ПЕРЕРАБОТКЕ КАБЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ Цыпкина Виктория Вячеславовна 40 Иванова Вера Павловна Исамухамедов Дилшод Нигматуллаевич 44 Хайитмурадова Сайёра Музаффаровна Турсунбаев Шерзод Мурот ўғли 44 48 РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА 51 Шотаева Еркеназ Женистиккызы Рыспаева Майя Жумабековна 51 КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ ВОДЫ НА ОРЕБРЕННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТРУБАХ 56 Эшкуватов Лутфулла Мурадуллаевич Бабаходжаев Рахимжан Пачеханович 56 Ташбаев Назим Тулаевич Papers in english Aviation and rocket-space technology USING FLIGHT CONTROL SYSTEMS IN UNMANNED AERIAL VEHICLES Abdujabarov Nuriddin Jonibek Takhirov Rakhimjon Shokirov Records DEVELOPMENT OF CRITERIAL METHODS FOR SELF-ASSESSMENT OF SMALL ENTERPRISES IN ACCORDANCE WITH STANDARDS ST RK ISO 9001 - 2016 Toty Buzauova Zhanara Toleubay Engineering geometry and computer graphics ANALYSIS OF GIRIKH ORNAMENTS FROM THE HISTORICAL HANDWRITING \"DAFTARI-GIRIKH\" Manzura Mirkhanova THE ROLE OF GEODESY WORK IN THE DESIGN OF PUMP STATIONS Yunusbek Sattiyev Rakhmatillo Shermatov Computer science, computer engineering and management BIG DATA AND BENEFITS IN INFORMED DECISION MAKING IN FIRMS Zharas Kyyakhmetov Mohamed Ahmed Hamada Mechanical engineering and machine science THEORETICAL SUBSTANTIATION OF RECOVERY OF HIGH PRESSURE FUEL PUMPS OF MARINE ENGINES (HPPU) BY DIFFUSION METALLIZATION OF PLUG PAIRS Alakbar Gulahmad Huseynov Gharib Rashad

WEIGHT DISTRIBUTION OF THE MACHINE-TRACTOR UNIT WHEN LIFTING UNIVERSAL 60 POWER EQUIPMENT Omadjon Mamatqulov Xasanboy Toychiyev

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ЭНЕРГЕТИКА DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13525 УПРАВЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ НЕФТИ Назаров Улугбек Султанович д-р техн. наук, проф., председатель правления АО «O’ZLITINEFTGAZ» Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Сайдахмедов Элёрбек Эгамбердиевич д-р техн. наук, заместитель председателя правления АО «O’ZLITINEFTGAZ» Республика Узбекистан, г. Ташкент Шафиев Рустам Умарович д-р техн. наук, консультант-секретарь НТС, АО «O’ZLITINEFTGAZ» Республика Узбекистан, г. Ташкент MANAGEMENT OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF OIL Ulugbek Nazarov DSc, professor, Chairman of the Board JSC «O’ZLITINEFTGAZ» Republic of Uzbekistan, Tashkent Elyorbek Saydakhmedov DSc, Deputy Chairman of the Board JSC «O’ZLITINEFTGAZ» Republic of Uzbekistan, Tashkent Rustam Shafiev DSc., Consultant-Secretary of the STC, JSC «O’ZLITINEFTGAZ» Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье показана необходимость выполнения комплекса реологических исследований нефти для пополне- ния базы исходных данных для проектирования наиболее доступной нефтепромысловой технологии в условиях перехода на добычу нефти из трудноизвлекаемых запасов. ABSTRACT The article shows the need to perform a complex of rheological studies of oil to replenish the database of initial data for the design of the most affordable oilfield technology in the transition to oil production from hard-to-recover reserves. Ключевые слова: реологические свойства нефти, управление реологическими свойствами нефти, программа исследований. Keywords: rheological properties of oil, management of rheological properties of oil, research program. ________________________________________________________________________________________________ Переход нефтедобычи на активную эксплуата- характеристиками потоков флюидов, начиная с пла- цию месторождений углеводородов, приуроченных стовых процессов, далее скважина, трубопроводы и к категории трудноизвлекаемых, обуславливает по- технологическое оборудование наземных соору- иск решений по минимизации энергозатрат и обес- жений, и заканчивая хранением товарной нефти в печению ресурсосбережения. В этой связи важным резервуарных парках. является обеспечение управления реологическими __________________________ Библиографическое описание: Назаров У.С., Сайдахмедов Э.Э., Шафиев Р.У. УПРАВЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ НЕФТИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13525

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Как известно, цикл нефтедобычи включает в (изменение во времени внутренних напряжений); себя выполнение и осуществление ряда последова- тиксотропия; поддаваться термо- и барообработке; тельных процессов: гидродинамического характера – создавать устойчивые ядра течения с маловязким фильтрация полезных флюидов в материнском пла- пристенным слоем в трубах за счет применения спе- сте к призабойной зоне добывающих скважин, циальных жидкостей (поверхностно-активных), а подъем углеводородов по лифтовым трубам эксплу- также за счет введения специальных добавок приоб- атационных скважин на дневную поверхность, ретать особые свойства. Несомненно, свойства нефти транспортирование нефти по трубам в газожидкост- в сильной степени зависят от температуры. В практике ном состоянии до пунктов подготовки и очистки и нефтяного дела температура нефти изначальная магистральный транспорт товарной нефти потреби- пластовая (30–50 °С) диктует правила управления телям; гидростатический отстой газожидкостной температурным режимом в единичных процессах, смеси нефти, пластовой воды и растворенного газа в составляющих цикл нефтедобычи, которая колеб- аппаратах и емкостях технологического назначения. лется от 20 до 90 °С. Исходя из практических задач Для выполнения моделирования процессов и чис- и целевых показателей задания на проектирование, ленных расчетов затрат энергии в добыче нефти, составляется программа специальных реологических как правило, используют кинематические схемы исследований нефти для пополнения базы данных, взаимодействия фаз, составляющих поток. используемых в технологических целях и расчетах. Основным критерием в рассматриваемых про- Существует много способов эксперименталь- цессах нефтедобычи выступает сопротивление со ного определения реологических свойств нефти с стороны жидкости, которая прямо пропорциональна применением специальных приборов, устройств, реологическим свойствам нефти. Следовательно, гидравлических лабораторных стендов и опытных суточный дебит нефти по месторождению и ее рео- промышленных участков. В разные периоды в логические свойства составляют основу исходных АО «O’ZLITINEFTGAZ» для реологических иссле- данных для выработки наиболее доступной нефте- дований применялись ротационные вискозиметры: промысловой технологии, позволяющей избежать Реотест, Ротовиско, ВПН, ПИРСП; прибор Стокса, риски роста операционных издержек при эксплуата- капиллярный вискозиметр специального изготовле- ции промысла. Влияние «балласта» попутного газа ния, гидравлический стенд. Принципы измерения, и пластовой воды в данной статье учтено косвенно которые основаны на задании: 1) постоянной скорости и в подробностях не рассмотрено. сдвига или 2) постоянного напряжения при сдвиге. Все эксперименты проводились на принципах гид- Теоретические вопросы реологии специальных равлического подобия и в условиях, приближенных жидкостей, включая исследования реологических к реальным на изучаемом месторождении. Особая свойств нефти и нефтяных дисперсных систем, по- роль в специальных реологических исследованиях дробно освещены в работах У.Л. Уилкинсона, нефти отводится подготовке образца нефти к испы- М. Рейнера, З.П. Шульмана, А.Х. Мирзаджанзаде таниям и методическим его аспектам. [6; 4; 10; 11; 2]. В АО «O’ZLITINEFTGAZ» реологи- ческими исследованиями нефти Узбекистана занима- Основные реологические исследования нефти лись Ж.А. Акилов, К.В. Мукук, Б.Х. Хужаеров [1; 3; 7]. месторождений были обобщены в работах [8; 9], где Полезные практические приложения по вопросам реологические кривые течения нефти большинства добычи и трубопроводного транспорта нефти, разли- месторождений в Узбекистане были классифициро- чающихся по реологическим свойствам, можно ваны и отнесены к типам ньютоновская, бингамов- найти в учебнике [5]. ская и степенная жидкости. Результаты исследова- ния реологических свойств нефти и исследования по Из этих работ следует, что нефти могут при регулированию и управлению реологическими определенных условиях обладать следующими рео- свойствами нефти показали следующее для 20 °С: логическими свойствами: различная плотность, высокая вязкость и температура застывания; наличие 1) в таблице приводятся результаты реологиче- начальных дополнительных сопротивлений струк- ских исследований нефти, в частности изменение турированных систем (статические и динамические динамической вязкости от различных эксплуатаци- напряжения); способность проявлять нормальные онных факторов на объекте; напряжения сдвига; релаксационные качества Таблица 1. Результаты реологических исследований нефти, в частности изменение динамической вязкости от различных эксплуатационных факторов на объекте Исследованная проба нефти Динамическая вязкость, мPа.s Превышение (+) или уменьшение (–) динамической вязкости, % Нефть 15,6 Н + 10% В 19,1 0 Н + 50% В 113,7 Н + 15% К 6,1 +22,44 Н + Г = 90 m3/m3 3,7* Н + 0,5% П 31,6 +628,85 –60,90 –76,28 +102,56 6

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Исследованная проба нефти Динамическая вязкость, мPа.s Превышение (+) или уменьшение (–) динамической вязкости, % Н + 0,5% С 32,0 Н + 5,0% АСПО 58,0 +105,13 +271,79 * – расчетная величина Условные обозначения: Н – нефть; В – вода; К – конденсат; Г – газ; П – парафин; С – смола; АСПО – асфальтеносмо- лопарафинистые отложения. 2) для месторождений с газовой шапкой вязкость нефти при длительной эксплуатации из-за выпадения части газового конденсата в пласте будет снижаться (см. рисунок); 1 – исходная, 2 – спустя 10 лет, 3 – спустя 20 лет. Рисунок 1. Зависимость 3) потери легких фракций на 2,5–3,0% из-за ис- 6) для смолистой нефти добавка растворителя – парения приводят к росту вязкости нефти на 12–36%; эффективное мероприятие, позволяющее снизить вязкость в 4–10 раза при концентрациях 5–10%. 4) температура застывания парафинистой нефти (исходное содержание парафина в составе нефти Результаты по регулированию реологических 4,5%) из-за промешивания отложений парафина в свойств нефти показывают их высокую эффектив- 3% приводит к ее росту в 4 раза с 4 до 17 °С; ность, и они рекомендуются к рассмотрению при со- ставлении комплексных программ реологических 5) термообработка парафинистой нефти – эф- исследований нефти при выработке оптимальных фективное мероприятие, которое позволяет сохранять нефтепромысловых технологий для месторождений эффект понижения вязкости до 30 суток и более с трудноизвлекаемыми запасами нефти. начальный эффект составляет 2 раза и более с осла- беванием на 30 сутки до 1,3 раза; Список литературы: 1. Акилов Ж.А. Нестационарные движения вязкоупругих жидкостей. – Ташкент : ФАН, 1982. – 104 с. 2. Мирзаджанзаде А.Х., Мукук К.В., Шафиев Р.У. Методическое руководство по контролю и регулированию реологических и теплофизических свойств систем трубопроводного транспорта. – Уфа : ВНИИСПТнефть, 1985. – 138 с. 3. Мукук К.В. Элементы гидравлики релаксирующих аномальных систем. – Ташкент : ФАН, 1980. – 115 с. 4. Рейнер М. Реология. – М. : Наука, 1965. – 223 с. 5. Тетельмин В.В., Язев В.А. Реология нефти. – М. : Граница, 2009. – 255 с. 6. Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. – М. : Мир, 1964. – 215 с. 7. Хужаеров Б.Х. Реологические свойства смесей. – Самарканд : Согдиана, 2000. – 192 с. 8. Шафиев Р.У. Методические основы промысловой подготовки нефти на различных этапах разработки месторождений: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Ташкент, 2007. – 24 с. 9. Шафиев Р.У. Методологические основы совершенствования нефтепромысловых технологий: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Ташкент, 2021. – 61 с. 10. Шульман З.П., Ковалев Я.Н., Зальцгендлер Э.А. Реофизика конгломератных материалов. – Минск : Наука и техника, 1978. – 240 с. 11. Шульман З.П., Кордонский В.И. Магнитореологический эффект. – Минск : Наука и техника, 1982. – 184 с. 7

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13500 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРНЕ Санаев Шоҳзодбек Собирович ст. преподаватель кафедра «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Бабаходжаев Рахимжан Пачеханович д-р техн. наук, проф. кафедры «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ташбаев Назим Тулаевич доц. кафедры «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] CALCULATION OF THE THERMAL BALANCE IN FAN COOLING TOWERS Shokhzodbek Sanaev Senior Lecturer of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Rachimjan Babakhodjaev DSc, Professor of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Nazim Tashbaev Assistant Professor of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассмотрим некоторые характеристики улучшенной градирни с вентилятором. Мы рассматриваем результаты исследований, проведенных в данной градирне, как сопоставление теоретических и практических результатов. После получения результатов исследования рассмотрим способы их подсчета. Слишком много профессоров провели исследовательскую работу по этому вопросу но мы проводим работу с целью наблюдения и изучения того, есть ли какие-либо недостатки. Создана экспериментальная установка для изучения потоков воздуха и воды и изучения процесса тепломассообмена. При этом решаются важные научные задачи – мы получаем возможность рассчитать равномерное распределение капельной воды по поверхности охлаждения, теплообмен между водой и воздухом. В статье также приводятся расчетные данные и графические зависимости, отражающие полученные экспериментальные данные. ABSTRACT In the article we will consider some characteristics of an improved cooling tower with a fan. We consider the results of the studies conducted in this cooling tower as a comparison of theoretical and practical results. After receiving the results of the study, we will consider ways to calculate them. Too many professors have done research on this issue, but we are doing work to observe and study whether there are any shortcomings. An experimental installation has been created __________________________ Библиографическое описание: Санаев Ш.С., Бабаходжаев Р.П., Ташбаев Н.Т. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРНЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13500

