Система управления вентиляторной установкой на основе доплеровского ультразвукового контроля расхода воздуха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Ядарова Ольга Николаевна

• Ядарова Ольга Николаевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Ядарова Ольга Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЯТОРНЫМИ УСТАНОВКАМИ

1. 1 Управление режимами вентиляторной установки

1.2 Методы контроля воздушных потоков вентиляторных установок (контактные

и бесконтактные)

1.3 Выводы к главе

ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОНТРОЛЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

2.1 Моделирование потока и рассеяния в нем ультразвука

2.2 Элементы (звенья) системы управления

2.3 Моделирование разомкнутой системы управления

2.4 Выводы к главе

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1 Схема и состав лабораторной установки

3.2 Схема и характеристики прибора доплеровского контроля воздушного потока

3.3 Контроль потока в установившихся и переходных режимах работы вентиляторной установки

3.4 Моделирование и контроль воздушного потока с использованием аппарата нейронных сетей

3.5 Контроль воздушного потока с фазовыми включениями

3.6 Выводы к главе

ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

4.1 Переходные режимы вентиляторной установки с заслонками

4.2 Идентификация звеньев и передаточных функций системы управления вентиляторной установкой

4.3 Моделирование замкнутой САУ приводом вентилятора

4.4 Система автоматического управления шахтной аэрожелобной сушилкой

4.5 Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Акт о внедрении результатов. «Костромская ГСХА»

Приложение Б Акт о внедрении результатов. «ЧГУ им. Ульянова»

Приложение В Внедрение результатов. Договор на выполнение работ по гранту

14-08-31271 мол_а (РФФИ)

Приложение Г Внедрение результатов. Диплом и техническое задание гранта

№ 342ГУ1/2013 (№ 5139ГУ2/2014) по программе «УМНИК»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система управления вентиляторной установкой на основе доплеровского ультразвукового контроля расхода воздуха»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы. Управление, контроль, испытания промышленных вентиляторных установок, систем вентиляции овощехранилищ и сушильных агрегатов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса требуют создания систем диагностики и автоматического управления электроприводами вентиляторов. В теплоэнергетике использование регулируемого электропривода в механизмах сетевых насосов, насосов рециркуляции и дутьевых вентиляторов котлов при реализации новых комплексных автоматизированных систем управления тепловых станций становится обязательным. Экономия электроэнергии за счёт применения таких систем на сетевых насосах достигает 2530% и более. Часто возникает необходимость контроля как режимов работы электропривода вентилятора, так и характеристик генерируемых им воздушных потоков, что не всегда учитывают представленные на сегодняшний день доступные регуляторы производительности вентиляторов.

Скорость потоков газов, в частности воздушных потоков, может измеряться различными аппаратными средствами при помощи разных методик, среди которых есть контактные, и дистанционные (бесконтактные) методы. Контактные методы позволяют измерить локальную скорость потока, но их использование приводит к искажению структуры потока и для осуществления контроля свободного (открытого) неоднородного потока с большими пространственными размерами требуется распределенная сеть датчиков. Традиционная оценка скорости потока (расхода) на основе разницы давлений в воздухопроводе неэффективна для открытых потоков на выходе вентиляторных установок. К дистанционным можно отнести оптические и ультразвуковые (УЗ) методы контроля воздушных потоков. УЗ методы позволяют обеспечить относительно высокую точность измерений и могут иметь конкурентные преимущества перед традиционными контактными датчиками и оптическими методами, поскольку позволяют измерять скорость оптически

непрозрачных газовых потоков в условиях загрязненности и в широком диапазоне температур, давления, токсичности. Ультразвуковые измерения не вносят возмущения в структуру потока, могут быть дешевле и надежнее оптических, позволяют контролировать поток в значительном объеме без пространственного сканирования в силу широкой направленности ультразвукового излучения.

Современная теория расчета вентиляторных установок основывается на работах Н. Е.Жуковского, И. А. Ушакова, Л. Прандтля, О. Рейнольдса. Большой вклад в решение задач оптимизации режимов работы электроприводов внесли отечественные и зарубежные ученые: И. Я. Браславский, Н. В. Донской, Н. Ф. Ильинский, В. И. Ключев, И. П. Копылов, В. В. Панкратов, В. В. Рудаков, Р. Т. Шрейнер, F. Blaschke, J. Ш^, D. W. Novotny и другие. Методы и средства управления электроприводом продолжают интенсивно развиваться. При этом вопросы, связанные с управлением приводами вентиляторных и насосных систем в переходных режимах, для газовых (сжимаемых) сред остаются недостаточно изученными.

Предлагаемая система управления вентиляторной установкой на основе доплеровских ультразвуковых измерений предполагает одновременный контроль скорости вращения вентилятора и параметров генерируемого им потока воздуха (расхода), что позволяет учесть изменение аэродинамического сопротивления в системе, задержки между скоростью вращения вентилятора и воздушным потоком, в том числе в переходных режимах. Кроме того, с помощью ультразвукового доплеровского прибора возможно получение информации о степени турбулентности потока, наличии и концентрации фазовых включений (примеси). Перечисленные особенности позволяют строить систему управления приводами вентиляторов более оптимально, с учетом большего числа факторов. Это определяет актуальность работы.

