Восьмая Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов БУДУЩЕЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ РОССИИ www.baumanpress.ru СБОРНИК ДОКЛАДОВ ISBN 978-5-7038-4334-5 Восьмая Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов БУДУЩЕЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ РОССИИ 23.09.2015 — 26.09.2015 СБОРНИК ДОКЛАДОВ Восьмая Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов БУДУЩЕЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ РОССИИ СБОРНИК ДОКЛАДОВ 23.09.2015 — 26.09.2015 Союз машиностроителей России Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана УДК 621 ББК 34.4 В61 Восьмая Всероссийская конференция молодых ученых и специВ61 алистов «Будущее машиностроения России» : сборник докладов / Союз машиностроителей России, Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 1154, [6] c. : ил. ISBN 978-5-7038-4334-5 В сборник включены доклады, представленные на Восьмой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», которая состоялась в сентябре 2015 г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Структура сборника отражает тематическую направленность конференции. Тексты докладов размещены в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU. УДК 621 ББК 34.4 ISBN 978-5-7038-4334-5 © МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 Б3. Холодильная техника, компрессорные, вакуумные и гидравлические машины УДК 621.6 Разработка блока высокого давления для осуществления многоступенчатой заправки адсорбционной системы аккумулирования природного газа © Подчуфаров Алексей Алексеевич, Стриженов Евгений Михайлович Россия, г. Москва, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана alexey.podchufarov@gmail.com С развитием технологий использования природного газа возникают вопросы, связанные с его хранением и эффективным использованием в качестве газомоторного топлива. Известно несколько способов хранения природного газа в сжатом и сжиженном состоянии. Высокое давление сжатого и испарения сжиженного газа предъявляют высокие требования безопасности при эксплуатации данных систем. В качестве альтернативы в настоящее время активно исследуются технологии создания адсорбционных систем хранения природного газа. Ключевые слова: энергоэффективность, энергосбережение, пожаровзрывобезопасность, адсорбция, природный газ, метан, система аккумулирования. По запасам природного газа Россия является мировым лидером, обладая 25 % мировых запасов. Использование природного газа в качестве транспортного топлива способствует уменьшению выбросов углекислого газа до 25 %, угарного газа до 95 %, углеводородов в 2 раза и обеспечивает отсутствие твердых частиц в выхлопе на этом газе. При этом важным фактором является низкая стоимость природного газа по сравнению с бензином и дизельным топливом. При всех достоинствах природного газа основной проблемой является несовершенство систем его хранения, которым присущи существенные недостатки, препятствующие развитию газомоторного топлива. В настоящее время в качестве альтернативы существующим системам хранения природного газа, таким как сжиженный природный газ (СПГ) и компримированный природный газ (КПК), активно исследуются адсорбционные системы хранения (АПГ), представляющие собой сосуды, заполненные пористым адсорбентом, и обладающие высокими аккумулирующими свойствами [1–3]. В отличие от систем с КПГ, работающих под давлением ∼ 20 МПа, АПГ функционируют при значительно меньших давлениях (до 7 МПа). В данной работе рассмотрены вопросы разработки блока высокого давления для многоступенчатой заправки адсорбционной системы аккумулирования природного газа. При использовании многоступенчатой заправки, общий объем газа разбивается на несколько частей, каждая часть сжимается до определенного давления и последовательно подается в сосуд-адсорбер. По расчетам данная оптимизированная заправка позволяет экономить 50…70 % электроэнергии на заправку. Представлена оригинальная схема многоступенчатой заправки адсорбционной системы аккумулирования природного газа. Полученные результаты позволяют использовать существующие на рынке элементы конструкции для сокращения времен623 Будущее машиностроения России — 2015 ных и денежных затрат при проведении исследований и разработок. На следующем этапе работы планируется сборка экспериментального стенда, осуществляющего процесс заправки адсорбционной системы для проверки адекватности и точности проведенных расчетов. Данная работа выполняется в рамках Соглашения № 14.577.21.0125 с Минобрнауки России, уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57714X0125. Литература [1] Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. Москва, Химия, 1976, с. 511. [2] Стриженов Е.М., Фомкин А.А., Жердев А.А., Прибылов А.А. Адсорбция метана на микропористом углеродном адсорбенте АУ-1. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2012, т. 48, № 6, с. 521–526. [3] Стриженов Е.М., Жердев А.А., Никифоров Ю.В., Фомкин А.А. Адсорбция метана в микропористом углеродном адсорбенте. Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности. Материалы XIV Всерос. симп. с участием иностранных ученых. Москва, 26–30 апреля 2010. УДК 621.6.02:621.89-590-82 Результаты исследовательских испытаний нового типа привода, основанного на использовании эффекта «предельного пневмомолота» в радиальном газостатическом подшипнике © Ткачев Иван Сергеевич, Пешти Юлий Викторович Россия, г. Москва, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана TkachevIS@technodinamika.ru Рассмотрена возможность создания привода, основанного на использовании эффекта «предельного пневмомолота» в радиальном газостатическом подшипнике. Обобщены условия возникновения эффекта «предельного пневмомолота». Составлены рекомендации по применению привода в системах кондиционирования воздуха современных авиационных летательных аппаратов, холодильной технике. Показаны перспективы применения привода в качестве поворотного механизма искробезопасного запорного вентиля. В трехмерном отображении получены результаты первых теоретических исследований газостатического подшипника, работающего в режиме «предельного пневмомолота». Впервые представлен стенд для исследования рабочих характеристик привода, а также приведены первые результаты, на основании которых определены характерные особенности появления режима «предельного пневмомолота»; найдены уравнения и структура фазовой диаграммы, соответ624 Будущее машиностроения России — 2015 Тимиргалеев Ш.Р., Такмовцев В.В. Исследование причин разрушения лопаток статора компрессора высокого давления приводного ГТД ................................................................. 580 Третьяков С.А., Хвостов В.А. Энергоэффективная модернизация и автоматизация котельных .................................................................................................................................. 582 Филинов Е.П., Остапюк Я.А., Крупенич И.Н. Исследование и прогнозирование теоретической максимальной эффективности ГТД традиционных схем на основе методов численного моделирования ....................................................................................... 586 Филькин Е.М., Гайтова Т.Б. Разработка гибридного мотоцикла ................................................ 590 Фокин Д.Б., Исянов А.М. Оптимизация облика двигателя в составе силовой установки истребителя «легкого» класса .................................................................................................. 593 Б3. Холодильная техника, компрессорные, вакуумные и гидравлические машины Аксянов Р.А., Щелчков А.В., Попов И.А. Исследование интенсификации теплоотдачи и гидросопротивления структурированных поверхностей полученных методом деформирующего резания ........................................................................................................ 596 Борисов Ю.А., Чернышев А.В. Определение толщины зоны градиента концентрации и ее влияния на скорость испарения жидкости ...................................................................... 599 Васильева В.А., Борисов Ю.А. Применение численных методов для расчета рабочих процессов в пневмогидравлических устройствах .................................................................. 602 Городилов А.А., Беренгартен М.Г. Особенности контактного теплообмена в щелевых каналах поперечноточных градирен........................................................................................ 606 Зеленов М.С., Чернышев А.В. Разработка математической модели позиционного электропневматического привода............................................................................................ 609 Левчук М.А., Зеленов М.С., Чернышев А.В. Исследование термогидродинамических процессов при термостатировании биологических объектов ............................................... 611 Макаров А.Н., Макарова Л.А. Кондиционер транспортного средства........................................ 613 Никулин А.В., Меркулов В.И. Формирование требований к электроприводному компрессору системы кондиционирования воздуха полностью электрического самолета ..................................................................................................................................... 615 Очков А.А., Демихов К.Е. Метод расчета оптимальной откачной характеристики турбомолекулярного вакуумного насоса с комбинированной проточной частью в широком диапазоне давлений ............................................................................................... 618 Пугачук А.С., Чернышев А.В. Разработка высокоэффективной мобильной установки для выделения ДНК .................................................................................................................. 620 Подчуфаров А.А., Стриженов Е.М. Разработка блока высокого давления для осуществления многоступенчатой заправки адсорбционной системы аккумулирования природного газа .......................................................................................... 623 Ткачев И.С., Пешти Ю.В. Результаты исследовательских испытаний нового типа привода, основанного на использовании эффекта «предельного пневмомолота» в радиальном газостатическом подшипнике .................................................................................................. 624 Усс А.Ю., Стародубцев А.А., Чернышев А.В. Разработка вихревого регулятора ...................... 627 Б4. Промышленная и экологическая безопасность Алексеева Е.И., Романовский В.Л. Компоненты объектов историко-культурного наследия как индикатор уровня экологической и техногенной безопасности города Казани............ 630 Антонова Е.С., Ксенофонтов Б.С. Исследование процесса очистки сточной воды в лабораторной установке с оригинальной эжекционной системой аэрации ...................... 635 Беляев А.Н., Лысов Д.С., Флегентов И.В. Актуализация проблемы обескремнивания воды в промышленных технологиях и пути ее решения................................................................. 639 Бикбулатов Р.Р., Нафикова Э.В., Белозерова Е.А., Красногорская Н.Н. Альтернативная энергетика — путь к рациональному природопользованию ................................................. 642 Варнавский А.Н., Мусолин А.К. Моделирование вероятности возникновения производственно-обусловленных заболеваний работника .................................................... 646 1148