№ 4 (97) апрель, 2022 г. to study air and water flows and to study the process of heat and mass transfer. At the same time, important scientific tasks are solved – we get the opportunity to calculate the uniform distribution of droplet water over the cooling surface, heat exchange between water and air. The article also provides calculated data and graphical dependencies reflecting the experimental data obtained. Ключевые слова: коэффициент массообмена, теплообменники, вентиляторной градирни, квазиаппарате, пар, конденсат, жидкости, насадочной зоне. Keywords: mass transfer coefficient, heat exchangers, fan cooling towers, quasi apparatus, steam, condensate, liq- uids, packing zone. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В статье в основном изложены ре- программных блоков с целью учесть изменения зультаты математических расчетов. Осуществлена геометрии насадки, ее тепло-массообменных харак- алгоритмизация уравнений, способствующая реше- теристик и т.п [3]. нию систем уравнения. На основе такой алгоритми- зации была формализована компьютерная модель. Цель. Цель работы состоит в том, чтобы при Компьютерная модель, реализованная как Windows- математическом анализе градиента вентилятора приложение, является мультипрограммным комплек- эксперимент можно было сравнить с результатами. сом, включающим графический пользовательский Исходя из материального баланса системы и объ- интерфейс и локальную базу данных, разработанные единением моделей блоков была составлена компью- в среде Visual Basic, а также вычислительное ядро терная модель теплообменно-насадочной вентилятор- и графический вывод в среде Matlab [1, 2, 4,]. ной градирни открытого типа со всеми входящими и Компьютерная модель имеет модульную структуру, выходящими параметрами, в которой регулируется приспособленную к проведению оптимизационных температура воды и воздуха (рис. 1.) [3]. расчетов, поиску альтернативных вариантов, благо- даря возможности независимой модификации кода 35 To 26.27 T0 t 4.501 F1 P*w 0.12 Ggo P*w Qgo Yj Y* 0.4 Go Gj 0.04353 Go Yw1 Gwj1 Gv j 0.0437 -K- Scope2 Yw Gain1 0.1 Bo 0.3945 Mux F Bo Gj 0.005459 -K- Gwj 1 Gain2 0.00002 Yo 0.1255 -K- Yo Gv Gain3 Mux1 F3 103 Po Po 22.35 F2 tv3 20 Tgo Tgo System Gradirnya Рисунок 1. Компьютерная модель тепломассообменного процесса в теплообменно-насадочном квазиаппарате вентиляторной градирни открытого типа 9

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Входящими параметрами компьютерной модели тура воды ������0 и воздуха , давление в аппарат Ро, рас- тепломассообменного процесса в теплообменно- ход жидкости Gо, начальная влажность воздуха ������������. насадочном квазиаппарате являются: начальный Выходные параметры: показательный расход выхо- расход входящего воздуха ������������0, начальная темпера- дящего воздуха ������������, показательная температура T, давление аппарата P, расход жидкости G. 1 To t To Gw Go Tgo 7 Tgo Tgo Scope2 temperatura t1 Ggo t1 8 1 T1 temperatura vozduha Mux -K- Gain2 4b Gwj1 6 Bo Gwj 1 Mux1 t pp* 2 P*w 2 Ggo Y* 4 Ggo Y* 3 Go Y j 3 Go Yj 6 Po Gj 5 26.27 Po Gj 22.35 0.5459 5 Yo Gv j 7 Gvj Di sp l a y2 Yo raschot iisparispareniya Рисунок 2. Элементы компьютерной модели процесса в теплообменно-насадочном квазиаппарате вентиляторной градирни открытого типа: блок расчета температуры жидкости тепло-массообмена в теплообменно-насадочной трубе; блок расчета температуры воздуха; блок расчета массообмена и равновесных условий На рис. 2. показаны элементы компьютерной В верхнем правом блоке расчет температуры модели процесса в теплообменно-насадочном квази- воздуха осуществляется в зависимости от начальной аппарате вентиляторной градирни открытого типа: Элементы компьютерной модели: блок расчета темпе- температуры воздуха ������������0, и начального расхода воз- ратуры жидкости тепло-массообмена в теплообменно- духа Gg0. насадочной трубе [5,6,7]; блок расчета температуры воздуха; блок расчета массообмена и равновесных Нижний блок расчета расхода испарившейся условий. расчета тепломассообмена между жидким воды и равновесных условий [8,9,10,]. Входящими и воздушным фазами включает в себя три блока и ряд параметрами являются: коэффициент массооб- элементов, осуществляет регистрацию их необходи- мых выходных параметров. В верхнем левом блоке мена ������0, начальный расход воздуха ������г0, давление ������0. расчет температуры жидкости осуществляется в зави- Выходными параметрами являются: равновесное симости от начальной температуры ������0, испаренной парциальное давление ������������, равновесная концентрация в насадочной зоне влаги Gв и начального расхода влаги в воздухе ������������, расход выходящей жидкости ������������, жидкости G0. действительная концентрация влаги в воздухе ������������. 10

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Boshlang'ich harorat 1 2 To Gw 3 Go Mux ((u(3)*4.19*u(1))+ Ktv*f*(u(4)-u(5))- (u(2)*2519))/((u(3)*4.19)+ (u(2)*1.8)) 1 Berilayotgan Sarf Modda temperaturasi t1 4 Tgo Mux7 Ktv*f*(u(4)-u(5)) 0 (u(2)*2519) 0 Modda temperaturasi1 Di sp l a y2 Modda temperaturasi2 Di sp l a y1 Рисунок 3. Компьютерная модель блока расчета температуры охлаждающейся жидкости в теплообменно-насадочном квазиаппарате в теплообменно-насадочной вентиляторной градирни открытого типа Рис. 3. отображает компьютерную модель блока обозначается через U1, расход испаренной влаги ������в расчета температуры охлаждающейся жидкости в обозначается через U2 и начальный расход воды ������0, теплообменно-насадочной вентиляторной градирни обозначается через U3. Сюда может быть включена открытого типа. Выполняется решение обыкновен- также тепловая энергия воздушной фазы, проис- ного алгебраического уравнения, полученного из ходящая за счет теплообмена между жидкими и теплового баланса жидкой фазы [11,12]. Входными воздушными фазами [13,14,15]. параметрами являются: начальная температура ������0 1 u(1)*Vaa*(u(2)-u(3)) 1 1 0.005535 b Mux ras_Dwj xos Gwj 1 Gw 0 DGwj M u x6 Constant6 2 Mux 1+0.1333*u(1)+u(2) 2 t M u x2 ras_pp* pp* 0.00001 4.561 dt Pp 3 u(1)/u(2) Mux 5 Y* 0.04429 Y*1 M u x1 Po Pp1 bug 6 3 Mux u(3)+(u(1)/(u(2)+u(1))) 4 Yo Ggo M u x4 Yj2 Yj 6 0.1255 Mux 0.04411 Gvj M u x3 Gj3 Yj1 u(2)+u(1) Gj4 0.3945 Gj1 5 u(2)-u(1) Mux Gj Gj2 4 M u x7 Go Рисунок 4. Компьютерная модель условий равновесия и тепло-массообмена в теплообменно-насадочном квазиаппарате вентиляторной градирни открытого типа На рис. 4. показаны блоки элементов компьютер- блоке, за счет испарения влаги рассчитывается рас- ной модели условия равновесия и тепло-массообмена ход переходящий в воздушную фазу воды, на основе в теплообменно-насадочном квазиаппарате градирни классической методики массообмена [16,17,]. открытого типа. 1–блок расчета испаряемой влаги с учетом равновесного двухфазного состоянии. В этом 11

№ 4 (97) апрель, 2022 г. На рис.5. показана кривая переходного процесса зависимости температуры воздуха от времени в теп- лообменно-насадочной трубе вентиляторной гра- дирни открытого типа. Рисунок 5. Кривая переходного процесса динамики температуры воды от времени теплообменно-насадочной зоны теплообменно-насадочной вентиляторной градирни открытого типа Как вино в пусковой динамике процесса в тепло- обменно-насадочном квазиаппарате температура воды снижается до установившегося состояния [18]. Рисунок 6. Кривая переходного процесса температуры воздуха от времени в теплообменно-насадочной трубе вентиляторной градирни открытого типа Как вино в пусковой динамике процесса в теп- лообменно-насадочной трубе в теплообменно-наса- дочном квазиаппарате температура воздуха от вре- мени снижается до установившегося состояния. 12

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 7. Кривая переходного процесса расхода выпариваемой воды в воздух в теплообменно-насадочном квазиаппарате от времени теплообменно-насадочной вентиляторной градирни открытого типа На рис.7.показана кривая переходного процесса их необходимых выходных параметров. В блоке зависимости расхода выпариваемой воды в воздух компьютерной модели расчет температуры жидко- от времени в теплообменно-насадочном квазиаппарате сти осуществляется в зависимости от начальной вентиляторной градирни открытого типа. С течением времени в динамике процесса расхода выпаривае- температуры ������0, испаренной в насадочной зоне мой воды в воздух от времени увеличивается до влаги Gв и начального расхода жидкости G0. Как установившегося состояния [19,20]. видно из расчета процесса охлаждения воды на ком- пьютерной модели теплообменно-насадочной зоны Выводы. Расчет тепломассообмена между вентиляторной градирни открытого типа кривая пе- жидким и воздушным фазами включает в себя три реходного процесса зависимости температуры по блока и ряд элементов, осуществляет регистрацию времени, где в динамике процесса температура воды снижается до установившегося состояния. Список литературы: 1. Дементий Л.В, Авдеенко А.П. Теоретические основы теплотехники // Краткий курс лекций: Краматорск: 2000, С. 153-158. 2. Переселков А.Р., Круглякова О.В. Расчеты вентиляторных градирен: метод. указания для курсового и ди- пломного проектирования : спец. 144 \"Теплоэнергетика\" всех форм обуч. Харьковский политехнический ин- т, нац. техн. ун-т. – Харьков : НТУ \"ХПИ\", 2016. С. 56-57. 3. Лаптев А.Г., Ведьгаева И.А. Устройство и расчет промышленных градирен. Монография. Казань: КГЭУ, 2004. С. 10-18. 4. Подолянчик В.П. Обзорный анализ различных видов градирен. Актуальные проблемы энергетика. 2017. С. 436-439 5. Цимбалист А.О. Зимняя эксплуатация вентиляторных градирен; способы и методы реализации безаварийной работы. http://www.bem.sp.ru/ Санк-Петербург, Фаянсовая, 2020 6. Пономаренко В. С., Арефьев Ю. И. Градирни промышленных и энергетических предприятий: Справочное пособие/ Под общ. ред. В. С. Пономаренко. - М.: Энергоатомиздат: 1998. - 376 с 7. Лаптев А.Г., Варахов М.И. Гидромеханические процессы в нефтехимии и энергетике. Пособие к расчету ап- паратов. Казань: Изд-во Казан. Ун-та, 2008. 8. Пушнов А.С., Каган А.М. Структура и гидродиннамика колонных аппаратов с насадкой. Введение в хими- ческий инжиниринг. СПб.: Из-во политехн. Ун-та, 2011. 9. Некоторые вопросы повышения работы каплеуловителей градирни. ТГТУ Мухиддинова Я.Д. Санаев Ш.С. Нормухамедов Х. Карши 2018. 512-513 с. 10. Дмитриева Г.Б. Гидродинамика и массообмен в структурированных насадках из гофрированных листов: ав- тореф. Дис. … канд. Техн. Наук. Иваново: МГУИЭ. 2007. 13

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 11. Лаптев А.Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассообменных процессов. Казан. Ун-та, 2007. 12. Артиков А.А., Джураев Х.Ф., З.А Машарипова, Баракаев Б.Н. Системное мышление, анализ и нахождение оптимальных решений (на примерах инженерной технологии). Издательство «Дурдона». Бухара. 2020. 185c. 13. Артиков А.А. Тизимли тахлилга кириш. Свидетельство о депонировании объектов авторского права № 000300. Агентство по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан. 10.11.2016 14. Артыков А. Компьютерные методы анализа и синтеза химико-технологических систем. учеб. Ташкент «Во- рис нашриёт» - 2012. 160 с.. 15. Лаптев А.Г., Николаев Н.А., Башаров М.М. Методы интенсификции и моделирования тепломассообменных и моделирования тепломассообменных процессов: учеб.-спрв. Пособие. М.: Теплотехник, 2011. 16. Характеристики эффективных промышленных насадок для испарительного охлаждения оборотной воды в градирнях // А.М. Каган, А.С. Пушнов, М.Г. Беренгартен и др. // Химическое и нефтвоздушное машиностроение. 2009. № 7. С. 11-13. 17. Калатузов В.А. Расчетные зависимости оросителей градирни // Энергосбережение и водоподготовка. 2011. № 1 (69). С. 62-66. 18. Рябушенко А.С. Гидродинамика и испарительное охлаждение в насадках для градирен: дис. ... канд. техн. наук. М.: МГУИЭ, 2009. 19. Лаптев А.Г., Фарахов Т.М. Модель масоотдача в зернистых и насадочных слоях // Изв. Вузов. Сер. Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 6. С. 92-96. 20. Mukhiddinov D.N., Artikov A.A., Мurtazaev K.M., Masharipova Z Mathematical modeling of cooling process water in the packed towers Ijarset journal № 6.2016 Indy. 14