Целью работы является разработка методики доплеровского ультразвукового контроля воздушного потока и синтез системы автоматического управления вентиляторной установкой на ее основе.

Объектом исследования являются электротехнические системы и комплексы, включающие в себя вентиляторные установки.

Предметом исследования является система управления вентиляторной установкой на основе дистанционного ультразвукового контроля воздушного потока.

Основные задачи:

1. Синтез системы управления приводом вентилятора на основе моделирования доплеровского ультразвукового рассеяния для контроля воздушного потока вентилятора.

2. Разработка методики контроля скорости воздушного потока вентилятора на основе доплеровского ультразвукового прибора и ее экспериментальная апробация в лабораторных условиях.

3. Теоретические и экспериментальные исследования переходных и установившихся режимов работы вентиляторной установки с доплеровским ультразвуковым контролем воздушного потока.

4. Идентификация звеньев системы управления вентиляторной установкой и их передаточных функций на основе экспериментальных данных.

5. Моделирование замкнутой системы автоматического управления (САУ) приводом вентилятора на основе доплеровского ультразвукового контроля генерируемого воздушного потока.

Область исследования: принципы и средства управления электротехническими комплексами и системами.

Методы и методология исследования. Использованы теоретические основы электротехники, методы теории автоматического управления, математической физики и теории измерений. Повышение точности и расширение функциональных

возможностей ультразвуковых измерений достигнуто за счет детальной оцифровки и методов цифровой обработки сигналов с использованием микропроцессорных средств. Использованы приемы и подходы функционального программирования, аппарат искусственных нейронных сетей.

Достоверность результатов подтверждается корректным использованием выбранных моделей и согласием результатов математического моделирования, имитационного моделирования и экспериментальных измерений.

Соответствие паспорту специальности 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы. Объект изучения: электротехнические комплексы и системы генерирования электрической энергии, электропривода, электроснабжения, электрооборудования. Область исследований: (п.3) разработка, структурный и параметрический синтез электротехнических комплексов и систем, их оптимизация, а также разработка алгоритмов эффективного управления; (п.4) исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты математического моделирования и анализа доплеровского рассеяния ультразвука в открытом воздушном потоке вентилятора и синтез САУ приводом вентилятора.

2. Методика доплеровского ультразвукового контроля открытого воздушного потока вентилятора, включающая аппаратные средства и обработку сигналов.

3. Модель замкнутой системы управления вентиляторной установкой на основе экспериментальных данных доплеровского ультразвукового контроля воздушного потока.

Научная новизна работы:

1. Обоснована и экспериментально реализована новая методика контроля скорости генерируемого вентилятором потока воздуха на основе доплеровских ультразвуковых измерений.

2. На основе экспериментальных данных показана возможность синтеза замкнутой САУ приводом вентилятора на базе дистанционного ультразвукового контроля воздушного потока при возмущающем воздействии, меняющем аэродинамические характеристики системы.

3. Впервые для оценки зависимости между режимом работы привода вентилятора и параметрами генерируемого потока воздуха при обработке УЗ сигналов использована рекуррентная нейронная сеть на основе многослойного персептрона.

Теоретическая значимость диссертационной работы определяется доказанной возможностью использования доплеровских ультразвуковых измерений для систем управления приводами в электротехнических комплексах с вентиляторными установками.

Практическая ценность. Результаты могут использоваться для повышения эффективности работы вентиляторных установок в составе электротехнических комплексов за счет разработки систем автоматического управления приводом. Предлагаемый подход позволяет бесконтактно контролировать открытый воздушный поток на выходе системы, вне зависимости от типа привода и самого вентилятора, вносить соответствующие поправки в традиционные алгоритмы автоматизированного управления приводом вентиляторов, штор, заслонок. Доплеровский ультразвуковой контроль может эффективно использоваться для оценки концентрации примесей в агенте сушки для управления приводами вентиляторов в сушильных агрегатах. Методика может использоваться как в составе АСУ, так и для разового контроля вентиляторных агрегатов, газовых выбросов и т.д. Тематика исследований соответствует приоритетным направлениям науки, технологии и техники в Российской Федерации: энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены и обсуждались на Всероссийской 46-й научной студенческой конференции по

техническим, гуманитарным и естественным наукам в секции «Автоматизация научных исследований, испытаний и эксперимента» (Чебоксары, 10-14 апреля 2012 г.), на XIV Межрегиональной конференции-фестиваля научного творчества учащейся молодежи «Юность Большой Волги» (Чебоксары, 5 мая 2012 г.), в программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (Чебоксары, 15-16 ноября 2012 г., 14-15 марта 2013 г.), на VIII, IX и X Всероссийских научно-технических конференциях «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 7-9 июня 2012 г., 5-7 июня 2014 г., 2-4 июня 2016 г.), на X, XI и XII Всероссийских научно-технических конференциях «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (Чебоксары, 6-8 июня 2013 г., 4-6 июня 2015 г., 1-3 июня 2017 г.).

Внедрение результатов работы. Результаты внедрены в ФГБОУ ВО «Костромская ГСХА» при анализе работы аэрожелобной сушилки, в учебном процессе ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова».

