Рассмотрена методика построения цифрового фильтра на основе дискретного преобразования Фурье в составе микропроцессорных защит электроустановок, обладающего повышенным быстродействием в переходном режиме установления его выходного сигнала. Для реализации фильтра предлагается использовать так называемые эквивалентные ортогональные составляющие входного сигнала тока или напряжения, которые являются функцией текущего значения нелинейного корректирующего коэффициента и ортогональных составляющих сигнала основной частоты, выделяемых с помощью цифрового фильтра Фурье. Скорость изменения эквивалентных ортогональных составляющих в переходных режимах определяется характером изменения нелинейного корректирующего коэффициента. Для формирования последнего необходимо иметь две независимые друг от друга переходные характеристики входного сигнала. Ранее предлагалось формировать указанные характеристики с использованием двух цифровых фильтров: собственно фильтра Фурье, выделяющего из входного сигнала действующее значение основной гармоники, и дополнительного фильтра, определяющего действующее значение всего входного сигнала. В настоящей работе предлагается отказаться от дополнительного цифрового фильтра и определять нелинейный корректирующий коэффициент, а также ортогональные составляющие эквивалентного сигнала с использованием непосредственно цифрового фильтра Фурье. В среде динамического моделирования MATLAB-Simulink реализована математическая модель разработанного фильтра и модели элементов для воспроизведения тестовых воздействий. Проверка функционирования модели цифрового фильтра Фурье с ускоренным функционированием в переходном режиме проводилась с использованием нескольких видов тестовых воздействий – синусоидального сигнала с частотой 50 Гц, сигнала с апериодической составляющей, воздействием с высшими гармониками, а также сигналом, приближенным к реальному вторичному току трансформатора тока при коротком замыкании. Проведенные вычислительные эксперименты выявили существенное (до 1,5–1,7 раза) повышение быстродействия в переходном режиме предлагаемого цифрового фильтра по сравнению со стандартным фильтром Фурье.

Электрические токи, возникающие в контакте металл – полупроводник, представляют в виде суммы токов диффузии и токов дрейфа. Для определения их величины предлагались разные эмпирические формулы. Такой подход определения электрических токов в диодах металл – полупроводник не позволяет получать экспериментально определенные величины электрических токов. В этой связи возникла проблема в разработке теоретических основ производства такого вида техники на достаточно обоснованной теоретической базе с учетом последних достижений в электротехнике и электронике. Теоретически рассчитанная поверхность из трехатомных молекул для кремния полностью совпала с экспериментальными данными, полученными на туннельном микроскопе. Рассмотрен процесс нанесения пленки из полупроводника германия или кремния на основу металла – алюминия. Показано, что наиболее оптимальным является нанесение покрытий методом лазерного распыления. Определена концентрация свободных электронов в зоне проводимости алюминия, которая возникает вследствие ионизации отрицательных ионов и термоавтоэлектронной эмиссии электронов из металла под действием температуры и приложенного внешнего напряжения. Разработана теория формирования электрических токов проводимости и смещения. Установлены условия возникновения электрического тока проводимости в столбообразных пустотах на поверхности алюминия и токов смещения в подводящих проводах. Показано, каким образом происходит превращение токов проводимости в ток смещения на границе p–n перехода.  

Коррозия различных газопроводов, в особенности такая ее распространенная разновидность, как электрохимическая, представляет собой главную угрозу для стальных подземных трубопроводов на стадии эксплуатации. Негативный эффект коррозии заключается в прямых потерях металла, увеличении материальных и трудовых затрат на обслуживание, ремонт и замену трубопроводов, простоях оборудования, ухудшении безопасности и экологической ситуации в случае выхода перекачиваемого продукта (особенно, если это горючий газ или нефть и нефтепродукты) в окружающую среду. В статье приводится анализ комплекса почвенно-грунтовых факторов, влияющих на интенсивность коррозионных процессов, протекающих на подземных стальных трубопроводах, освещены актуальные исследовательские подходы к данному вопросу, отечественные и зарубежные источники. Рассмотрены ключевые параметры, определяющие коррозионную агрессивность грунта, такие как влажность, аэрированность грунта, его физико-механические свойства, химический состав грунтового электролита (в том числе содержание хлоридов и сульфатов), наличие ряда специфических почвенных микроорганизмов. Рассматривается возможность и устанавливается вывод о целесообразности использования методов компьютерного моделирования для оценки воздействия ключевых параметров с применением современных программных средств, в частности программных сред SOLID и ANSYS, а также технологий нейросетевого моделирования. Компьютерное моделирование предоставляет широкие возможности для анализа и предсказания процессов коррозии в зависимости от изменения условий окружающей среды, что может иметь важное прикладное значение для лучшего понимания данных процессов и их влияния на надежность и долговечность стальных подземных трубопроводов в данных конкретных условиях.