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13512 ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА В КАЗАХСТАНЕ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ, ПРЕПЯТСТВУЮЩИЕ ЕЕ РАЗВИТИЮ Тен Николай Юрьевич магистрант Казахский Национальный университет им. аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected] Поветкин Виталий Васильевич д-р. техн. наук, профессор Казахский Национальный университет им. аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected] WIND ENERGY IN KAZAKHSTAN: OPPORTUNITIES AND PROBLEMS HINDERING ITS DEVELOPMENT Nikolay Ten Master student Al-Farabi Kazakh National University Republic of Kazakhstan, Almaty Vitaly Povetkin Doctor of Technical Sciences, Professor Al-Farabi Kazakh National University Republic of Kazakhstan, Almaty АННОТАЦИЯ В статье проводится анализ ветроэнергетики в Казахстане. Изучены проблемы, вызванные зависимостью страны от ископаемых источников энергии, таких как газ, нефть и уголь. Альтернативные источники энергии могут стать перспективным дополнением к первичным энергоресурсам Казахстана. Приведены несколько при- чин, по которым энергетическому сектору страны целесообразно стимулировать развитие альтернативных источник энергии. Через оценку ветрового потенциала страны показана перспективность ветроэнергетик. Проведен анализ факторов, препятствующих развитию ветровой энергетики страны. ABSTRACT The article analyzes wind energy in Kazakhstan. The problems caused by the country's dependence on fossil energy sources such as gas, oil and coal are studied. Alternative energy sources can be a promising addition to Kazakhstan's primary energy resources. Several reasons are given for the country's energy sector to encourage the development of alternative energy sources. Through an assessment of the wind potential of the country is shown promising wind energy. The analysis of factors hindering the development of wind energy of the country. Ключевые слова: энергия, Казахстан, Альтернативные источники энергии, Ветряная энергия, Ветроэлек- трические установки. Keywords: energy, Kazakhstan, Alternative energy sources, Wind energy, Wind power plants. ________________________________________________________________________________________________ Введение ков энергии, как остальные зоны, и поэтому импор- тирует недостаток энергии с остальных зон. Соотно- Национальная система энергетики состоит из 3 шение вырабатываемой энергии примерно таково: территориальных зон: Северной, Южной и Южной. 65% всей энергии приходится на Северную зону, В северной зоне находятся гидроэлектростанции и 20% на Южную и 15% на Западную [1]. теплоэлектростанции на угле. Западная зона зависит от огромных запасов нефти и газа в этом регионе. Энергетический сектор ответственен за 87% всех Южная же часть не имеет столько крупных источни- выбросов газа. Сгорание топлива – один из основ- ных причин парникового эффекта для Казахстана [2]. __________________________ Библиографическое описание: Тен Н.Ю., Поветкин В.В. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА В КАЗАХСТАНЕ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ, ПРЕПЯТСТВУЮЩИЕ ЕЕ РАЗВИТИЮ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13512

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Также, загрязнение вызвано низким качеством угля центральной части Казахстана, на транспортировку и недостатком оборудования для очистки пород в которой требуются значительные затраты. Исполь- тепловых электростанциях (ТЭС). А продукты горе- зование местных источников энергии сокращает ния топлива, такие как диоксид углерода, метан, а общие затраты на удовлетворение потребностей в также оксиды азота, являются основным источни- энергии за счет сокращения капитальных вложений ком загрязнения атмосферы Земли. Наибольшим в развитие инфраструктуры электрических сетей, источником парниковых газов (ПГ) являются вы- потерь электроэнергии при транспорте [6]. бросы диоксида углерода, 75% которых выделяются угольными электростанциями [3]. Приблизительная Таким образом, несколько факторов провоци- оценка экономического ущерба от загрязнения руют необходимость развития альтернативной энер- окружающей среды только угольной энергетикой гетики в Казахстане: это составляет в Казахстане порядка $3,4 млрд. в год. • парниковый эффект, вызываемый работой В силу значимости ТЭК, и в особенности добычи ТЭС. и экспорта нефти, для экономики в целом, резкое падение цен на нефть на международных рынках • создание местных источников энергии будет оказывать существенное влияние на экономи- • диверсификация энергетического сектора ческие показатели. Так, в 2020 г. в результате паде- Казахстана ния цен на нефть темпы роста ВВП впервые упали, Казахстан является источником огромного запаса снизившись на 2.6% [4]. В более долгосрочной ветровой энергии. Особенно сильные ветра наблю- перспективе, после вышеупомянутого начального даются близь Каспийского моря, в степях и уще- восстановления, ожидается постепенное естествен- льях гор. На большей части территории скорость ное замедление экономического роста с течением ветра достигает до 20-35 м/с весной и осенью [7]. времени по мере расширения масштабов экономики. А оцениваемый ветровой потенциал составляет В этой связи ожидается снижение годовых темпов 1820 млрд. кВт*час [8]. роста ВВП до порядка 2,5% в 2030-х гг., при этом Поэтому среди возобновляемых источников среднегодовые темпы роста в течение всего периода энергии, ветровая энергетика может стать перспек- с 2021 г. по 2040 г. составят 3,3% [5]. тивным направлением. Оценить ветровой потенциал страны можно с помощью ветрового атласа, который Традиционно сложилось, что многие регионы показывает распределение скоростей ветра в разных Казахстана зависят от поставок электроэнергии из регионах по высоте (Рисунок 1): Рисунок 1. Ветровой Атлас Казахстана [9] Мотивы использования ветроэнергетики: - по- Объект исследования: ветроэлектрические всеместно распространенный возобновляемый энер- установки (ВЭУ) гетический ресурс; - развитый мировой рынок обо- рудования и сервиса; - стоимость электроэнергии от Предмет исследования: проблемы, препятствую- ВЭС сопоставима с традиционной энергетикой [10]; - щие установке ветрогенераторов в определенных поддержка энергетической безопасности и незави- регионах страны симости; - вклад в выполнение международных обязательств по сокращению выбросов парниковых Материалы и методы: для рассмотрения спе- газов (ПГ); - наличие возможностей для привлече- цифики выработки электроэнергии в Казахстане, ния финансовой поддержки проектов. территория страны была разделена на 3 региона. 16

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 2 . Энерго-вырабатывающие регионы Казахстана Проблема состоит в рассмотрении возможности Здесь ������2 и ������1 – это средние скорости ветра на установки ветровых установок в данных регионах. высотах ℎ2 и ℎ1 соответственно, а m- безразмерный Скорость ветра в регионе будет являться основопола- коэффициент, зависящий от турбулентности и особен- гающим фактором, определяющим местоположение ностей рельефа местности. ветряной электростанции. Однако, оценить ско- рость ветра является комплексной задачей из-за смены 3) Оценка скорости ветра направления ветра, и флуктуациях в энергии и Для оценки вырабатываемой мощности ветро- плотности ветра. Поэтому в первую очередь рас- вых установок использовались следующие уравне- сматривались высоты от 50 до 100 м. А среднего- ния довая скорость ветра оценивалась через Атлас Казахстана – программу, использующую распреде- (3) ление Вейбулла для оценки скорости ветра. где ������������������ – это расчетная мощность установки, 1)Распределение Вейбулла это двухпараметри- ������������ -входная скорость ветра, ������������ − ческое уравнение, имеющее вид: расчетная скорость ветра, ������������- выходная скорость ветра. ������(������) = ������ (������)������−1 ������−(������������)������ (1) Результаты и обсуждения: ������ ������ Для оценки вырабатываемой мощности предпола- гается, что будет установлена ветровая электростан- где: ������(������) −вероятность достижения скорости v ция с установленной мощностью 300МВт (100 ветро- v -среднегодовая скорость ветра, м/с генераторов по 3 МВт) в каждой из рассматриваемых k- параметр формы k = 1.6 ÷3.0 местностей. Так как местностей, в которых оценива- ется выработка электроэнергии всего 9, то общая c- параметр масштаба, с ≈ 2V√π мощность будет составлять 2700 МВт (300МВт *9). Постоянные k и c зависят от распределения ско- В качестве примера был взят ветрогенератор V90- рости ветра в выбранной локации 3МВт. 2)Зависимость скорости ветра от высоты: Скорость ветра зависит от высоты. Следова- тельно, необходимо дополнительное уравнение, которое бы задавало зависимость скорости ветра от высоты, и позволяло тем самым оценить скорость на выбранном расстоянии от земли. Наиболее исполь- зуемое уравнение приведено ниже: ������2 = (ℎ2)������ (2) ������1 ℎ1 17

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Таблица 1. Технические характеристики ветрогенератора V90- 3МВт Производитель Vestas Тип ветрогенератора V90- 3МВт Высота башни Расчетная мощность 80 м Входная скорость ветра 3000 КВт Расчетная скорость ветра Выходная скорость ветра 3.5 м/с 15 м/с 25 м/с Оценка выработки электроэнергии от ветра при- жет вырабатывать электроэнергию. Другими сло- ведена в таблице 2. В этой таблице, частота появле- вами, это время, в которое скорость ветра находится ния ветра – это количество времени за выбранный в пределах от 3.5 м/с (входная скорость ветра) до 25 м/с период (12 месяцев), в которое ветрогенератор мо- (выходная мощность). Таблица 2. Оценка выработки электроэнергии от ветра [11] Местность Средняя скорость k c, м/с Суммарная Частота ветра на высоте 80 м, установленная мощность, появления Аркалык 2,11 7,12 Астана (м/с) 2,16 7,02 МВт ветра Ерментау 6,8 1,86 8,82 484,713 0,82 Форт Шевченко 2,21 8,11 Карабатан 7,7 2,92 7,80 593,513 0,86 Каркалы 1,45 6,08 Кордай 9,2 1,29 6,47 787,477 0,90 Шелек 1,96 6,60 Жузымдык 8,2 1,71 7,94 636,719 0,92 Общее/Среднее 1,96 7,33 7,7 603,291 0,89 6,2 490,644 0,70 5,9 461,093 0,67 8,4 686,793 0,90 7,1 554,941 0,81 7,5 5295,184 0,83 Перед ветроэнергетикой стоят те же задачи, что Проблемы, связанные со структурой энергети- и перед другими видами электростанций на альтер- ческого сектора – уголь является основным источ- нативных источниках энергии. Прежде всего, это ва- ником энергии в этом секторе. Так, запас ресурсов лютный риск, стабилизация законодательства, раз- Казахстана оценивается в 75 миллиардов тонн, с те- витие местного содержания и малой генерации. Есть кущим темпом (100 миллионов тонн в год), этих за- и свои нюансы, например, необходимость измере- пасов хватит еще на 750 лет. На данный момент, ния ветрового потенциала определенного региона цена за 1 тонну угля (включая затраты на транспор- перед началом реализации проекта, сложная логи- тировку), составляют 5-15 $ [13]. Таким образом, стика, непростые установочные и пусконаладочные для ветроэнергетики трудно соревноваться с тепло- работы. электростанциями на углях. В добавок, малые та- рифы на электричество не способствуют появлению Проблемы, которые в данный момент препят- частных инвестиций в технологии возобновляемой ствуют развитию ветровой энергетики это: энергетики. Как один из способов, рост цен на элек- тричество может поспособствовать развитию аль- 1) Проблемы, связанные со структурой энерге- тернативных источников энергии. Субсидирование тического сектора зеленой энергетики со стороны государства позво- лит ветровой энергетике конкурировать с традици- 2) Проблемы с законодательством онными источниками энергии. 3) Организационные и эксплуатационные риски 18

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 3. Сравнение цен на электроэнергию в некоторых странах [13] Проблемы, связанные с законодательством – в ций- через налоговые кредиты и агрессивные стан- 2009 вышел Закон об использовании возобновляе- дарты, которые бы позволили генерировать значи- мых источников энергии. Основная цель этого за- тельную часть электроэнергии от возобновляемых кона – сделать проекты по возобновляемым источ- источников. никам энергии более привлекательным для частных инвесторов, путем предоставления земель, гаранти- Организационные и эксплуатационные риски – рования подсоединения станций к общей цепи элек- каждая потенциальная ветряная электростанция мо- тропитания. Однако государству следует принять жет иметь свои организационный и эксплуатацион- более решительные меры для инициации инвести- ные риски. Нижеприведенная таблица содержит пе- речень возможных проблем: Таблица 3. Возможные операционные и эксплуатационные риски [14] Место Риски Аркалык Обледенение Астана Обледенение Ерментау Обледенение, Землетрясение Форт Шевченко Миграция птиц Карабатан Миграция птиц Каркаралы Обледенение, Землетрясение Кордай Землетрясение Шелек Землетрясение Жузымдык Землетрясение В частности, обледенение и эрозия могут повли- Выводы ять на производительность ветряных турбин, и под- вергнуть риску человека. Сейсмостойкие башни мо- На данный момент ископаемое топливо, такое гут помочь с землетрясениями. А предотвратить об- как нефть, газ и уголь является доминирующим ис- леденение некоторых частей ветрогенератора могут точником энергии в энергетическом секторе страны. электрические нагреватели, установленные в наибо- Однако в скором времени такое распределение вы- лее уязвимых местах, а также специальные тефлоно- работки электроэнергии имеет свои проблемы, вые покрытия для лопастей. Однако подобные меры например огромные выбросы углекислого газа, ве- ведут к дополнительным затратам. дущие к загрязнению атмосферы и централизация 19