Результаты использованы при выполнении гранта 14-08-31271 мол_а «Доплеровский ультразвуковой контроль открытых воздушных потоков» (20142015) при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и инновационного проекта «Система дистанционного ультразвукового контроля вентиляторных установок» (2013-2014) государственного контракта № 342ГУ1/2013 по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (УМНИК) при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Личный вклад автора. Анализ и интерпретация экспериментальных данных, обработка сигналов и математическое моделирование проводились автором лично. В совместных работах автору принадлежит постановка и участие в экспериментальных исследованиях, разработка алгоритмов, синтез и анализ систем управления.

Публикации. Основные результаты отражены в 25 печатных работах, в том числе 10 работ опубликованы в рецензируемых научных журналах,

рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ [1, 2, 10-12, 56, 57, 65, 70-86].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы (101 наименований), приложений (13 страниц). Основной текст рукописи содержит 127 страниц, 76 рисунков и 6 таблиц.

ГЛАВА 1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРНЫМИ УСТАНОВКАМИ

1.1 Управление режимами вентиляторной установки

Вентилятор - это воздуходувная машина, создающая разность давлений в вентиляционной сети, под влиянием которого воздух перемещается. Совокупность совместно действующих вентилятора, двигателя и вентиляционной сети представляет собой вентиляторную установку. Основное назначение вентиляторов -перемещение воздуха (других газов, дыма) по вентиляционным каналам, выполнение подачи воздуха в помещение, отсоса из него со степенью сжатия не более 1,1. По конструкции и принципу действия вентиляторы подразделяются на: осевые (аксиальные), радиальные (центробежные), диаметральные (тангенциальные).

Осевые вентиляторы [33, 53, 95] отличаются высоким коэффициентом полезного действия (КПД) и небольшими габаритами по сравнению с радиальными и диаметральными. Применяются преимущественно для подачи больших объемов воздуха при небольших аэродинамических сопротивлениях сети, например, в системах проветривания шахт, тоннелей и станций метрополитенов. Радиальные вентиляторы основное применение находят в производственных нуждах. Поскольку этот тип вентиляторов может перемещать воздух по каналам на большие расстояния и создавать давление до 12 кПа [9, 19, 22]. Диаметральные вентиляторы [24, 58, 59] предназначены для эксплуатации в системах, в которых напор воздуха не принципиален (воздушные завесы, кондиционеры), так как они рассчитаны на низкое давление.

Наиболее широко вентиляторные установки используются для вентиляции, аспирации, пневмоуборки, воздушного отопления в промышленных, общественных и жилых зданиях (вентиляционные вентиляторные установки), для тяги и дутья в

котельных установках (тягодутьевые вентиляторные установки) для проветривания рудников и шахт (рудничные вентиляторные установки), а также для обслуживания множества технологических процессов.

При управлении, контроле и испытаниях промышленных вентиляторных, насосных агрегатов, для проветривания шахт и рудников горной промышленности [41, 49], вентиляции метрополитенов [36, 62], на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, нужны системы диагностики и автоматического управления электроприводами вентиляторов. Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Повышение эффективности работы вентиляторных установок в составе электротехнических комплексов за счет разработки систем автоматического управления приводом вентиляторов является актуальной задачей [97, 100].

В России порядка 65% всей потребляемой электроэнергии идет на нужды промышленности. В промышленности основными потребителями электроэнергии являются электродвигатели, использующие порядка 60% всей энергии. Большинство двигателей либо вообще не оснащены системой регулирования и работают на полную мощность или используют малоэффективные с точки зрения энергопотребления способы управления. Около 80% таких двигателей используются в составе насосов и вентиляторов. Экономия электроэнергии за счёт оснащения данных механизмов энергоэффективной системой управления [28, 31, 37, 44, 45] на сетевых насосах достигает 25-30% и более.

Большой вклад в решение задач оптимизации режимов работы электроприводов с векторным управлением и частотным регулированием внесли отечественные и зарубежные ученые: И. Я. Браславский, Н. В. Донской, Н. Ф. Ильинский, В. И. Ключев, И. П. Копылов, В. В. Панкратов, В. В. Рудаков, Р. Т. Шрейнер, Б. В^еЪке, I. Иокг, Б. КоуоШу и другие. [6, 20, 26, 27, 30, 48, 52, 69, 87, 91, 96].

Существует несколько способов регулирования производительности вентиляторов в составе вентиляционной сети:

1) Изменение угла установки лопаток рабочих колес;

2) Изменение угла установки лопаток (закрылков) направляющих аппаратов;

3) Изменение аэродинамического сопротивления сети (дросселирование);

4) Изменение скорости вращения рабочего колеса;

5) Уменьшение числа ступеней;

6) Снятие части лопаток рабочих колес и другие.

