Акустика для снижения шума
Ученые Национального исследовательского университета МЭИ (НИУ МЭИ) разработали акустический экран с надстройкой в виде антидифрактора, обладающий повышенной акустической эффективностью по сравнению с аналогами за счет увеличения дифракции с использованием специального расположения антидифрактора относительно кромки экрана и выбора места его расположения относительно источника шума. Антидифрактор – это звукопоглощающее устройство со сложным профилем свободного ребра шумозащитного экрана. Его назначение – ухудшать прохождение дифрагированного звука. При дифракции звуковые волны изгибаются и распространяются вокруг препятствия, вместо того чтобы просто отражаться от него. Изобретение обеспечивает более высокое качество защиты окружающей среды от шумового загрязнения, источниками которого являются в т.ч. объекты энергетики. Акустический экран способен дополнительно снижать шум на 3–4 дБА, а при соответствующем его расположении по отношению к расчетной точке и источнику шума – до 10–15 дБА. При этом достигается значительная экономия средств на изготовление вследствие уменьшения его высоты при достижении необходимого снижения шума.
Новая смесь для упрощения строительства скважин
Ученые из Пермского Политеха и ПермНИПИнефть создали смесь из цемента и «сшитого» полимера, которая поможет предотвращать тяжелые проблемы в процессе строительства нефтяных скважин. При бурении используется специальная промывочная жидкость под давлением для очистки и охлаждения оборудования. Однако если буровой раствор попадает в трещины породы, это может препятствовать его циркуляции, ухудшая процесс и требуя дополнительных затрат. Использование цементных материалов для заполнения пустот в породах имеет свои ограничения из-за распространения цемента под действием гравитации. Новый раствор предотвращает растекание материала, выдерживает давление, возникающее при строительстве скважины, и способен адаптироваться к структуре трещиноватого пространства пласта. После смешивания состав проходит три фазовых перехода: в скважину он закачивается как жидкость, в нижней части колонны происходит «сшивка», и в зону поглощения состав попадает уже в упругом состоянии, что не дает ему растекаться по трещиноватой полости. После материал затвердевает и набирает прочность, позволяющую ему противостоять гидродинамическим давлениям при последующем строительстве скважины. Необходимые свойства обеспечиваются за счет использования базового состава (цемент, жидкость затворения, функциональные добавки) и полимера. Такая комбинация позволяет получить однородную смесь, плотность и время загустевания которой могут быть подобраны в соответствии с конкретными геолого-технологическими условиями путем добавления обычных добавок к цементу – реагентов-замедлителей. Состав отличается коротким сроком схватывания (5 минут) и устойчивостью к размыву в условиях движения пластовых вод.
Экспресс-метод для выявления опасных газов на месторождениях
В процессе разработки калийных месторождений горнорабочие сталкиваются с риском отравления ядовитыми серосодержащими газами, что может привести к серьезным последствиям для их здоровья. Ученые ПНИПУ разработали экспресс-метод, позволяющий быстрее и проще выявлять зоны скопления опасных газов и точно оценить концентрацию сероводорода в горных выработках. Установленная взаимосвязь между содержанием органического углерода, хлористого магния и содержанием сероводорода позволяет определять опасные участки горных пород и предпринимать своевременные меры для обеспечения безопасности горнорабочих. Экспресс-метод заключается в отборе проб руды непосредственно в горной выработке и определении газоносности с помощью портативного ручного прибора, что позволяет получить результаты на месте и за считанные минуты. Предложенная технология не только идентифицирует потенциально опасные зоны, но и помогает в профилактике отравлений горнорабочих ядовитыми газами.
Быстровозводимые электрические сети
Национальный исследовательский университет МЭИ совместно с Кабельным заводом Эксперт-Кабель и Военным учебно-научным центром Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных сил РФ разработали быстровозводимые электрические сети (БЭС), которые позволяют оперативно в сложных условиях развернуть электроснабжение потребителей небольшой мощности. Быстровозводимые электрические сети стали альтернативным решением применению дизельных генераторных установок, монтаж которых не всегда экономически целесообразен, в ряде случаев не может обеспечить требуемые категорию надежности и уровень шума, допустимый при проведении некоторых видов работ. Они состоят из модульной мобильной трансформаторной подстанции, устройства подключения к стационарной электрической сети под напряжением и кабельной сети с использованием кабеля облегченной конструкции. При необходимости БЭС могут работать совместно с применяемыми дизель-генераторными установками. Предлагаемый вариант комплекта быстровозводимых электрических сетей на прицепе позволяет построить электрическую сеть напряжением 10 кВ длиной 1 км за 2 часа бригадой из 4 человек.
На 4 % меньше вредных выбросов
Создание экологичных авиадвигателей требует совершенствования систем автоматического управления. Новый подход ученых из ПНИПУ к управлению камерой сгорания газотурбинного двигателя подразумевает коррекцию расхода топлива между коллекторами камеры сгорания за счет введения обратной связи по оксидам азота в систему автоматического управления двигателем. Информация о состоянии двигателя поступает в электронный регулятор, который обрабатывает ее и формирует управляющее воздействие, устойчивость горения при этом обеспечивается равномерным перераспределением топливовоздушной смеси с помощью коллекторов. Ученые предложили использовать два адаптивных нейронных измерителя. Первый работает в диапазоне, где выбросы оксидов азота минимальны, значение, выдаваемое измерителем, является эталонным для системы, благодаря этому будут поддерживаться выбросы на минимальном уровне, что обеспечит оптимальные экологические показатели. Второй измеритель отвечает за мониторинг текущих значений оксидов азота в реальном времени, его задача – фиксировать фактические показатели и передавать их в систему контроля. Значения, полученные от двух нейронных измерителей, сравниваются и анализируются, если текущее значение оксидов азота, определенное вторым измерителем, отклоняется от эталонного, то система автоматически корректирует расход топлива, именно этот показатель в совокупности с температурой в камере сгорания напрямую влияет на выбросы. Регулятор автоматически перераспределяет топливо между коллекторами, так достигается баланс между экономичностью процесса и соблюдением экологических норм. Благодаря разработке выброс оксидов азота можно уменьшить с 2,14 до 2,06 кг, т.е. на 3,74 %.
Программа оценит климатическое воздействие на аварийность линий электропередачи
Ученые НИУ «МЭИ» разработали программу по оценке климатического воздействия на аварийность линий электропередачи. Инструмент включает в себя математическую модель оценки аварийности объектов электросетевого комплекса в результате воздействия климатических факторов и информационную панель (дашборд) с визуализацией данных.
Разработка позволяет демонстрировать структуру климатических причин и количество технологических нарушений по заданным пользователем временным промежуткам, наименованиям энергосистем, классу напряжения и типу уязвимого оборудования.
В последние годы аварии по причине повышенных климатических нагрузок требуют значительных экономических затрат на их ликвидацию. Наблюдаемая возросшая частота экстремальных и систематических опасных метеорологических явлений способствует увеличению доли аварийности в электросетевом комплексе, который обладает высокой уязвимостью из-за территориальной рассредоточенности. Для того, чтобы обеспечить надежное электроснабжение потребителей необходимо заранее понимать структуру аварийности в конкретном регионе, которая во многом определяется техническим состоянием, а также иметь возможность прогнозирования отключений на основании данных о предполагаемых климатических воздействиях.