№ 4 (97) апрель, 2022 г. электрогенерирующих станций. Смещение энерге- • Места с меньшим ветровым потенциалом, тического сектора в сторону возобновляемых источ- по сравнению с остальными (Каркаралы и Кордай). ников является одним из способов решения этих проблем. Казахстан обладает огромным потенциа- Характеристики ветра в этих регионах позво- лом для ветроэнергетики, которая на данный момент ляют построить ветряные электростанции, выгод- еще слабо развита в стране. Опираясь на оценку вет- ные с коммерческой точки зрения. Однако на данный ряного потенциала, локации условно можно разде- момент энергетический сектор еще не готов перейти лить на 3 группы: на возобновляемые источники энергии, так как сильно зависит от горючего топлива. А государство не при- • Места с наибольшим потенциалом, при средней лагает достаточно усилий для мотивации перехода скорости ветра выше 8 м/с и частотой появления ветра на альтернативные источники энергии. Также, су- около 0,90 (Ерментау, Форт Шевченко, Шелек) ществуют некоторые сложности в установке и об- служивания ветровых установок из-за условий • Места со средней скоростью ветра выше 7 м/с окружающей среды. и частотой появления ветра 0,8 (Астана, Карабатан, Аркалык, Жузымдык) Список литературы: 1. И. Данилов, Е. Корнеев, Б. Посягин, Энергетический баланс ведущих стран мира. Роль и место энергетического комплекса ЕврАзЭС- М., Наука. -2009. – 198 с. 2. Steen M. Greenhouse Gas Emissions from Fossil Fuel Fired Power Generation Systems//Institute for Advanced Materials.- Seville, Spain.- 2001.- P. 61 3. Zakhidov R.A. Central Asian Countries Energy System and Role of Renewable Energy Sources//Sol. Energy. -2008.- № 44.- с. 218–223. 4. Marat Karatayev, Michèle L. Clarke, Current Energy Resources in Kazakhstan and the Future Potential of Renewables: A Review. -Energy Procedia. -V. 59.- 2014.- P. 97-104 5. Vakhguelt, A. Renewable Energy Potential of Kazakhstan//Defect and Diffusion Forum. -vol. 379.- Trans Tech Pub- lications, Ltd.-2017.- pp. 189–194. 6. Akpinar E.K., Akpinar S., 2004, An Assessment on Seasonal Analysis of Wind Energy Characteristics and Wind Turbine Characteristics//Energy Conversion and Management. – 2005. -№46.- p. 1848-1867. 7. Cochran J., Kazakhstan’s Potential for Wind and Concentrated Solar Power//Kazakhstan Institute of Management Economics and Strategic Research. -Kazakhstan, Almaty. -2008.- P. 3-5. 8. Babazhanova, Z., Khambar, B., Yessenbekova, A., Sartanova, N., & Jandossova, F. New Energy System in the Re- public of Kazakhstan: Exploring the Possibility of Creating and Mechanisms of Implementing. -International Journal of Energy Economics and Policy. – 2017.-№ 7.-p. 164–170. 9. Атлас энергии ветра. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. –Режим доступа: https://globalwindat- las.info/area/Kazakhstan 10. Coronel, A.L.; Rozhkov, D.; Al-Eyd, A.; Raman, N. Republic of Kazakhstan: Selected Issues//International Mone- tary Fund: Washington DC. -USA. -2011- p. 55-56. 11. Тусипбекова Г., 2001, Ветер//Казахская национальная энциклопедия. - Т. 3.- Алматы. -2001.-с. 630-631. 12. Akhmetov A., Uchiyama, Y. Okajima, K. - Wind Power Development in Kazakhstan: Potential and Obstacles// The International Conference on Electrical Engineering. -2011.- p. 3-4. 13. Hetzer, J.; Yu, D.C. An Economic Dispatch Model Incorporating Wind Power. IEEE Trans. Energy Convers. – 2008.- № 23- с. 603–611. 14. Дробышев, А.; Балтаханова, А. Перспективы и проблемы развития ветроэнергетики в Казахстане//Казахская академия транспорта и коммуникаций им.М. Тынышпаева – 2017. - Алматы, Казахстан. –№3.- с. 176-171. 20

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13519 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТЕРА В ЛИНИИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ КАБЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ Цыпкина Виктория Вячеславовна доцент, PhD, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Иванова Вера Павловна доцент, PhD, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Исамухамедов Дилшод Нигматуллаевич ст. преподаватель, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Хайитмурадова Сайёра Музаффаровна ст. преподаватель, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Турсунбаев Шерзод Мурот ўғли магистрант, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент DEVELOPMENT OF A MATHEMATICAL MODEL OF THE MOTION OF THE TRANSPORTER IN THE LINE FOR PROCESSING CABLE WASTE Victoria Tsypkina Associate Professor, PhD, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Tashkent Vera Ivanova Associate Professor, PhD, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Tashkent Dilshod Isamukhamedov Senior Lecturer, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТЕРА В ЛИНИИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ КАБЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Цыпкина В.В. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13519

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Sayyora Khaytmuradova Senior Lecturer, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sherzod Tursunbaev Master, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматривается вопрос повышения эффективности работы транспортера входящего в состав линии дробления отходов кабельно-проводниковой продукции. В этой связи снижение динамических нагрузок при пуске электромеханической системы является очень актуальным. Решение поставленного вопроса напрямую связано с управлением скоростными параметрами движения ленты и изменением динамических нагрузок. Разра- ботана математическая модель транспортера, учитывающая неравномерный грузопоток и наличие больших, не стабильных динамических воздействий. Моделирование протекающих процессов в ленте транспортера с непостоянными нагрузками позволяет осуществлять учет упруго вязких свойств системы при переносе груза вдоль транспортера и скоростных параметров, оптимальных для работы дробильной линии. ABSTRACT The article deals with the issue of increasing the efficiency of the conveyor, which is part of the line for crushing waste cable and wire products. In this regard, the reduction of dynamic loads during the start-up of the electromechanical system is very relevant. The solution of the question posed is directly related to the control of the speed parameters of the movement of the tape and the change in dynamic loads. A mathematical model of the conveyor has been developed, taking into account the uneven cargo flow and the presence of large, unstable dynamic effects. Simulation of the processes occurring in the conveyor belt with variable loads makes it possible to take into account the elastic-viscous properties of the system when the load is transferred along the conveyor and the speed parameters that are optimal for the operation of the crushing line. Ключевые слова: отходы кабельного производства, транспортер, добленка, процесс переработки, система управления, лента, динамическая нагрузка, тяговый орган, внешние воздействия, электромеханический преобра- зователь, обобщенная математическая модель. Keywords: cable production waste, conveyor, doblenka, recycling process, control system, tape, dynamic load, trac- tion body, external influences, electromechanical converter, generalized mathematical model. ________________________________________________________________________________________________ Технологический процесс изготовления ка- • по функциональным особенностям - транспор- бельно-проводниковой продукции неразрывно свя- тировочные; зан с образованием отходов кабельного производ- ства после каждой технологической операции. В • по типу установки - подвесные; этой связи их переработка является важной состав- ляющей технологии изготовления кабелей, т.к. поз- • по типам тягового механизма - ленточные; воляет осуществить возврат в производственный цикл до 70% ценного сырья и материалов (медная и • по типу грузонесущего полотна - ленточные; алюминиевая крошка, изоляционные материалы, черный лом) [6, 7, 8, 9]. • по расположению оператора - рабочие. Решение вопросов увеличения эффективности В технологии переработки задействованы не- процесса переработки отходов кабельно-проводни- сколько линий дробления, где отходы поэтапно из- ковой продукции, напрямую связаны с управлением мельчают в крошку (дробленку) до установленных скоростными параметрами движения транспортер- технологией размеров [6, 11]. При этом транспор- ной ленты (полотна) [2, 3, 4, 5]. Транспортер, как са- теры или специальные конвейеры, осуществляют мостоятельная единица в составе дробильного обо- перемещение раздробленных масс кабеля от дро- рудования имеет систему управления интегрирован- билки до приемного бункера, посредствам длинной ную в общую систему управления дробильной уста- непрерывной ленты, которая является самостоятель- новки. Движущаяся лента испытывает воздействие ной единицей погрузочно-разгрузочной машины. грузового потока, который складываете из раздроб- ленных конструктивных элементов кабеля и исчисля- По классификации для рассматриваемого слу- ется как в единичном объеме, так и в общем суммар- чая транспортеры являются [1]: ном значении по объему производственного зада- ния. • по направлению перемещения предметов и Для всех типов транспортеров участвующих в материалов - наклонный; процессе переработки отходов кабеля наиболее ак- туальным является вопрос снижения динамических • по назначению и типу транспортируемых нагрузок при пуске электромеханической системы грузов - насыпной; (ЭМС): дробилки и движущегося полотна (ленты). 22

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Нестабильность характера изменения усилий и ди- • перемещение раздробленной массы (дроб- намических нагрузок упругих элементов, ампли- ленки) от выхода с дробилки до приемного бункера – туды колебаний ленты и звеньев ставит задачу ввода δ2; антирезонансного режима работы оборудования за счет уменьшения величины динамической нагрузки • внешнее возмущение – реакция ленты на на движущееся полотно и регулирование скорост- массу доробленки и на рабочие узлы – δ3; ных параметров транспортировки груза. Анализ тех- нической литературы показал [2, 3, 4, 5], что дости- • неравномерность и нестабильность потока жение желаемого результата возможно несколькими массы дробленки δ4. путями: увеличение числа зубьев приводной звез- дочки; использование цепи с меньшим шагом; задание Поэтому систему «Автоматизированная система и контроль соответствующих технологических па- управления электропривода (АСУ ЭП) – транспор- раметров для СУ. Однако, дробильная линия (ДЛ) – терная лента с грузом» будем рассматривать как это многоступенчатая электромеханическая си- структурную схему (рис. 1) состоящую из системы стема, которая состоит из: дробилки и транспортера, управления (СУ), электромеханического преобразо- имеющая нестабильные динамические параметры вателя (ЭМП), тягового органа (ТО) обеспечиваю- вызванные: щего перемещение массы по ленте. Эффективная ра- бота СУ определяется формированием закона • преодолением сил сопротивления при измель- управления АЭП с учетом возмущающих воздей- чении загрузки (кабельных отходов) – δ1; ствий действующих на всю ЭМС ДЛ. Рисунок 1. Структурная схема дробильной линии по переработке кабельных отходов Таким образом, для «АСУ ЭП – транспортерная наиболее близким является принцип кусочно-линей- лента с грузом», как объекта управления сложной ной аппроксимации, который условно разбивает электромеханической системы, необходимо разра- контур ленты на элементарные участки с линей- ботать математическую модель транспортера, кото- ными законами изменения скорости деформации рая должна учитывать неравномерный грузопоток и ленты для рассматриваемой длины и диапазона при- наличие высоких, неравномерных динамических ложенных нагрузок (рис. 2). воздействий. Из известных методов построения, Рисунок 2. Принята модель ленты транспортера – элементарный участок: х- элементарный участок; F – тянущая сила; F`- упругость ленты; u1 – граница первичного положения; u2 – граница после растяжения; W – внешнее возмущение 23

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Большинство научных исследований [3, 4, 5, 10] • Сила внутреннего трения для движущейся при разработки математических моделей транспор- ленты пропорциональна скорости деформации; теров принимают допущения, вытекающие из тех- нологии: • Массы рабочих барабанов не рассматриваем; • Скорость ленты в точке набегания и сбегания • Лента транспортера перемещается прямоли- равны между собой. нейно с постоянным углом наклона; Решение вопроса повышения эффективности ра- боты дробильной установки возможно: • Верхняя ветвь (загруженная) и нижняя ветвь 1. путем уменьшения значения вызываемых ди- (не загруженная) ленты являются сосредоточенными намических нагрузок в транспортерной ленте за счет массами; управления пуском, как для ЭМС дробилки, так и ЭМС транспортера; • Система передачи транспортёра имеет жесткие 2. оптимизацией характера изменения усилий механические связи; (удар и вибрация) раздробленной массы кабеля на движущейся ленте. • Все массы (лента, система передачи механи- Это позволит достичь снижение амплитуды ко- ческих усилий) равномерно распределены; лебаний ленты и системы в целом с уменьшением динамических нагрузок действующих в звеньях • Проскальзывание ленты отсутствует; цепи (упругих элементов) ЭМС ДЛ. • Рабочее полотно (лента) является упруго-вяз- кой по всей длине; • Сила сопротивлению движения ленты одина- кова по всей длине и не зависит от конструктивных параметров и режимов работы; Рисунок 3. Кинематическая схема транспортера дробильной линии: 1 - двигатель; 2, 3 - шкивы ременной передачи; 4, 5 - звездочки цепной передачи; 6 - муфта; 7 - приводная звездочка; 8 - натяжная звездочка скребкового конвейера; 9 - цепь со скребками; U1 и U2 - передаточные числа цепной и ременной передач Создание оптимального управления динамиче- передаточный механизм и тяговый орган, обладаю- ской моделью транспортера позволит плавно регу- щие упругостью [11]. Таким образом, по кинемати- лировать нагруженность ленты в установленном ческой схеме (рис. 3) становится возможным диапазоне динамических воздействий [4, 5, 10]. просчитать изменение динамики движения ленты и влияние возмущающих воздействий полотна транс- Принятые ограничения для рассматриваемой портёра (рис. 3). Для этого необходимо разработать системы «АСУ ЭП – транспортерная лента с гру- две подсистемы - математические модели систем зом», касаются только кинематической схемы (рис. 3) «барабан 1- лента- барабан 2» и «лента – груз». транспортёра, а именно механической части, которая приравнивается к абсолютно твердому телу, имею- щие жесткое закрепление, исключением считается: 24