Регулирование изменением угла установки лопаток рабочих колес осуществляется в пределах от 10 до 45° плавно или ступенчато (вентиляторы диаметра более 2,4 м) вручную во время остановки вентилятора (возможно регулирование на ходу). В осевых вентиляторах больших диаметров применяется комбинированное регулирование: изменение угла установки лопаток направляющего аппарата в пределах 0-90° осуществляется на ходу, в дополнение к более грубому регулированию поворотом лопаток рабочих колес. Направляющий аппарат в случае радиальных вентиляторов не всегда удовлетворяет потребности вентиляции, так как обеспечивает глубину регулирования по давлению 0,3-0,5. Регулирование производительности дросселированием вентилятора с помощью заслонки [54] неэкономично (потери достигают 30%) и применяется только в вентиляторах частичного проветривания и общего назначения. Изменение количества лопаток и числа ступеней применяется нечасто из-за низкой точности и трудности реализации.

Недостатком перечисленных методов является то, что, несмотря на изменение подачи вентилятора, он потребляет из сети электроснабжения количество энергии, соответствующее установленной мощности. Эффективным способом управления с точки зрения энергопотребления является снижение скорости электродвигателя с помощью регулируемого привода.

Регулирование скорости вращения как осевых, так и радиальных вентиляторов

в настоящее время достигается применением частотно-регулируемого привода [4, 15, 25] и передач (зубчатой, ременной, гидравлической). До применения регулируемого привода изменение скорости вращения достигалось с помощью установки приводного электродвигателя вентилятора с ближайшей большей или меньшей частотой вращения, так как двигатели в основном не были оснащены системой регулирования и работали на полную мощность. Применение различных передач не получило распространения из-за трудоемкости процесса, дополнительной стоимости и недостаточной надежности.

Частотно-регулируемый привод обладает высокой точностью, широким диапазоном регулирования скорости вращения электродвигателя, обеспечивает плавный пуск и торможение, является наиболее эффективным способом управления. В некоторых случаях альтернативу частотным преобразователям представляют симисторные или трансформаторные регуляторы. Благодаря своей невысокой стоимости симисторные регуляторы широко применяются для плавного регулирования вентиляторов небольшой мощности (400 Вт) в однофазной сети. Трансформаторные регуляторы применяются в случае вентиляторов мощностью более 2 кВт. В этом случае регулирование производительности вентиляторов производится пятиступенчатым автотрансформатором, который ступенчато изменяет напряжение питания вентилятора, тем самым меняя скорость вращения рабочего колеса вентилятора.

На рисунке 1 приведена типичная система автоматического регулирования производительности вентилятора (расхода воздуха) на основе дросселирования. Измерение расхода воздуха выполняется диафрагмой 2, встроенной в трубопровод. Дифференциальный манометр 4 (дифманометр) преобразует результаты измерений в электрический импульс, пропорциональный производительности вентилятора, которая может быть отображена на вторичном регистрирующем приборе 3. Регулятор 5 сравнивает фактический расход воздуха с требуемым и воздействует на исполнительный механизм, состоящий из колонки дистанционного управления 6 и

сервомотора 7, который управляет регулирующей (дроссельной) заслонкой 1 и поддерживает заданное значение расхода воздуха. Причем требуемое количество воздуха определяется опытным путем для различных режимов работы шахтной печи.

Рисунок 1 - Схема автоматического регулирования расхода воздуха:

1 - заслонка, 2 - диафрагма, 3 - вторичный показывающий или самопишущий прибор, 4 - дифманометр с индукционным датчиком, 5 - регулятор производительности, 6 - колонка дистанционного управления, 7 - сервомотор

Регулирование производительности вентилятора изменением положения заслонки неэкономично, так как уменьшение расхода воздуха не приводит к снижению потребляемой мощности из сети. Наиболее эффективным способом управления является снижение скорости электродвигателя применением частотно-регулируемого привода (рисунок 2) [29].

Расход воздуха измеряется с помощью приемников статического давления и отображается на цифровом индикаторе 5. На вход дифференциального датчика давления подаются сигналы с приемника 1 в измерительном коллекторе и приемника 2, расположенного перед радиальным вентилятором. Разность давлений поступает на вход усилителя-формирователя, где сравнивается с сигналом опорного давления, соответствующим расходу воздуха, предварительно заданному пользователем.

Сигнал ошибки производительности вентилятора подается на пропорционально -интегрально - дифференциальный (ПИД) регулятор, который воздействует на управляющий вход частотного привода, связанного с электродвигателем вентилятора.

Рисунок 2 - Схема автоматического поддержания заданной производительности вентилятора: 1, 2 - приемники статического давления, 3 - дифференциальный датчик давления; 4 - источник опорного сигнала давления; 5 - вольтметр; 6 - усилитель-формирователь; 7 - электродвигатель вентилятора; 8 - ПИД - регулятор частоты вращения; 9 - регулируемый частотный привод

На промышленных предприятиях, в городском хозяйстве важную роль играют вентиляторные, насосные и компрессорные установки. Мощные вентиляторы с электродвигателями до нескольких тысяч кВт используются в шахтной вентиляции, двигатели в несколько десятков тысяч кВт применяются для электропривода вентиляторов аэродинамических труб. Маломощные - в пределах от 200 до 1000 кВт

и несколько большие используются в тягодутьевых и насосных механизмах электрических станций. Промышленные компрессоры удовлетворяют потребностям заводов в сжатом воздухе, используемом для пневматических приводов, для обдува и очистки деталей, в металлообрабатывающих, кузнечнопрессовых и других цехах. Значительное количество сжатого воздуха используют и многие шахты.

