Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

Представлена дополнительная профессиональная программа для профессорско-преподавательского персонала политехнического университета в педагогической сфере. Название программы - «Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования». Основой данной программы являются ФГОС ВО по направлению «Образование и педагогические науки» (44.06.01 - специалист высшей квалификации) и профессиональный стандарт (01.004 - Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования). Программа «Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования» включает в себя два учебных модуля: «Государственная политика в сфере образования» в качестве первого модуля и второй модуль, который имеет то же самое название, что и программа. Первый учебный модуль включает в себя несколько тем: структура системы образования Российской Федерации, принципы организации образовательной деятельности, права и обязанности преподавателей и студентов, государственное планирование и регулирование образовательной деятельности, управление системой образования, экономические основы и финансовая поддержка, международное сотрудничество в образовательной сфере. Второй учебный модуль включает темы, связанные с положениями профессионального стандарта 01.004, и серию практических занятий по инженерной педагогике. Темы практических занятий: концепция и описание целей обучения, структура учебного материала, обработка информации учащимся (внимание и усталость, память и забвение, мотивация обучения), организация обучения и стиль руководства студентами, средства обучения и методика обучения. Участники дополнительной профессиональной программы из числа научно-педагогических работников политехнического университета защищают итоговую аттестационную работу. Индивидуальными заданиями для итоговой аттестационной работы являются разработка методических указаний по различным дисциплинам, методических указаний по научно-исследовательской работе студентов, лекционных курсов и учебных пособий, учебников, методических указаний по лабораторным работам, методических указаний по самостоятельной работе студентов.

Для силовых кабелей главным воздействующим фактором в процессе эксплуатации, определяющим их работоспособность, является тепловой режим, на который оказывают влияние следующие факторы: геометрические параметры кабельного канала и конструкционных элементов кабельных линий, способ прокладки кабельных линий, теплофизические характеристики используемых материалов, условия сложного теплообмена, влияние индуцированных токов, возникающих в металлических элементах конструкции силового кабеля и многих других. Таким образом, проектирование кабельных каналов и обеспечение работоспособности кабельных линий в условиях сложного теплообмена с окружающей средой невозможно без глубокого понимания процессов тепломассопереноса в кабельном канале с учетом реализующегося в кабельных линиях переменного электромагнитного поля и индуцированных токов в металлических экранах. Одним из основных инструментов, способствующих получению заданного результата и позволяющих свести к минимуму дорогостоящие натурные испытания, являются методы математического моделирования и численного эксперимента. В статье рассмотрены двухмерные математические модели процессов тепломассопереноса для различных способов прокладки кабельных линий в подвесном железнодорожном мосту. реализация которых осуществлялась численным методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS, ANSYS Fluent. В результате совместного решения задач сложного теплопереноса и электродинамики получены распределения полей скоростей и температур для различных вариантов прокладки кабельных линий на мосту. Определено влияние расположения кабельной линии на величину максимальной температуры в изоляции, определена её связь с интенсивностью конвективного теплообмена. Найдены значения допустимых токов во всех способах прокладки, при этом температура на поверхности изоляции во всех случаях не превышала максимально допустимую. В результате анализа было выявлено, что значительное воздействие на предельную токовую нагрузку оказывает способ прокладки кабельных линий. Обоснован наиболее рациональный способ прокладки кабельных линий в подвесном мосту.

Российская энергетика за последние годы отстала от зарубежных стран, и для того чтобы догнать эти страны, необходимо значительно обновить, модернизировать энергетические технологии и стоит начать с повышения энергоэффективности (КПД). Лучшие отечественные паросиловые ТЭС, работающие на газе, имеют КПД, не превышающий 39 %. КПД современных парогазовых установках достигает 55-60 %. Их основу составляют газовые турбины большой мощности с КПД, приближающимся к 40 %, и температурой газа на входе до 1500 °С. На выходе газ охлаждается до температуры 600 °С, достаточной для получения водяного пара высокого давления, поступающего в паровую турбину. Ежегодный ввод парогазовых установок в мире в последнее десятилетие составил около 85 млн кВт, а в текущем десятилетии составит 107 млн кВт, почти половину всех вводимых мощностей*. Увеличение КПД в энергетике является одной из самых главных задач, которые стоят перед энергетическим сообществом, потому что от его уровня напрямую зависят выручка и качество поставляемой энергии. Однако повышение КПД невозможно без применения имеющихся и новых технологий и технических средств в энергетике. Имеется широкий набор технологий, позволяющих обеспечить реализацию целевых установок повышения энергоэффективности российской электроэнергетики. Одним из направлений является развитие генерации двойного цикла, повышенных параметров пара, комбинированных угольных энергоустановок. Примерами могут служить в газовой генерации высокоэффективные ПГУ с КПД до 60 %, в угольной генерации - переход на суперсверхкритические параметры с КПД до 46 %. Однако необходимо учитывать, что внедрение новых технологий и модернизация уже установленных мощностей требуют больших инвестиций. Целью данной работы являются анализ текущего состояния имеющихся и внедрение новых технологий и технических средств в области энергетики для увеличения КПД. Основные задачи исследования: дать основные понятия по рассматриваемой теме; рассмотреть проблемы повышения КПД в энергетической отрасли в России; исследовать разработку и внедрение новых технологий и технических средств в области энергетики; разработать мероприятия по повышению КПД с помощью использования новых технологий в энергетической области. Метод проведения исследования - изучение и анализ проблем использования технологий и технических средств с целью увеличения КПД в энергетике. Выявлены основные причины низкого КПД в энергетической промышленности выявление и проблемы использования новых технологий в энергетической отрасли. Разработаны мероприятия по повышению КПД на основе использования новых технологий и технических средств в области энергетики.