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 4. Кинематическая схема транспортера, где Со - коэффициент жесткости приводного механизма, приведенный к оси поворота приводного вала; С -коэффициент жесткости цепи рабочей ветки конвейера; R - радиус приводной и натяжной звездочек; М0 и М2 - моменты привода и сил трения натяжной звездочки соответственно; F0 - сила сопротивления перемещению рабочей ветки конвейера; Т -приведенная к поступательному движению масса рабочей ветки конвейера и транспортируемого груза Обобщенная математическая модель транс- Оценка мгновенных значений рабочих парамет- потрера (1), с учетом двух подсистем, строится на ров системы транспортера не возможна без решения основании принципа Даламбера, как система диф- обобщенных уравнений асинхронной машины ференциальных уравнений, описывающая динамику (недвижная система координат) при учете периоди- и процессы протекающие в транспортере во вре- ческих упругих коэффициентов. мени: Учет упруго вязких свойств системы «барабан 1 – лента – барабан 2» транспортера возможен при по- мощи структурной схемы модели транспортера (рис. 4). Рисунок 5. Структурная схема модели транспортера Моделирование процесса переноса груза полот- переменной массы действующий на ленточный ном ленты транспортера системы «лента – груз» конвейер и посредствам структурной схемы модели должен учитывать нестабильность формирования при переносе груза вдоль транспортера (рис 5). 25

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 6. Структурная схема модели перемещения груза, где: БУЗ – блок управления запаздыванием системы; v- скорость ленты изменяющаяся во времени подаваемая на вход БУЗ; ρ - вес груза, подаваемый на информационный вход Моделирование процессов пуска транспортера ДЛ перемещение по транспортеру согласно физическим осществлялся в программной среде Matlab/Simylink, процессами происходящим в системе. Для системы что позволило получить загрузочные графики электропривода транспортера ударное воздействие элементарных участков ленты для различных масс будет возникать с запаздыванием, соизмеримым с (m1….. mn) в диапазоне скоростей (v1….vn) [11]. колебаниями вызванными деформационной волной При этом раздробленная масса в модели осуществляет ленты – рабочего плотна. а) б) Рисунок 7. Результаты проведенного моделирования: а- имитация процесса нагрузки ленты; б – скоростные параметры ленты транспортера На основании вышеизложенного и полученных вызванной грузом раздробленного кабеля и скорост- результатов научных исследований можно сделать ных параметров, установленных режимами работы вывод, что разработанная обобщенная математическая ДЛ. Результаты проведенной работы дают возмож- модель транспортера позволяет моделировать проте- ность применять обобщенную модель в реальных тех- кающие процессы по ленте с изменением нагрузки, нологических процессах при наладке оборудования. Список литературы: 1. Классификация конвейеров. https://www.3bhungaria.com.ua/new/178-klassifikatsiya-konvejerov-osnovnye-tipy- konvejerov-napravleniya-razvitiya-konvejerov 2. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока [Текст] / Е.Я. Казовский. - М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. - 625 с. 3. Черемушкина М.С., Синтез алгоритмов управления многодвигательным электроприводом конвейерного транспорта с использование и полупроводниковых преобразователей [Текст]: Дисс. ….. к.т.н./ М.С. Черемушкина. СПб, 2009. 4. Биличенко Н.Я., Эксплуатационные режимы ленточных конвейеров [Текст] / Н.Я. Биличенко.- Киев: Государственное издательство технической литературы 1964.- 261 с. 26

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 5. Дмитриева В.В., Разработка и исследование системы автоматической стабилизации погонной нагрузки ма- гистрального конвейера [Текст]: Дисс. ….. к.т.н./ В.В. Дмитриева – М., 2005. 6. Цыпкина В.В., Иванова В.П., Исамухамедов Д.Н., Атамухамедова Р.Ф., Заитов Ё.Ғ. Анализ способов дробления отходов кабельного производства на промышленных шредерах // Universum: технические науки. 2021. № 11-5 (92). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-sposobov-drobleniya-othodov-kabelnogo-proizvodstva- na-promyshlennyh-shrederah (дата обращения: 14.04.2022). DOI - 10.32743/UniTech.2021.92.11.12618 7. Цыпкина В.В., Иванова В.П., Исамухамедов Д.Н., Ортиқова М.Ж., Атамухамедова Р.Ф. Вопросы эффектив- ности процесса производства токопроводящих жил на основе композиционных материалов для кабельно- проводниковой продукции // Universum: технические науки. 2021. №5-5 (86). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/voprosy-effektivnosti-protsessa-proizvodstva-tokoprovodyaschih-zhil-na-osnove- kompozitsionnyh-materialov-dlya-kabelno-provodnikovoy (дата обращения: 14.04.2022). DOI - 10.32743/UniTech.2021.86.5.11826 8. V.P. Ivanova, V.V. Tsypkina, Improving the reliability of power supply to active consumers by improving the technology for manufacturing cable product, Rudenko International Conference “Methodological problems in re- liability study of large energy systems” (RSES 2020), ISSN: 2267-1242, E3S Web of Conferences 216, 01152 (2020) RSES 2020, Volume 216 (2020) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021601152 9. V.P. Ivanova, V.V. Tsypkina, D.B. Madrakhimov Improving the reliability of cable lines operation in hot climates, Rudenko International Conference “Methodological problems in reliability study of large energy systems” (RSES 2020), ISSN: 2267-1242, E3S Web of Conferences 216, 01151 (2020) RSES 2020, Volume 216 (2020) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021601151 10. Цыпкина В.В., Иванова В.П., Исамухамедов Д.Н., Жураева Г.М., Жураева А.К. Изучение вопроса работоспо- собности транспортера дробильного оборудования // Universum: технические науки. 2021. №11-5 (92). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-voprosa-rabotosposobnosti-transportera-drobilnogo-oborudovaniya (дата об- ращения: 14.04.2022). DOI - 10.32743/UniTech.2021.92.11.12620 11. V. Tsypkina, D. Madrakhimov, Method of resource saving of cable production recycables E3S Web Conf. Volume 139, 2019 Rudenko International Conference “Methodological problems in reliability study of large energy systems” (RSES 2019) https://doi.org/10.1051/e3sconf/201913901058 12. Иванова В.П., Цыпкина В.В., Турабеков О.У., Ортиқова М.Ж., Назруллаев С.Ф. Разработка математического описания шредера для переработки кабельных отходов // Universum: технические науки. 2021. №11-5 (92). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-matematicheskogo-opisaniya-shredera-dlya-pererabotki- kabelnyh-othodov (дата обращения: 14.04.2022). 27

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13439 РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Шотаева Еркеназ Женистиккызы магистрант, Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected] Рыспаева Майя Жумабековна PhD, ст. преподаватель, Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы, E-mail: [email protected] CALCULATION OF INFLUENCE OF INITIAL PARAMETERS ON THE COMBUSTION PROCESS OF LIQUID FUELS Yerkenaz Shotayeva Master's student, Al-Farabi Kazakh National University, Kazakhstan, Almaty Maiya Ryspayeva PhD, Senior Lecturer Al-Farabi Kazakh National University, Kazakhstan, Almaty АННОТАЦИЯ В исследовательской работе изучено влияние начальных параметров на процесс горения бензина, приведены результаты численного моделирования, оценивающие влияния коэффициента переизбытка воздуха λ=1,5 в ка- мере сгорания на распределение температуры и образования концентрации углекислого газа. Исследования про- водились с использованием компьютерной программы пакетов KIVA-II. Установлено максимальное значение СО2 равной 0,1386 г/г, при соответствующей максимальной температуре 2355 К. ABSTRACT In the research work, the influence of initial parameters on the gasoline combustion process is studied, numerical simulations are given that estimate the influence of the air excess coefficient λ = 1.5 in the combustion chamber on the temperature distribution and the formation of carbon dioxide concentration. The research was carried out using the computer program KIVA-II packages. The maximum value of CO2 is set to 0,1386 g/g, at the corresponding maximum temperature of 2355 K. Ключевые слова: численное моделирование, KIVA-II, , СО2, жидкое топливо, камера сгорания, бензин. Keywords: numerical simulation,KIVA-II, spray angle, CO2, liquid fuel, combustion chamber, gasoline. ________________________________________________________________________________________________ Сегодня нормы выбросов дизельных двигателей Следовательно, жизненна разработка систем сго- во всем мире становятся более строгими, учитывая что рания двигателя, которые снабжают топливную эконо- примерно 90% всей энергии, употребляемой во всем мичность дизельного двигателя, но с невысокой степе- мире, выходит в результате процессов сжигания. нью дыма и выбросов NOx и СО2. Таким образом, го- Годичное скопление нефтешлама во всем мире состав- рение с воспламенением от сжатия с предварительной ляет 160 миллионов тонн, а ежегодное всемирное смесью представляет собой занимательный порядок скопление проработанного трансмиссионного масла достижения очищенного и эффективного двигателя. превосходит 20 миллионов тонн, что подчеркивает Впрочем, применение горючего с высокой реакцион- масштабы экологической угрозы [1]. ной способностью, подобного как дизельное топливо, __________________________ Библиографическое описание: Шотаева Е.Ж., Рыспаева М.Ж. РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13439

№ 4 (97) апрель, 2022 г. приводит к сложной и дорогостоящей установки дви- Бензин - смесь легких углеводородов разного со- гателя. Испытанным методом преодоления данного става, температура кипения 30 - 205°С, бесцветный. Он недостатка является динамичное наблюдение реакци- легче воды, имеет плотность 0,70 - 0,78 г/см3, засты- онной способности топлива с применением горючего вает при -60°C. Бензин - легколетучее, легковоспламе- с низким цетановым числом, такого как бензин [6]. няющееся вещество, смесь паров с воздухом взрыво- опасна, применяется как авиационное, автомобильное, Для решения важных задач необходимо развер- дизельное и ракетное топливо, получаемое путем пе- нуто анализировать сам процесс горения, поэтому об- регонки сырой нефти. На транспортный сектор прихо- ширное распространение в технике и науке получают дится более 20% всемирного пользования энергии. методы численного моделирования. Прогнозируя по- Прогрессирующий спрос на транспортную энергию и следующее увеличение значимости численного экспе- все более требовательные правила выбросов активизи- римента, важно заметить что, компьютерное модели- руют исследования в области сгорания и двигателей к рование становится одним из значительных элементов более чистым и эффективным решениям. Реакция го- исследования процессов горения и проектирования рения бензина с образованием воды и углекислого газа разных установок, сжигающих жидкое топливо [2]. следующая: Однако неправильно говорить о полной замене опыт- ных исследований численными расчетами, так как мо- 2C6H6 + 15O2 → 12CO2 + 6H2O делирование открывает новые перспективы для изуче- ния физических процессов, имея свои собственные ме- Расчеты проводились при значении переизбытка тоды, определенные трудности и свою личную сферу воздуха λ=1,5 и эффективном значении массы m = 18 применения [2]. мг при моментах времени 1,5 мс, 2,5 мс и 4 мс. Приво- дятся распределения концентрации продуктов реакции Цель данной работы является изучение влияния горения бензина (углекислый газ) в данные моменты начальных параметров на процесс сгорания жидкого времени. топлива на основе программы KIVA-II для численного расчета двух и трехмерных, реагирующих жидких по- Жидкое топливо распыляется через сопло, распо- токов с впрысками [3] [4]. Метод математического мо- ложенное в середине основания цилиндрической ка- делирования является эффективным и экономичным меры с начальной температурой 300 К, высотой 15 см методом глубокого детального анализа турбулентных и радиусом 2 см. Топливо впрыскивается в камеру сго- процессов тепло и массообмена [5]. рания, которая заполнена воздухом при температуре 900 К, происходит процесс быстрого испарения и сго- В работе [8] было обнаружено, что скорость обра- рает в газовой фазе. Процесс горения жидкого топлива зования оксидов азота увеличивается с повышением в среднем занимает 4 мс. Время распыления жидкого температуры горения, особенно выше 1600 К. Среди топлива равно 1.4.10-3 с. Количество контрольных многочисленных вредных для окружающей среды ячеек - 600. Температура стенок камеры сгорания компонентов в выхлопных газах наиболее трудно равна 353 К. Площадь сопла инжектора составляет ограничить выбросы NOx и СО2. Высокая темпера- 2·10-4см2. тура и избыток воздуха в цилиндре двигателя делают подходящие обстоятельства ради их образования. Для Рисунок 1. Геометрия камеры сгорания снижения температуры течения горения предполага- ется сжигание обедненной топливовоздушной смеси. Это эффективно воздействует для ограничения выбро- сов NOx и СО2 [8]. Что касается коэффициента из- бытка воздуха λ горючей смеси, нормальные двига- тели с искровым зажиганием соответственно дей- ствуют в тесном спектре от 0,995 до 1,005, то есть при- близительно в стехиометрическом равновесии воздуха и топлива. Это условие необходимо ради 3-полосного каталитического нейтрализатора, кой в этом спектре λ функционирует с предельной эффективностью в отно- шении сокращения содержания NOx. Сжигание небед- ных смесей (λ < 1) экономически неосновательно бла- годаря присутствия горючих веществ в выхлопных га- зах, следовательно, замечается более высокие затраты топлива. С другой стороны, сжигание обедненной смеси (λ > 1) приводит к увеличению длительности сгорания [9] и огромной непостоянности в работе дви- гателя, а также повышению выбросов HC и CO. следо- вательно в качестве вероятного решения для преодоле- ния данных недостатков предложена двухступенчатая концепция сгорания с предварительной камерой [7]. Методы 29