Шахты и рудники проветриваются главными вентиляторными установками (ГВУ), которые содержат по два агрегата с электродвигателями мощностью от 500 до 3200 кВт. В России работает более 1200 ГВУ, использующих около 2% всей энергии. Их КПД колеблется в пределах 0,27-0,35, то есть до 73% затраченной электроэнергии составляют потери [50]. ГВУ регулируются поворотом лопаток рабочих колес или направляющих аппаратов.

Серийно выпускаются вентиляторы местного проветривания (ВМП) с электрическим приводом на мощность от 13 до 110 кВт, с номинальной подачей от 3,65 до 20 м/с. В системах автоматизации аэрогазового контроля (АГК) управление ВМП, в основном, сводится к включению при помощи пускателей по команде от аппаратуры АГК. Для эффективного использования вентиляторных установок регулирование рабочих характеристик выполняется поворотом лопаток рабочего колеса направляющего аппарата и изменением поперечного сечения входного коллектора Постепенно внедряются преобразователи частоты, например, марки ЧПВП производства ООО «Электромашина» (г. Кемерово) [41].

В настоящее время на теплоэлектростанциях г. Москвы частотно-регулируемый электропривод (ЧРП) внедряется достаточно широко [7]. В период с 1997 по 2008 г.г. было установлено 54 высоковольтных ЧРП (фирмы «Allen-Bradley») сетевых насосов и тягодутьевых механизмов котлов типа КВГМ. Экономия электроэнергии за счёт эксплуатации энергоэффективных систем управления на сетевых насосах достигает от 25 до 30% и более.

Для привода производственных механизмов с регулируемой скоростью движения рабочего органа применяются в основном электродвигатели постоянного

тока и асинхронные с короткозамкнутым или фазным ротором. Асинхронные двигатели проще в изготовлении и эксплуатации и имеют относительно меньшие массу, размеры и стоимость. Поэтому двигатели постоянного тока вытесняются частотно-регулируемыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, а также синхронными двигателями с постоянными магнитами на роторе и шаговыми двигателями. Количество выпускаемых двигателей постоянного тока составляет всего 4-5% числа двигателей переменного тока и неуклонно снижается. Современный асинхронный электропривод реализуется на базе силовой полупроводниковой техники с применением микропроцессорного управления, позволяет организовать регулирование выходных координат электропривода в широком диапазоне, с высокой точностью и быстродействием [42, 43]. Применение преобразователей частоты вместо регулирования поворотом лопаток рабочих колес или направляющих аппаратов и изменением сечения входного коллектора позволяет уменьшить энергопотребление и износ двигателя.

1.2 Методы контроля воздушных потоков вентиляторных установок

(контактные и бесконтактные)

Для контроля газовых потоков используют анемометры, расходомеры, счетчики. Анемометр (от греческого анемос - ветер, и метрео - измерение) -измерительный прибор, предназначенный для определения скорости ветра, а также для измерения скорости направленных воздушных и газовых потоков. Расходомером называются такой прибор, который позволяет измерить расход вещества, т. е. количество вещества, которое протекает по трубопроводу в единицу времени. Приборы, измеряющие расход вещества за некоторый промежуток времени, называют счетчиками. Объемный расход вещества д может быть выражен через среднюю скорость потока Vср :

д = vср • я,

где Я - площадь поперечного сечения потока.

Анемометры широко используются для определения средней скорости газа (в, основном, воздуха) в воздуховодах, каналах и коробках, системах кондиционирования и вентиляции, устанавливаемых как в жилых, так и в производственных помещениях, в шахтах, тоннелях метрополитена. Анемометрами часто пользуются специалисты лабораторий охраны труда во время аттестации рабочих мест. Выбор прибора зависит от того, где проводятся измерения - на вентиляционной решетке или непосредственно в воздуховоде (газоходе), каков диапазон скоростей, температура, запыленность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ядарова Ольга Николаевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1' Алексеев, А' П' Доплеровский ультразвуковой контроль производительности вентиляторной установки / А' П' Алексеев, О' Н' Ядарова // Вестник Чувашского университета' - 2013' - №3' - С' 307-310'

2' Алексеев, В' Ю' Использование искусственной нейронной сети при доплеровском ультразвуковом контроле воздушного потока / В' Ю' Алексеев, О' Н' Ядарова // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 9-й Всерос' науч'-техн конф' - Чебоксары, 2014' - С' 203-207'

3' Батицкий, В' А' Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности / В' А' Батицкий, В' И' Лупоедов, А' А' Рыжков' - М' : Недра, 1991' - 303 с'

4' Беспалов, В' Я' Перспективы создания отечественных электродвигателей нового поколения для частотно-регулируемого электропривода / В' Я' Беспалов // Автоматизированный электропривод - 2004 : тр' международной конф' -Магнитогорск, 2004' - С' 5-12'

5' Блохинцев, Д' И' Акустика неоднородной движущейся среды / Д' И' Блохинцев' - М' : Наука, 1981' - 208 с'