Статья посвящена разработке новых способов обработки опытных данных для процессов сушки на основе зависимости безразмерной температуры от обобщенных комплексных переменных, характеризующих наиболее общие закономерности сушки в периоде падающей скорости. В качестве обобщенных комплексных переменных использованы обобщенное время сушки, отношение времени сушки по ее периодам, отношение текущего влагосодержания к критическому. Безразмерный температурный комплекс представляет связь отношения перепада температур в периоде падающей скорости к перепаду температур в периоде постоянной скорости. Рассмотрен метод определения средней температуры из решения нестационарного уравнения теплопроводности для тонких плоских тел на основе критериев Предводителева и Фурье. Для случая нагревания тонкого плоского тела при постоянной температуре среды на основе уравнения баланса теплоты для второго периода сушки дан способ расчета средней температуры с помощью темпа нагрева влажного тела. Представлены методы определения средней температуры для периода падающей скорости сушки на основе комплексных переменных: обобщенного времени сушки и отношения времени сушки по ее периодам. Обработка эксперимента с использованием безразмерного температурного комплекса позволяет определять среднюю температуру материала с учетом влияния на процесс важных характеристик кинетики сушки. Представлена обработка эксперимента на основе температурного коэффициента сушки с использованием экспериментальных температурных кривых. Дана проверка полученных формул на установление точности расчетных значений температуры от экспериментальной температурной кривой. Сопоставление полученных расчетных значений температур с экспериментом дано в таблицах для всех исследуемых материалов.

В статье рассмотрены современное состояние и перспективы развития технологий производства биогаза (биометана) при утилизации органических отходов. Актуальность проблемы определяется тем, что опыт эксплуатации биогазовых комплексов в условиях Республики Беларусь при генерации биогаза только из органических отходов показал низкую экономическую эффективность. В то же время решение важной задачи по утилизации производственных и бытовых отходов с одновременным получением энергетического ресурса и органического удобрения является не только необходимым, но и привлекательным результатом как с экологической, так и энергетической стороны. Состояние данной проблемы за рубежом показывает наличие потенциала для развития биотехнологий в нашей стране как в технологическом, так и в системно-конструктивном оформлении биогазовых комплексов. Реализация этого потенциала на практике предполагает наличие у разработчиков адекватного математического аппарата, описывающего процессы переноса в биореакторах. Приводится аналитическое решение математической модели процесса сбраживания органических отходов, которое предполагается использовать для исследования процессов переноса в биотенках проточного типа при конструировании гибридных энерготехнологических систем генерации биогаза с применением альтернативных источников энергии. Показано, что выбранная для исследования математическая модель и полученное ее аналитическое решение достаточно хорошо согласовываются с известными эмпирическими зависимостями, полученными для описания непрерывного режима работы проточного биореактора, и находятся в хорошем соответствии с результатами численных расчетов аналитических моделей целого ряда других исследователей. Данное аналитическое решение позволяет определять характерные зависимости темпа производства биогаза, динамику скорости его генерации, изменения концентрации питательного вещества, усвояемого бактериями, и концентрации бактерий в биореакторе проточного типа в зависимости от скорости подачи питательных веществ в биореактор. Полученные решения в дальнейшем предполагается использовать при синтезе алгоритмов управления разрабатываемой многосырьевой гибридной энерготехнологической системой для генерации и обогащения биогаза проточно-накопительного типа с использованием альтернативных источников энергии.

Цель данного исследования – оценка затрат на увеличение электропотребления в Республике Беларусь на долгосрочную перспективу в условиях развития атомной энергетики. Исходные данные по различным мероприятиям в промышленном секторе (производительность, капитальные затраты, увеличение электропотребления) подготовлены на основе анализа планируемых к реализации инвестиционных проектов в Республики Беларусь и зарубежных странах (преимущественно Российской Федерации). Для достижения поставленной цели была построена оптимизационная модель. Критерием оптимизации является минимизация капитальных затрат на реализацию мероприятий по увеличению электропотребления с достижением технически возможного его потенциала. Ограничениями являлись технически возможный потенциал увеличения электропотребления, а также объемы выпускаемой продукции. На основе оптимизационной модели с учетом вариации входных параметров разработаны сценарии, предусматривающие нарастающее увеличение объема производимой той или иной продукции с целью минимизации суммарных затрат на реализацию комплекса мероприятий. Результаты моделирования показали, что для повышения электропотребления по ряду видов экономической деятельности в промышленном секторе производство отдельной категории продукции необходимо существенно увеличить. Это может, с одной стороны, выступить инструментом импортозамещения (т. е. отказа от импортных поставок данной категории продукции) и, с другой стороны, повысить экспортный потенциал промышленных производителей Республики Беларусь.