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Проведение расчетов и описание времени 1,5 мс в результате горения бензина на оси полученных результатов камеры сгорания пары топлива рассеиваются до 1,5 см. Концентрация паров бензина в остальной На рисунке 2 показано изменение концентрации части камеры сгорания минимальна. Исследуя ри- паров бензина в момент времени t = 1,5 мс, t = 2,5 мс сунки важно заметить что, бензин очень быстро и t = 4 мс в соответствии с начальной температурой испаряется, пары топлива смешиваются с окислите- окислителя 1000 К и при значении коэффициента лем, полученная смесь воспламеняется и сгорает за переизбытка воздуха λ=1.5. 2,5 мс. В данные моменты времени образуется мини- мальная концентрация паров бензина, равная 0,01 г/г. Наблюдается уменьшение объем топлива в камере из-за высокой турбулентности. В момент Рисунок 2. Поле концентрации паров топлива в разные моменты времени: а) t = 1,5 мс, б) t=2,5 мс, в) t = 4 мс. На рисунке 3 представлено распределение тем- мент времени t=2,5 мс область максимальных темпе- пературы в пространстве камеры сгорания при пере- ратур распределяется по радиусу до 3 см по ширине избытке воздуха, равной 1,5, в различные моменты камеры сгорания, а остальная часть камеры нагрева- времени 1,5 мс, 2,5 мс и 4 мс, соответственно. На этих ется до 1000 К. В данный момент времени топливо графиках можно увидеть, как меняется температура начинает быстро воспламеняться, охватывая факе- в камере сгорания в данные моменты времени. лом объемную площадь по ширине камеры сгора- Анализируя рисунок 3 б, при горении бензина в мо- ния. Максимальная температура в камере сгорания составляет 2355 К, т.е. максимальное значение. Рисунок 3. Поле температуры в разные моменты времени а) t = 1,5 мс, б) t = 2,5 мс, в) t = 4 мс. На рисунке 4 представлены результаты числен- газа при горении бензина, в камере сгорания до- ного моделирования углекислого газа, образующе- стигает своего максимального значения 0,1386 г/г. гося в процессе горения бензина. Анализ рисунков Распределение по камере при 2.5 мс достигает мак- показал, что интенсивное образование углекислого симального значения, высота составляет 3.5 см (рис. 4 б). 30

№ 4 (97) апрель, 2022 г. При горении бензина во времени 1,5 мс образова- начальной стадии горения по времени 1,5 мс (рис. 4 а). ние углекислого газа поднимается по оси камеры На выходе из камеры сгорания концентрация угле- сгорания в области до 2,5 см по высоте камеры. кислого газа медленно уменьшается и принимает Наименьшее значение образующегося в результате минимальное значение (рис. 4 в). горения бензина равно 0,009904 г/г, соответствует Рисунок 4. Распределение концентрации CO2 углекислого газа, образующегося в результате горения бензина в разные моменты времени: а) t = 1,5 мс, б) t = 2,5 мс, б) t = 4 мс. Выводы высокий расход топлива. Однако, является благо- приятной для уменьшения выбросов HC и CO2. В исследовательской работе были проведены До 1,5 мс горения не происходит и эти вещества вычислительные эксперименты, в результате полу- не образуются. Максимальное образование этих чены распределения средних концентраций компо- веществ наблюдается в центре факела, где наблюда- нентов реакции и поля средних температур в камере ются высокие температуры. сгорания для бензина при переизбытке воздуха λ=1,5 в различных моментов времени. Учитывая Полученные результаты позволяют выбрать опти- среднюю концентрацию СО2 0,1386 г/г (рис.4), мальный вариант организации процесса горения смесь (λ < 1) является богатой, что экономически жидкого топлива с целью повышения эффективно- неоправданно из-за наличия горючих веществ в сти камеры сгорания и уменьшения отрицательного выхлопных газах, следовательно, наблюдается более воздействия на окружающую среду. Список литературы: 1. Anufriev I.S. Review of water/steam addition in liquid-fuel combustion systems for NOx reduction: Waste-to-energy trends //Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Т. 138. – С. 110665. 2. Аскарова А.С. и др. Исследование процесса горения жидкого топлива при изменении скорости впрыскивае- мых капель //Вестник КазНУ, серия физическая. – 2008. – №. 1. – С. 25. 3. Аскарова А.С. и др. Численное моделирование горения и самовоспламенения двухфазных химически реагирующих течений с впрысками // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2009. – Т. 315. – №. 4. 4. Amsden A.A., O'Rourke P.J., Butler T.D. KIVA-II: A computer program for chemically reactive flows with sprays. - Los Alamos, 1989. - 160 р. 5. A.S. Askarova, S.A. Bolegenova, S.A. Bolegenova, I.E. Berezovskaya, etc Computer simulation of liquid fuel com- bustion in developed turbulence using the soot formation and oxidation model Alternative Energy Sources, Materials & Technologies AESMT’20, Procceding of short papers. -2020. – Vol. 2 - pp. 43-44. 6. Payri R. et al. Hydraulic behavior and spray characteristics of a common rail diesel injection system using gasoline fuel. – SAE Technical Paper, 2012. – №. 2012-01-0458. 7. Roubaud A., Favrat D. Improving performances of a lean burn cogeneration biogas engine equipped with combustion prechambers //Fuel. – 2005. – Т. 84. – №. 16. – С. 2001-2007. 8. Szwaja S., Jamrozik A., Tutak W. A two-stage combustion system for burning lean gasoline mixtures in a stationary spark ignited engine //Applied Energy. – 2013. – Т. 105. – С. 271-281. 9. Szwaja S. et al. Sewage sludge producer gas enriched with methane as a fuel to a spark ignited engine //Fuel pro- cessing technology. – 2013. – Т. 110. – С. 160-166. 31

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13444 КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ ВОДЫ НА ОРЕБРЕННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТРУБАХ Эшкуватов Лутфулла Мурадуллаевич PhD докторант кафедры «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Бабаходжаев Рахимжан Пачеханович д-р техн. наук, проф. кафедры «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ташбаев Назим Тулаевич доц. кафедры «Теплоэнергетика», Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] CONDENSATION OF WATER VAPOR ON FINISHED VERTICAL TUBES Lutfulla Eshkuvatov PhD doctoral student of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Rachimjan Babakhodjaev DSc, Professor of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Nazim Tashbaev Assistant Professor of the Department of Thermal Power Engineering, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены вопросы методики проведения и расчета результатов экспериментального исследова- ния по конденсации паров воды на вертикальных трубках с усовершенствованными ребрами. На основе анализа работ по конденсации водяного пара в виде ламинарно- текучей пленки жидкости на наружной поверхности вер- тикальных трубок создана лабораторная установка, на которой были проведены экспериментальные исследова- ния. Одним из методов интенсификации процесса теплообмена является усовершенствование геометрической формы теплообменной поверхности на греющей стороне теплообменной трубки, где происходит конденсация пара за счет теплоотдачи. При этом решается важная научная проблема – разрыв сплошного потока, стекающего с теплообменной поверхности конденсата, что приводит к непосредственному контакту пара с холодной поверх- ностью трубки и увеличивает теплоотдачу. В статье приведены также расчетные данные и графические зависи- мости, отображающие полученные экспериментальные данные. ABSTRACT The article deals with the issues of methodology for conducting and calculating the results of an experimental study on the condensation of water vapor on vertical tubes with improved fins. Based on the analysis of work on the condensa- tion of water vapor in the form of a laminar-flowing liquid film on the outer surface of vertical tubes, a laboratory facility was created on which experimental studies were carried out. One of the methods for intensifying the heat transfer process is to improve the geometric shape of the heat exchange surface on the heating side of the heat exchange tube, where steam condenses due to heat transfer. At the same time, an important scientific problem is solved - breaking the continuous flow __________________________ Библиографическое описание: Эшкуватов Л.М., Бабаходжаев Р.П., Ташбаев Н.Т. КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ ВОДЫ НА ОРЕБРЕННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТРУБАХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13444

№ 4 (97) апрель, 2022 г. flowing down from the heat exchange surface of the condensate, which leads to direct contact of the steam with the cold surface of the tube and increases heat transfer. The article also presents the calculated data and graphical dependencies that display the obtained experimental data. Ключевые слова: интенсификация, теплообменники, теплообмен, конденсация, пар, конденсат, усеченный конус, усовершенствованные ребра. Keywords: intensification, heat exchangers, heat exchange, condensation, steam, condensate, truncated cone, ad- vanced fins. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Во многих схемах технологических В работах [9, 10] приведены экспериментальные процессов теплообменники являются важной ча- данные по конденсации паров этиленгликоля при стью оборудования. Трубчатые теплообменники низкой скорости на трубках с игольчатым оребре- наиболее распространенный тип в промышленно- нием и определена зависимость теплообмена от гео- сти, являясь наиболее эффективными теплообмен- метрических размеров оребрения. Эта зависимость никами использующие скрытую теплоту жидкости связана с явлением удерживания конденсата на реб- или газа (испарение), например, при переходе из рах. На участках свободных от пленки конденсата жидкой фазы в газовую (испарение) или из газовой наблюдалось увеличение теплопередачи на паро- в жидкую фазу (конденсация). Тепловая составляю- вой стороне примерно в 2,5 - 3 раза, а со стороны пара щая конструкции трубчатого теплообменника, осно- теплопередача увеличивается за счет сокращения вана на конденсации тепла и требует знания про- расстояния между ребрами. цесса фазового перехода на поверхности труб. Настоящая работа посвящена экспериментальному Авторы [11] исследовали трехмерную трубча- исследованию конденсации пара на вертикальной тую ребристую трубку на предмет влияния смачива- гладкой трубе и трубе с оребрением из усовершен- емости поверхности трубы на теплопередачу и про- ствованных ребер. вели сравнение с гладкой трубой. Результаты пока- зали, что коэффициент теплопередачи увеличива- Известно, что эффективность теплообмена во ется примерно в 2 раза с увеличением мольной доли многом зависит от площади поверхностей, участву- пара, переохлаждением стенок и снижением темпе- ющих в данном процессе. Однако, при теплообмене ратуры влажного воздуха. на вертикальных трубах с увеличением площади возникает еще одна проблем- проблема термиче- Также были проведены исследования теплопе- ского сопротивления слоя конденсата, стекающего редачи при конденсации хладагента (HFC134a) и по трубе. Чем толще слой, тем хуже теплообмен. бинарной смеси хладагентов (HFC23/HFC134a) на Учитывая, что интенсификация процессов теплооб- трубках с совершенствованной поверхностью [12]. мена приводит к увеличению их тепловой мощно- Полученные результаты обработаны по специаль- сти, вопрос интенсификации процесса за счет увели- ной модели с учетом гравитационного эффекта и эф- чения поверхности теплообмена с незначительным фекта поверхностного натяжения. Исследования про- увеличением массы и габаритов аппаратов является водились для трубы со специфической трехмерной весьма актуальным и требующим соответствующего геометрией поверхности (ребра с зазубринами) и научно обоснованного решения. трубами с трапециевидными ребрами с различными расстояниями между ребрами. Известно [1 - 5], что обильная конденсация гре- ющего пара, приводит к образованию пленки кон- Авторы [13] рассмотрели влияние числа Рей- денсата на поверхности вертикально расположен- нольдса Re и Pr Прандтля, а также напряжения ной трубки и, по мере течения вниз, толщина пленки межфазового сдвига на теплообмен при конденса- увеличивается, что повышает термическое сопро- ции и определили что, в случае увеличения значе- тивление, отрицательно влияющее на процесс теп- ний межфазного напряжения сдвига наблюдается лоотдачи. снижение коэффициента теплоотдачи при малых значениях Re < 10 за счет сдерживания истечения в В работах [6 - 8] приведена обзорная информа- силу воздействия сил сцепления и увеличение при ция о результатах исследований процесса конденса- 20 < Re < 670 за счет большей турбулизации. ции, показаны факторы, влияющие на процесс, в том числе и влияние наличия воздуха, неконденсирую- Исследователи [14] проводили опыты со следу- щегося газа, в парах, что ведет к ухудшению про- ющими жидкостями: вода (2,6 < Pr < 4,5), этанол цесса конденсации за счет создаваемой воздухом (12,4 < Pr < 18,4) и изопропанол (23 < Pr < 55).Опре- неконденсирующейся оболочки на границе раздела делялся коэффициент теплопередачи при флегмо- паровоздушной смеси и конденсата. Получено опи- вой конденсации. Было обнаружено, что сдвиговое сание влияния расхода конденсата и неконденсиру- напряжение препятствует переносу тепла только в емых газов (воздуха) на коэффициент теплопере- случаях с очень тонкой пленкой, в ламинарном диа- дачи. Также показано влияние других основных па- пазоне, а в турбулентном диапазоне, коэффициент раметров, таких как, входное число Рейнольдса, теплопередачи увеличивается с увеличением числа входная температура, концентрация водяного пара на входе, размер и тип поверхности. Pr. В работах [15] представлены результаты визу- ального исследования изотермических и полностью сформировавшихся стекающих пленок жидкости в 33