6' Браславский, И' Я' Энерго- и ресурсосберегающие технологии на основе регулируемых асинхронных электроприводов / И'Я' Браславский, ЗШ' Ишматов, Ю'В' Плотников // Электротехника' - 2004' - № 9' - С' 33-39'

7' Белов, М' В' Автоматизация тепловой станции на базе ПТК и частотно-регулируемых приводов / М' В' Белов, А' Ф' Каперко // Автоматизация в промышленности' - 2008' - № 5' - С' 13-16'

8' Бирюков, С' Симисторные регуляторы мощности / С' Бирюков // Радио' -1996' - № 1' - С' 44-46'

9. Бычков, А. Г. Аэродинамические характеристики, области работы и графики для выбора центробежных и осевых вентиляторов / А. Г. Бычков // Промышленная аэродинамика. - 1960. - №17. - С. 102-121.

10. Бычкова, И. Ю. Обработка сигналов при ультразвуковом контроле конвективного потока воздуха / И. Ю. Бычкова, О. Н. Ядарова, Л. А. Славутский // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы 11-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2015. - С. 142-144.

11. Бычкова, И. Ю. Флуктуации ультразвука в конвективном потоке над нагретой поверхностью / И. Ю. Бычкова, О. Н. Ядарова, Л. А. Славутский // Вестник Чувашского университета. - 2015. - №1. - С. 29-34.

12. Волхонов, М. С. Доплеровский ультразвуковой контроль расхода агента сушки в системе регулирования аэрожелобной сушилки / М. С. Волхонов, С. Л. Габалов, О. Н. Ядарова, Л. А. Славутский // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. -Чебоксары, 2016. - С. 297-300.

13. Волхонов, М. С. Технологические факторы и состояние зернового слоя при его обработке в аэрожелобе / М. С. Волхонов // Тракторы и сельхозмашины. - 2007.

- №10. - С. 26-27.

14. Волович, Г. Интегральные датчики Холла / Г. Волович // Современная электроника. - 2004. - С. 26-31.

15. Вишневский, В. И. Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод для магистральных насосных агрегатов ОАО «АК «Транснефть» / В. И. Вишневский, Т. С. Мустафин, С. В. Павленко // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2014. - №3. - С. 72-80.

16. Галахов, А. А. Ультразвуковой анемометр на программируемых аналоговых ИС Апа^ш / А. А. Галахов, О. И. Ахметов // Современная электроника.

- 2009. - №4. - С. 36-38.

17' Горлин, С' М' Аэромеханические измерения (Методы и приборы) / С' М' Горлин, И' И' Слезингер' - М' : Наука, 1964' - 720 с'

18' Городецкий, О' А' Метеорология, методы и технические средства наблюдений / О' А' Городецкий, И' И' Гуральник, В' В' Ларин' - 2-е изд' - Л' : Гидрометеоиздат, 1991' - 338 с'

19' Горшков, О' В'Замена центробежных вентиляторов в установках главного проветривания на осевые / О' В' Горшков, В' И' Кутаев, Л' Н' Тетиор и др7/ Уголь' -2011' - №7' - С' 28-31'

20' Донской, Н' В' Регулируемые электроприводы переменного тока/ Н' В' Донской' - Чебоксары : Изд-во Чувашского ун-та, 2007' - 204 с'

21' Дробышева, Н' А' Влияние нестационарности потока на коэффициент расхода сужающих устройств / Н' А' Дробышева, А' Н' Никифоров, А' В' Федоров, С' Н' Хуснутдинов // Метрология' - 1986' - №3' - С' 42-47'

22' Еремин, И' Ю' Пересчет градуировочных характеристик ротаметров / И' Ю' Еремин, Ю' В' Зорин // Законодательная и прикладная метрология' - 2014' - №1' - С' 32-37'

23' Ермольев, Ю' И' Моделирование процесса функционирования центробежных вентиляторов в воздушно-решетной очистке зерноуборочного комбайна / Ю' И' Ермольев, Д' К' Муратов // Вестник Донского государственного технического университета' - 2011' - Т 11' - №8-1' - С' 1238-1246'

24' Жолобов, Н' В' Влияние толщины лопаток диаметрального вентилятора на аэродинамическую и шумовую характеристики / Н' В' Жолобов // Механизация в полеводстве : сб' науч' тр' - 1991' - С' 17-22'

25' Завьялов, В' М' Градиентное управление частотно-регулируемым асинхронным электроприводом / В' М' Завьялов // Известия высших учебных заведений' Электромеханика' - 2008' - №3' - С' 71-72'

26' Ильинский, Н' Ф' Регулируемый электропривод энерго- и ресурсосбережения' / Н' Ф' Ильинский // Приводная техника' - 1997' - №3' - С' 21-23'

27. Ильинский, Н. Ф. Энергосбережение в центробежных машинах средствами электропривода / Н. Ф. Ильинский // Вестник МЭИ. - 1995. - № 1. - С. 53-62.

28. Калинин, А. Г. Эффективность применения регулируемого электропривода вытяжных вентиляторов / А. Г. Калинин, В. Н. Ларионов, А. В. Шепелин // Вестник Чувашского университета - 2009. -№ 2. - С. 126-132.