На просторах Космоса и в недрах Земли - энергия везде. Её потоки пронизывают пространство. Существование людей, качество жизни, функционирование социума зависят от обеспеченности энергией, богатства страны энергоресурсами. В то же время в научной литературе, учебниках для технических вузов наблюдаются разночтения, путаница в терминах и определениях по этой тематике. Нет даже конкретного определения термина «энергия». На основе анализа предлагаются четкие ясные формулировки. Надо неукоснительно разграничивать понятия «форма энергии» и «вид энергии», их смешивают даже маститые авторы . Форма движения материи определяет форму энергии. Внутри каждой формы энергии (движения) существуют два ее вида. Потенциальная энергия «обещает» работу, кинетическая - в неё превращается. В современном списке форм энергии 14 наименований. Он, наверное, не окончательный. Возможно, существует вакуумная энергия, присущая космическому вакууму, как форме материи. Подчеркивается: нагрузки на природу растут (парниковый эффект, добавляющая энергия). Запасы традиционного топлива истощаются, и все острее, встает вопрос о переходе к «зеленой» энергетике.

Представлена модель деформации поверхности при динамическом циклическом взаимодействии элементов контактной пары электрических машин, а именно проявления астигматизма. Методика моделирования основана на применении векторно-матричного метода, предложенного М. Герцбергером. При этом в модели учитывается механическое и электродинамическое силовое действие на деформацию, которое ведёт к появлению асимметрии в исходной осесимметричной форме поверхности контактного сопряжения тел. Результаты моделирования указывают на заметное влияние асимметрии от формы выпуклой неровности поверхности контактных тел, что можно использовать для прогноза состояния электромеханического контакта при эксплуатации в реальном времени.

Беспроводные сети широко используются для доступа в Интернет в общественных местах, торговых центрах и учебных учреждениях. Изучение активности пользователей может помочь решить задачи маркетинга, безопасности, определения местоположения, мониторинга общественного транспорта. В статье описывается эксперимент по замеру активности пользователей в беспроводных сетях Петрозаводского университета, для чего был разработан метод определения активности без доступа к служебному оборудованию и персональным данным, а также программный комплекс, реализующий этот метод. Также в статье приведен анализ результатов эксперимента: часы наибольшей и наименьшей активности, влияние на активность расписания занятий, динамика возвратов пользователей в сеть и т.п. Полученные сведения использованы для решения задачи определения допустимого ограничения скорости доступа в Интернет для пользователей сети. Данная задача возникает в сети Петрозаводского университета в связи с затруднением отдельных элементов учебного и рабочего процесса из-за строгого ограничения скорости для всех пользователей. Для решения этой задачи выведен ряд уравнений, учитывающих типовое поведение пользователей беспроводных сетей, активность пользователей и пропускную способность внешних сетевых каналов. Вычисляемые показатели ограничения скорости значительно превышают установленные показатели в сети Петрозаводского университета в часы средней и минимальной нагрузки на сеть. Полученные результаты можно использовать в корпоративных сетях для динамического вычисления допустимого ограничения скорости, что может повысить качество обслуживания пользователей.

Электронные регуляторы авиадвигателей (называемые также РЭД - регуляторы электронные двигателя) призваны обеспечить требуемую эффективность в текущих условиях, а также в условиях ухудшения параметров или при частичных отказах двигателя. В случае полного отказа двигателя остается надежда на второй или остальные двигатели (при их наличии). В ряде случаев возможен перезапуск отказавшего двигателя. Однако РЭД тоже подвержен отказам, поэтому в качестве резерва управления газотурбинным двигателем используется гидромеханическая система, позволяющая управлять двигателем почти «вручную». Этот дополнительный контур управления увеличивает массогабаритные показатели, затраты при производстве, эксплуатации и обслуживании двигателя. Анализ показывает, что большинство производителей ориентируются на переход к полностью электронной системе управления летательного аппарата, в том числе газотурбинным двигателем. Такой РЭД называется РЭДПО - регулятор электронный двигателя с полной ответственностью (или FADEC - Full Authority Digital Engine Control system). Однако для полного отказа от дублирующей автоматики необходим сверхнадёжный РЭД. Существующие резервированные РЭД строятся с использованием резервирования также и цепей датчиков, исполнительных органов. Например, используют два канала РЭД. При этом выдаваемая ими информация сравнивается между собой, но только один канал является основным (командным) на данном запуске двигателя. При этом сами каналы также дублированы «внутри». Следовательно, фактически имеется 4 канала управления. В составе РЭД в настоящее время широко применяют программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), например, типа FPGA (field-programmable gate array), микроконтроллеры, системы на кристалле. Предлагается повысить надёжность РЭД с использованием инновационных логических элементов ПЛИС на основе как скользящего резервирования, так и резервирования на транзисторном уровне. В статье анализируются результаты оценки надёжности таких элементов.