№ 4 (97) апрель, 2022 г. вертикальных трубах при прямотоке и противотоке Экспериментальные исследования проводились движения фаз, получены данные теплопередачи на установке, описанной в [19, 20, 22]. Для дальней- флегмы-конденсации, для случая нулевого напряже- шего сравнения результатов эксперименты проводи- ния сдвига, которые хорошо коррелируются с чис- лись на двух типах трубок с ребрами жесткости и без лами Рейнольдса и Капицы. них. Перед началом экспериментов стенд был отре- гулирован, измерительное оборудование и выбран- Цель. Разработка и исследование высоко эффек- ный способ обработки результатов были проверены тивных теплообменных поверхностей. При разра- и протестированы. Сравнение данных по конденса- ботке теплообменного оборудования, в особенности ции пара на гладких трубах и трубах с усовершен- теплообменников с вертикальными трубами важное ствованными ребрами ребрами покажет правиль- значение имеют показатели теплообмена в процессе ность выбранного метода проведения эксперимен- конденсации водяного пара на поверхности верти- тальных исследований и обработки полученных кальной трубы [16, 17]. данных без учета влияния на полученные резуль- таты. При исследовании конденсации пара на верти- кальных трубах рассматривается пленочное течение Диапазон изменения параметров пара и охла- и основным объектом исследований являются, оди- ждающей воды для трубы с усовершенствованными ночные вертикальные трубы с усовершенствован- ребрами и гладкой трубы в каждом отдельном экс- ными ребрами, разработанные с целью интенсифи- перименте задавался одинаковым. кации процесса теплообмена. Методика проведения эксперимента. Экспе- Авторами [18 - 19] предложено усовершенствова- рименты проводились на гладких трубах при изме- ние конструкции кромки ребра в виде усеченного нении плотности теплового потока от 19,5 до 45 конуса, установленного на определенном расстоянии кВт/м2 и разности температур при конденсации 50 ÷ по всей высоте трубы (рис. 1). Создана лабораторная 72 0C, а в опытах с трубами с усовершенствованными установка [20, 21] с усовершенствованной теплооб- ребрами, эти диапазоны составляли соответственно менной трубкой с новым типом ребер. Методика 15÷30 кВт/м2 и 40 ÷ 63 0C. экспериментальных исследований изложена в [21, 22]. Полученные в эксперименте данные были обрабо- Эксперименты проводились с тщательно уста- таны математически. новленными начальными параметрами теплоноси- телей (расход, давление, температура охлаждающей Рисунок 1. Ребро в виде усеченного конуса воды не изменялась). Каждый из экспериментов проводился в течение 30-40 минут. Измерения проводились только после полного прогрева стенда и приборов в стационарном режиме. Между экспериментами выдерживался про- межуточные интервал 15-20 минут. В течение экспе- римента снимались показания всех измерительных приборов. Результаты получены для мощности экспериментального нагревателя Q = 300 ÷ 660 Вт. На рисунке 2 приведены экспериментальные дан- ные, полученные при мощности нагревателя 624 Вт. В этих экспериментах температура охлаждающей воды оставалась постоянной, а расход изменялса. Эксперименты проводились для трех видов трубок. На рисунке 3 приведены рассчитанные значения ко- эффициента теплоотдачи, полученные на основе экспериментальных данных, полученные при G = 60 кг/ч и мощности Q = 300 ÷ 660 Вт. 34

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 2. График зависимости коэффициента Рисунок 3. График зависимости коэффициента теплоотдачи водяного пара от расхода теплоотдачи водяного пара от мощности охлаждающей воды Рисунок 4. Cравнение коэффициента теплопередачи для гладкой и оребренной трубы На рисунке 4 приведены рассчитанные значения пленки, что создает под ребром свободное от кон- коэффициента теплопередачи для гладких и труб с денсата пространство, где происходит интенсивная усовершенствованными ребрами, полученные на ос- конденсация, что способствует повышению эффек- нове экспериментальных данных, проведенных при тивности теплообмена с увеличением выхода кон- Q = 624 Вт и расходе охлаждающей воды G = 40,788 денсата и коэффициента теплоотдачи по сравнению ÷ 90 кг/ч. с гладкими трубами. Выводы. Применение усовершенствованных ре- Предлагаемая методика повышение эффектив- бер позволяет увеличить поверхность теплообмена, ности теплообмена может быть применена для раз- увеличить контакт пара с холодной охлаждающей личных теплообменных аппаратов с вертикальными поверхностью, за счет разрыва потока стекающей охлаждающими трубами. Список литературы: 1. Ефимов А.Л., Маскинская А.Ю. Расчет промышленных теплообменников с интенсифицированными поверх- ностями. – М.; Издательство МЭИ., - С. 13-18, 2016. 2. Ефимов А.Л., Глазов В.С., Юркина М.Ю. Интенсификация теплообмена. - Москва, Издательство МЭИ., - C. 33-38, 2016. 3. Кузьма-Кичта Ю.А. Методы интенсификации теплообмена. - М.: МЭИ, 2001, - 112 с. 4. Эшкуватов Л.М. Повышения эффективности теплообмена в выпарных аппаратах консервной промышленно- сти / Проблемы и перспективы инновационной Техники и технологий в аграрном-пищевом Секторе, Между- народный научно и научно-технической конференции, ТашГТУ, -Ташкент, 2020. - C. 711-713. 35

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 5. Эшкуватов Л.М. Влияние оребрения на повышение эффективности теплообмена в выпарных аппаратах / Материалы Международной научно-практической интернет-конференции «Тенденции и перспективы развития науки и образования в условиях глобализации»: Сб. науч. трудов. Переяслав, 2020. - C. 522-524. 6. Dipanjka B. Direct and Indirect Contact Filmwise as well as Dropwise Condensation of Water Vapour with and without Noncondensible Gas-A Review, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), Vol. 07, pp. 415-419, (2020). 7. Al-Shammari S.B., Webb D.R., Heggs P. Condensation of steam with and without the presence of non-condensa- ble gases in a vertical tube, Desalination 169 (2004) pp. 151 - 160, http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2003.11.006. 8. Lee K. -W., No H.C., Chu I.-C., Moon Y.M., Chun M.-H Local heat transfer during reflux condensation mode in a U-tube with and without noncondensible gases, Int. J. Heat Mass Transfer 49 (2006) pp. 1813 - 1819, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2005.11.011. 9. Ali H.M., Qasim M.Z. Free convection condensation of steam on horizontal wire wrapped tubes: Effect of wire thermal conductivity, pitch and diameter. Applied Thermal Engineering, 90, pp. 207-214, (2015). 10. Ali H.M., Briggs A. Condensation of ethylene glycol on pin-fin tubes: Effect of circumferential pin spacing and thickness, Applied Thermal Engineering, 49, pp. 9-13, (2012). 11. Yuheng G., Yudong D., Qiang L., Qian F., Xun Z., Hong W. Condensation heat transfer characteristics of moist air outside hydrophilic and super-hydrophobic 3D pin fin tube. Chemical engineering transactions, Vol. 76, pp. 283-288, (2019). DOI: 10.3303/CET1976048. 12. Mourad Belghazi, André Bontemps, Christophe Marvillet. Condensation heat transfer on enhanced surface tubes: experimental results and predictive theory. Journal of Heat Transfer, American Society of Mechanical Engineers, 2002, 124, pp. 754 - 760. 10.1115/1.1459728. hal-00184114. 13. Thumm S., Philipp Ch., Gross U. Film condensation of water in a vertical tube with countercurrent vapour flow, Int. J. Heat Mass Transfer 44 (2001) pp. 4245 - 4256, http://dx.doi.org/10.1016/S0017-9310(01)00067-9. 14. Gross U., Philipp Ch. Conjugated shear stress and Prandtl number effects on reflux condensation heat transfer inside a vertical tube, Int. J. Heat Mass Transfer 49 (2006) pp. 144 - 153, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstrans- fer.2005.07.030. 15. Gross U., Storch Th., Philipp Ch., Doeg A. Wave frequency of falling liquid films and the effect on reflux condensation in vertical tubes, Int. J. Multiphase Flow 35 (2009) pp. 398 - 409, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmulti- phaseflow.2009.01.001. 16. Пашкевич Р.И., Муратов П.В. Исследования пленочной конденсации в вертикальных трубах при восходя- щем потоке пара // ГИАБ. ОВ 2 «Камчатка» (специальный выпуск). - 2014. - С. 68-77. 17. Havlík J., Dlouhy T. Condensation of water The condensation of water vapour in a vertical tube condenser. Acta Polytechnica 55(5): 306 – 312, 2015. DOI:10.14311/ap.2015.55.0306. 18. Михеев М.А., Михеева А.М. Основы теплопередачи. – М.; Энергоиздат, С. 130-136, 197, 1977. 19. Eshkuvatov L.M., Tashbayev N.T., Babakhodjaev R.P. Analysis of the current state of efficiency of water vapor condensation on surfaces vertical tube and development experimental stand, Problems of energy and sources saving, №2, TSTU –Tashkent, 2021. pp. 94 – 101. 20. Эшкуватов Л.М., Бабаходжаев Р.П. Экспериментальная установка для исследования процесса конденсации пара в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах / Сборник статей. V Всероссийская научно-практическая конференция «Энергетика и энергосбережение: теория и практика». Кузбасс ГТУ. 2020. - C. 150-154. 21. Eshkuvatov L.M., Babakhodjayev R.P., Tashbayev N.T. Study of steam condensation on vertical tubes of a heat exchanger and processing of the results // Technical science and innovation. TSTU. -Tashkent, 2021. -№4. -С. 167-172. 22. Эшкуватов Л.М. Экспериментальное исследование конденсации пара на вертикальных оребренных трубах / Проблемы энерго- и ресурсосбережения, № 4, ТГТУ. –Ташкент, 2021 -С. 148-153. 36

№ 4 (97) апрель, 2022 г. PAPERS IN ENGLISH AVIATION AND ROCKET-SPACE TECHNOLOGY DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13336 USING FLIGHT CONTROL SYSTEMS IN UNMANNED AERIAL VEHICLES Abdujabarov Nuriddin Candidate of technical sciences, Tashkent State Transport University, Tashkent, Uzbekistan E-mail: [email protected] Jonibek Takhirov PhD student, Tashkent State Transport University, Tashkent, Uzbekistan E-mail: [email protected] Rakhimjon Shokirov PhD student, Tashkent State Transport University, Tashkent, Uzbekistan E-mail: [email protected] ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ В БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ Нуриддин Абдужабаров канд. техн. наук, Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Джонибек Тахиров аспирант, Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Рахимжон Шокиров аспирант, Ташкентский государственный транспортный Республика Узбекистан, г. Ташкент ABSTRACT The control system, as shown in the article, provides the supplied parameters of the transition process. A built-in gyroscope, accelerometer, compass, and barometer are all included in the flight controller. On board the unmanned aerial vehicle, a flight controller (polyotny controller) such as the Pixhawk-4 is utilized as a flight controller. Without the direct involvement of the pilot-operator in the management of the aircraft, automated systems provide complete automation of particular stages of the flight. АННОТАЦИЯ Система управления, как показано в статье, обеспечивает заданные параметры процесса перехода. Встроенные гироскоп, акселерометр, компас и барометр входят в состав полетного контроллера. На борту беспилотного летательного аппарата в качестве полетного контроллера используется контроллер полета (полиотный контроллер), например, Pixhawk-4. Без непосредственного участия пилота-оператора в управлении летательным аппаратом автоматизированные системы обеспечивают полную автоматизацию отдельных этапов полета. __________________________ Библиографическое описание: Abdujabarov N., Takhirov J., Shokirov R. USING FLIGHT CONTROL SYSTEMS IN UNMANNED AERIAL VEHICLES // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13336

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Keywords: UAV, Pixhawk-4, accelerometer, compass, barometer. Ключевые слова: БПЛА, Pixhawk-4, акселерометр, компас, барометр. ________________________________________________________________________________________________ INTRODUCTION. Aerodynamic forces and automatic control devices and amplifiers, ensuring opti- moments occur during the control of the movement of mal stability and control characteristics of the aircraft. unmanned aerial vehicles (UAVs). As the regulating Automated systems provide full automation of individ- factors for the control of the aircraft, the angles of ual stages of the flight without the direct involvement of inclination (roll), torsion, danger (risk) and traction the pilot-operator in the control of the aircraft. (thrust) of the engine are used, which allow to influence its movement. In the automatic system, in the process of adjusting the control of the flight angle of the aircraft, the input of UAVs as a control object involves a complex dynamic the regulator receives the desired values of the angle or system due to the large number of interrelated parameters altitude, and the variables at the output of the regulator and the complex interactions between them. Complex change the angles of the elements, pitch, roll and risk movements are often divided into the simplest types: channels. • angular movements and center of gravity move- Requirements to the management system: ments; • minimum transition time; • lack of readjustment (aperiodic process). • longitudinal and lateral movement. The control system must provide the given The governing bodies that make up management ac- parameters of the transition process. Controllers include tions can be divided into two groups: a built-in gyroscope, accelerometer, compass and • longitudinal control body, which provides move- barometer built into the flight controller. A flight ment in the longitudinal plane; controller (polyotny controller) such as Pixhawk-4 is • lateral motion control, which provides the neces- used as a flight controller on board the unmanned aerial sary characteristic of changes in the angles of rotation, vehicle. The PX4 is a new advanced Autopilot system displacement and rotation in the lateral plane. built on the design of an open source database and Such a division of controls is conditional, which can developed by 3D Robotics. Key advantages include a be attributed to flight modes in which controls interact fast-powered 32-bit processor and sensors from with other actions. At the same time, such an approach renowned STMicroelectronics, as well as the Real-Time allows to highlight the main functions of certain bodies NuttX operating system, which provides excellent and management channels and to independently solve performance, flexibility and reliability in managing any tasks of relatively simple and practical importance. standalone device. Four control channels are needed to ensure full au- The advantage of Pixhawk-4 boards is the presence tomation of flight control: of internal multi-stream information processing, • engine control channel (thrust); completely new features of Autopilot, such as Lua- • channel (pitch) control channel along the trans- scripting programming language for flight tasks verse axis; (missions) and actions, the PX4 driver's adjustable • control channel for longitudinal rotation (roll); capability ensures time efficiency in all processes. The • channel to control the rotation along the vertical Pixhawk-4 core module can be expanded with additional axis (risk). features such as digital air speed sensor, support for The engine control channel regulates the movement external multi-colored LED indicators, external according to the set flight program. The following three compass and more. All external devices are control channels provide the desired angular position of automatically detected and adjusted. The Ublox NEO - the apparatus in space. Information about the movement M8N GPS module in conjunction with a compass of the unmanned aerial vehicle, i.e. the commands gen- provides information about the drone's geographic erated in the steering wheel, aeronautics and engine con- location and is additionally used as a sensor to monitor trol support that provide the specified flight control, its flight altitude. comes to the appropriate channels. Sustainable flight This module also includes a compass, as it is used management is not possible without creating an accepta- directly on the drone. The advantage of the external ble quality automatic control system. The aircraft con- compass over the flight controller is that it reduces the trol system serves to ensure flight along a given trajec- effect of vibrations generated by the operation of the tory by generating the required aerodynamic forces and engines and at the same time increases the accuracy of moments on the wing and aerodynamic surfaces [10]. direction (course) maintenance. The Ublox NEO - M8N GPS module has higher accuracy (up to 0.6 meters) than MAIN PART. Control systems can be of three previous versions of the module, as well as lower power types - manual, semi-automatic and automatic. In a consumption. Suitable for accurate and stable flights on manual control system, the pilot-operator assesses the maps in aircraft. NEO - M8N is characterized by fast situation, ensures that control pulses are generated, and search of signals, high-precision location and uses the control levers to turn the steering wheel while functionality. holding them in the desired position via the control The NEO - M8N GPS module uses the original panel. In the semi-automatic system, the pilot-operator M8N chips. It has a built-in compass. Updated location control signals are modified and amplified using various information has been improved to 10 GHz. The GPS 38