29. Караджи, В. Г. Поддержание заданной производительности вентилятора в сети / В. Г. Караджи, Ю. Г. Московско // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. - 2010. -№ 7. - С. 66-70.

30. Ключев, В. И. Перспективные системы экскаваторного электропривода / В. И. Ключев, Л. М. Миронов, В. Б. Славгородский // Энергосбережение на промышленных предприятиях : тез. докл. матер. II Междунар. науч.-техн. конф. -Магнитогорск, 2000. - С. 266-268.

31. Клюшин, Н. А. Проблема энергоэффективности дутьевых вентиляторов в коксохимическом производстве / Н. А. Клюшин // Современная техника и технологии. - 2013. - Т. 7. - № 5. - С. 5.

32. Костюков, А. С. Изменчивость случайной погрешности ультразвуковых импульсных и доплеровских измерений в неоднородной среде / А. С. Костюков, М. В. Никандров, Л. А. Славутский // Нелинейный мир. - 2009. - Т. 7. - № 9. - С. 700-705.

33. Котовский, В. Н. Применение нестандартных профилей для увеличения эффективности осевых вентиляторов / В. Н. Котовский, Ю. Г. Московко // Компрессорная техника и пневматика. - 2010. - № 8. - С. 8-12.

34. Красильников, В. А. Введение в физическую акустику / В. А. Красильников, В. В. Крылов. - М. : Наука, 1984. - 400 с.

35. Кремлевский, П. П. Расходомеры и счетчики количества : Справочник / П. П. Кремлевский. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 701 с.

36' Косарев, Н' П' Состояние, условия эксплуатации и направление развития вентиляторов главного проветривания метрополитенов / Н' П' Косарев, С' В' Белов, А' В' Бухмастов // Известия высших учебных заведений' Горный журнал' - 1987' -№ 2' - С' 89-94'

37' Крупников, А' В' Определение энергоэффективности установок воздушного охлаждения на базе аппаратов с различным числом вентиляторов / А' В' Крупников, А' Д' Ваняшов, И' А' Январев // Омский научный вестник' - 2010' - № 3' - С' 173-176'

38' Кузнецов, Д' В' Аэродинамическая характеристика вентиляторной установки / Д' В' Кузнецов // Энергоресурсосберегающие технологии и системы в АПК : межвузовский сб' науч' тр' - 2004' - С' 271-274'

39' Кузнецов, А' Симисторный регулятор мощности с низким уровнем помех / А' Кузнецов // Радио' - 1996' - №6' - С' 60-61'

40' Ландау, Л' Д' Гидродинамика / Л' Д' Ландау, Е' М' Лившиц' - М' : Наука, 1988' - 736 с'

41' Маслов, И' П' Управление шахтным вентилятором местного проветривания в автоматическом режиме / И' П' Маслов, И' Ю' Семыкина, А' В' Киселев // Автоматизация в промышленности' - 2014' - № 10' - С' 43-45'

42' Макаров В' Г' Актуальные проблемы асинхронного электропривода и методы их решения / В' Г' Макаров // Вестник Казанского технологического университета' Т' 14' - 2011' - № 6' - С' 79-93'

43' Макаров В' Г' Оптимальное управление токами трехфазного асинхронного двигателя / В' Г' Макаров // Известия высших учебных заведений' Проблемы энергетики' - 2011' - № 3-4' - С' 91-98'

44' Нгуен, М' Т' Повышение эффективности регулирования производительности в вентиляторных установках / М' Т' Нгуен // Известия Тульского государственного университета' - 2014' - №8' - С' 138-142'

45. Нгуен, М. Т. Технологическая схема и особенности регулирования производительности шахтной вентиляторной установки / М. Т. Нгуен // Известия Тульского государственного университета. - 2014. - №8. - С. 142-145.

46. Никандров, М. В. Уменьшение статистической погрешности доплеровского расходомера при спектральной обработке ультразвукового сигнала / М. В. Никандров, Л. А. Славутский // Энергосбережение и водоподготовка. - 2006. - №6. -С. 54-56.

47. Николаев, А. А. Дистанционный контроль ультразвуковых магнитострикционных преобразователей противонакипных устройств / А. А. Николаев, Л. А. Славутский. // Вестник Чувашского университета. - 2008. - №2. - С. 228-232.

48. Панкратов, В. В. Синтез и исследование одной структуры бездатчикового асинхронного электропривода с векторным управлением / В. В. Панкратов, М. О. Маслов // Электротехника. - 2007. -№9. - С. 9-14.

49. Петров, Н. Н. Об экономичности, стоимости и материалоемкости вентиляторных агрегатов / Н. Н. Петров // ФТПРПИ. - 1988. - № 4. - С. 67-72.

50. Петров, Н. Н., Пономарев П. Т., Сергачев А. Н. Исследование путей снижения энергопотребления на вентиляцию шахт / Н. Н. Петров, П. Т. Пономарев,

A. Н. Сергачев // ФТПРПИ. - 1996. - № 6. - С. 88-98.

51. Покрас, С. И. Ультразвуковая расходометрия: как и зачем повышать точность измерений / С. И. Покрас, А. И. Покрас и др. // Датчики и системы. - 2007. - №7. - С. 26.