№ 4 (97) апрель, 2022 г. module supports the detection of the location of various there is a difference between these engines and engines satellite systems, for example, the GLONASS satellite designed for unmanned aerial vehicles. navigation system of Europe, Japan, China, including Russia. The support of so many different satellite sys- The engine speed controller has a small control tems ensures high accuracy of the drone’s position in board that increases or decreases the number of space. Engines are one of the main propulsion vehicles revolutions in the engine by receiving a signal (wide on board the drone. pulse modulation) from the flight controller. With a heavier drone, lower-kilovolt and larger- The engine switches off in 1 microsecond, in 1.5 blade motors should be chosen, which will create more microseconds, the engine runs at 50% and the pulse torque, i.e., more power to lift the drone structure. En- width at 2 microseconds with a maximum rotation of the gines should be selected primarily with a cooler so that engine runs at full power. Controllers, like engines, they can run as little as possible (overheating) and stable should be selected primarily based on the type of drone; in hot weather, as well as select engines depending on there is a big difference between aircraft type and multi- the weight of the aircraft structure. rotor type. The operating frequency is at least 600 Hz in multi-rotor controllers and 400 Hz in aircraft controllers. CONCLUSION. Drones and all UAVs use three- phase DC motors without collectors (brushless). When Another important criterion in the selection of the choosing them, it is necessary to pay attention to their controller (regulator) is the wind power station - WPS nominal, ie the number of revolutions in volts (KV), first (the device does not take into account the battery), ie of all, when choosing engines, they should be selected there is no additional power supply. Due to the built-in as soon as possible not to wear out (overheating) and power supply in the speed regulator, it creates additional coolant in hot weather, as well as the weight of the en- interference in the control signals generated on this gine drone design must be selected. A heavier drone has board, which leads to distortion of the control signal. It a smaller KV and a larger engine size should be selected, is recommended to use a ferrite ring for such reduction which generates a larger current, i.e. more power is gen- in the built-in WPS on the speed regulator board. There erated to lift the drone’s design. It is also important to is also a large synchronization in the operation of multi- pay particular attention to multi-rotor aircraft engines, as rotor speed regulators, and it is possible to correct them. In addition to the criteria listed above, the control- lers are selected based on the maximum current value consumed by the motor. Bibliography: 1. Seger J., Lim M. and Nasiri S. Development of Sigt-Performance, Sigu-Voulume Sonsumer MEMS Gyrossopes, InvenSense, ҳttp: //invenense.com/ 2. Agurov P. USB interface. Practice of use and programming - SPb.: BHV-Petersburg, 2006. 3. Schiffman D. Learning Processing: A Beginners Guide to Programming Images, Animation, and Interaction Bur- lington, MA 01803, USA. - 2008. Elsevier Inc. 4. BMP085, Digital barometric pressure sensor, BOSCH, http://boschsensortec.com/ 5. Shilov K., Lazurin G. MAV Autopilot For Commercial and Research Brownschweig. - Germany. - 2012. 6. Nuriddin Abdujabarov, Jonibek Takhirov, Rakhimjon Shokirov Current status and tendencies of use of new materials and technologies in the design of unmanned aircraft vehicle (UAV). Universum: технические науки: научный жур- нал. – № 12(93). Часть 6. М., Изд. «МЦНО», 2021. – 108 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/1293. ISSN: 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2021.93.12-6 7. Abdukarimov, S., & Shokirov, R. (2020). Team competitions on programming format ACM ICPC. International Journal of Scientific and Technology Research, 9(4), 1932-1935. 8. Bobomurodov, Q.H.; Razakov, J.Kh.; Bobomurodov, S.Q.; and Shokirov, R.A. (2019) \"METHODS FOR RE- SEARCHING THE LOCALIZATION AND DELOCALIZATION OF CARRIERS IN YBA2CU3O6+X FILMS,\" Technical science and innovation: Vol. 2019: Iss. 4, Article 7. DOI: https://doi.org/10.51346/tstu-01.19.4.-77-0044 9. Shokirov, Rakhimjon; Abdujabarov, Nuriddin; Jonibek, Takhirov; Saytov, Kadamboy; and Bobomurodov, Saidbek (2020) \"PROSPECTS OF THE DEVELOPMENT OF UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAVs),\" Technical sci- ence and innovation: Vol. 2020: Iss. 3, Article 5. DOI: https://doi.org/10.51346/tstu-01.20.3-77-0069. 10. Ruzieva, M.A.; Bobomurodov, Q.Kh.; Bobomurodov, S.Q.; and Shokirov, R.A. (2020) \"PROBLEMS OF COEX- ISTENCE OF SUPERCONDUCTIVITY AND MAGNETIC ORDERING OF COPPER SUBLATTICES IN YBa2Cu3-XFeXO7-X CERAMICS,\" Technical science and innovation: Vol. 2020: Iss. 1, Article 8. DOI: https://doi.org/10.51346/tsai.vl1.2020-0001. 11. Bobomurodov S.Q., Shokirov R.A., & Sagdiev T.A. (2018). MAINTENANCE RELIABILITY PROGRAM AS ES- SENTIAL PREREQUISITE OF FLIGHT SAFETY. Technical science and innovation, 2018(2), 8. 12. R Shokirov, Т Sаgdiеv (2019). CALCULATION OF THE ALIGNMENT OF THE AGRICULTURAL AN-2 AIR- CRAFT WITH A REPLACING PISTON ENGINE TO TURBOPROP. Теория и практика современной науки, 2019(2), Pages 72-77. 39

№ 4 (97) апрель, 2022 г. RECORDS DEVELOPMENT OF CRITERIAL METHODS FOR SELF-ASSESSMENT OF SMALL ENTERPRISES IN ACCORDANCE WITH STANDARDS ST RK ISO 9001 - 2016 Toty Buzauova Candidate of Technical Sciences, Karaganda Technical University, Kazakhstan, Karaganda E-mail: [email protected] Zhanara Toleubay Master’s student, Karaganda Technical University, Kazakhstan, Karaganda E-mail: [email protected] РАЗРАБОТКА КРИТЕРИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ САМООЦЕНКИ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТАМИ СТ РК ИСО 9001 - 2016 Бузауова Тоты Мейрбековна канд. техн. наук, Карагандинский Технический Университет, Республика Казахстан, г. Караганда Толеубай Жанара Сабыржанкызы магистрант, Карагандинский Технический Университет, Республика Казахстан, г. Караганда ABSTRACT The success of any business depends on its quality. It is time for manufacturers to adapt to the market environment and realize that they need to produce competitive and high quality products in the domestic and foreign markets. The development, implementation and certification of quality systems in accordance with international standards of the ISO-9001 series will become a necessary stage in the development of a modern enterprise, which will ensure the compet- itiveness of its products or services in the domestic and foreign markets. Today, leading companies conduct self-assess- ments not only to receive quality awards, but also to continuously improve their business performance. There are several factors to conduct the self-assessment. Traditionally, self-assessment is based on the organization's introduction to set up rules to achieve certain goals, and self-assessment determines the accuracy of these rules. The self-assessment process can use a set of defined criteria or methods of measurement and statistics. Quality control includes control of raw materials, technological processes and finished products. With continuous monitoring, information about the controlled parameters of technological processes is obtained continuously. Businesses today need methods to identify their shortcomings in advance and eliminate them in the future. As a result, businesses must be able to self-assess. АННОТАЦИЯ Успех любого бизнеса зависит от его качества. Производителям пора адаптироваться к рыночной среде и осознать, что им необходимо производить конкурентоспособную и высококачественную продукцию на внутрен- нем и внешнем рынках. Разработка, внедрение и сертификация систем качества в соответствии с международ- ными стандартами серии ISO-9001 станут необходимым этапом в развитии современного предприятия, что обес- печит конкурентоспособность его продукции или услуг на внутреннем и внешнем рынках. Сегодня ведущие ком- пании проводят самооценку не только для получения наград за качество, но и для постоянного улучшения пока- зателей своего бизнеса. Существует несколько факторов для проведения самооценки. Традиционно самооценка основана на введении организацией правил для достижения определенных целей, а самооценка определяет точ- ность этих правил. В процессе самооценки может использоваться набор определенных критериев или методов оценки Keywords: quality system, petal diagram, requirements of standards, criteria, compliance, preparation process algorithm. Ключевые слова: система качества, лепестковая диаграмма, требования стандартов, критерии, соответствие, алгоритм процесса подготовки. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Toleubay Z., Buzauova T. DEVELOPMENT OF CRITERIAL METHODS FOR SELF-AS- SESSMENT OF SMALL ENTERPRISES IN ACCORDANCE WITH STANDARDS ST RK ISO 9001 - 2016 // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13470

№ 4 (97) апрель, 2022 г. There was established new qualitative approach to The criteria Кс, Ко, Кр, Кп, Ка will be the main the self-assessment procedure of small enterprises to in- criteria of assessment, and the approach to self-assess- crease the effectiveness of the development processes ment that is based on the application of these criteria, and implementation of new certification quality systems will be the criterion approach. in “Saryarka Nan” LLP enterprise in accordance with international standards of the ISO-9001-2016. The following graphic instructions are used to visu- alize the values of the main criteria: According to the self-assessment recommendations listed in the ST RK ISO 9001 - 2016 standard, there are, a) histogram; the main sectors which are taken into account to analyze b) petal diagram; the condition of the enterprise: c) histogram / graph; d) 3-D area chart • Quality Management System; Among the charts presented, the the preference is • Management responsibility; given to the petal chart. This decision is based of the fol- • Resource management; lowing considerations: • Processes of the life cycle of products (services); • the ability to display the values of all four criteria • Measurement, analysis and improvement. in one diagram with the formation of a single graphic figure (unlike the other types of diagrams); There are main criteria of enterprise evaluation to • the ability to visually compare the values of the criteria with the maximum values, and, consequently, define: the practical application - to visually identify inconsist- Кс - evaluation criterion for to section 4 (Quality encies; • the informative content of the diagram particu- management system); larly during the initial and subsequent self-assessment Ко - evaluation criterion for section 5 (Management processes of tracking the dynamics of the values of the criteria. responsibility); It is important to dynamically visualize the results Кр - evaluation criterion for section 6 (General man- of self-assessment of small businesses, defining the main assessment criteria and the way information is pre- agement of resources); sented to track changes in the values of the main criteria. Кп - evaluation criterion for section 7 (Release of During the process of monitoring the changes of the rel- evant criteria, it is difficult to use only one reference products and / or services); point that is the maximum value of the criterion and the Ка - evaluation criterion for section 8 (Measurement, control value for this part of the quality system structure. Consequently, it is important to determine several inter- analysis, improvement). mediate criteria values to comply with certain require- ments of the system. These cases can be identified using Thus, the general state of the quality system at the the algorithm process of preparation of a small enter- prise to certification of quality systems in accordance enterprise (Q) will depend on the values of these criteria with the standards of ST RK ISO 9001-2016. Therefore, using the five main criteria for a complex (1): assessment of the quality system in a small enterprise and defining the main stages of development and imple- Q = f (Кс, Ко, Кр, Кп, Ка) (1) mentation of the quality system, it is necessary to set up the range value criteria for each of the stages. These ref- The values of these five criteria should fully reveal erence values will allow the enterprise to determine at what stage of implementation of the quality system it is the state of the quality system at the enterprise. For to identify priority areas for improvement, as well as de- ficiencies that must first be eliminated to move on to the convenience of calculations, the minimum value of each next stage. criterion is equated to zero, and the maximum value – Based on the above, we will define several ranges values for each of the main evaluation criteria. Using re- to one (2): lations (2-4), the numerical values of the main evalua- tion criteria at intermediate points K1, K2, K3, K4 (se- {КKсс min = 0 {ККaa min = 0 lected based on the number of stages) can be equated, max = 1 max = 1 respectively, to (0.2; 0.4; 0.6; 0.8 ) (5). • the validity of the choice of these values can be {KKoo min = 0 {KKnn min = 0 explained by the following factors: such values will lead max = 1 max = 1 to simplification of further calculations; • each of the stages of implementation of the qual- {ККpp min = 0 (2) ity system is approximately equivalent in terms of time max = 1 and resource costs, although, as noted above, the divi- sion into stages is rather arbitrary; With the maximum value of the criterion (Kmax), we can say that all elements of the enterprise quality sys- tem included in the relevant section fully comply with the requirements of the standards (3). The actual (or real) value of each criterion, which is in the range of values from, Kmin to Kmax, will tend to the maximum value (4). 0 Кact 1 (3) Кact→ Kmax (4) 41