52. Рудаков, В. В. Асинхронный электропривод с векторным управлением / В.

B. Рудаков, И. М. Столяров, В. А. Дартау. - Л. : Энергоатомиздат, 1987. - 136 с.

53. Рыжов, Ю. А. Аэродинамическое проектирование высоконапорного осевого вентилятора / Ю. А. Рыжов, С. А. Попов, Х. В. Мань // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. -2014. - № 199. - С. 5-10.

54' Салеев, Ф' И' Разработка аэродинамической схемы и исследование диаметрального вентилятора с дроссельным устройством / Ф' И' Салеев // Научно-техническое обеспечение процессов и производств АПК : материалы науч'-практ конф' с международным участием' - 2014' - С' 148-152'

55' Сустин, С' А' Аэродинамические характеристики вентиляторной установки в условиях жестких габаритных ограничений / С' А' Сустин, О' В' Яковлевский // Полет' Общероссийский научно-технический журнал' - 2014' - №3' - С' 55-60'

56' Сучков, В' О' Дистанционный ультразвуковой контроль воздушного потока на основе искусственной нейронной сети / В' О' Сучков, О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Вестник Чувашского университета' - 2015' - №1' - С' 207-212'

57' Сучков, О' В' Нейросетевой анализ пространственно-временной структуры турбулентного потока воздуха / О' В' Сучков, В' С' Абруков, О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы 11-й Всерос' науч'-техн конф' - Чебоксары, 2015' -С' 64-66'

58' Сычугов, Н' П' Аэродинамические схемы, характеристики и применение диаметральных вентиляторов / Н' П' Сычугов // Тракторы и сельхозмашины' - 2015'

- № 3' - С' 27-33'

59' Сычугов, Н' П' Быстроходность и габаритность при расчете и выборе диаметральных вентиляторов / Н' П' Сычугов // Тракторы и сельхозмашины' - 2016'

- № 5' - С' 27-33'

60' Тайманов Р' Е' Проблемы создания нового поколения интеллектуальных датчиков' / Р' Е' Тайманов, К' В' Сапожникова // Датчики и системы' - 2004 - № 11'

- С' 50-58'

61' Трэвис, Б' Интегральные датчики Холла / Б' Трэвис // Инженерная микроэлектроника' - 1998' - № 1' - С' 39-44'

62. Упоров, С. А. Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов / С. А. Упоров // Метро и тонели. - 2004. - №5. - С. 23-26.

63. Усольцев, А. А. Современный асинхронный электропривод оптико-механических комплексов / А. А.Усольцев. - СПб : СПбГУ ИТМО, 2011. - 164 с.

64. Фафурин, А. В. Особенности, связанные с измерениями пульсирующих расходов нормальными диафрагмами / А. В. Фафурин // 2-ой международный симпозиум по энергетике, окружающей среде и экономике. - 1998. - С. 49-52.

65. Федоров, Е. О. Цифровая система управления переходными режимами вентиляторной установки / Е. О. Федоров, Б. М. Гильденберг, О. Н. Ядарова // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы 12-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2017. - С. 142-144.

66. Чемезов, Д. А. Имитационное моделирование течения воды в сопле вентури / Д. А. Чемезов, А. В. Баякина // Theoretical & Applied Science. - 2014. - № 7. - С. 25-29.

67. Черкасский, В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры : учебное / В. М. Черкасский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1984. - 415с.

68. Шепелев, И. А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении / И. А. Шепелев. - М. : Стройиздат, 1978. - 144 с.

69. Шрейнер, Р. Т. Новое поколение промышленных энергосберегающих регулируемых электроприводов переменного тока / Р. Т Шрейнер., В. К. Кривояз, А. Н. Калыгин, С. И. Шилин // АЭП-2007 (Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007 г). -Санкт-Петербург, 2007. - С. 164-166.

70. Ядарова, О. Н. Дистанционный ультразвуковой контроль воздушного потока с фазовыми включениями / О. Н. Ядарова, В. О. Сучков, Л. А. Славутский // Вестник Чувашского университета. - 2015. - №3. - С. 129-134.

71' Ядарова, О' Н' Доплеровский ультразвуковой контроль в замкнутой системе управления вентиляторной установкой / О' Н' Ядарова // Вестник Чувашского университета' - 2017' - №1' - С' 298-304'

72' Ядарова, О' Н' Доплеровский ультразвуковой контроль воздушных потоков / О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Россия' Наука' Университет : сб' тр' Всерос' 46-й науч' студ' конф' - Чебоксары, 2012' - С' 80-81'

73' Ядарова, О' Н' Доплеровский ультразвуковой контроль открытого воздушного потока / О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Вестник Чувашского университета' - 2012' - №3' - С' 240-243'

74' Ядарова, О' Н' Использование доплеровских ультразвуковых измерений для расчета воздушных потоков / О' Н' Ядарова // Юность Большой Волги : сборник статей лауреатов XIV Межрегиональной конференции-фестиваля научного творчества учащейся молодежи «Юность Большой Волги»' - Чебоксары, 2012' - С' 64-67'

75' Ядарова, О' Н' Комплексный контроль параметров регулирования системы вентиляции с заслонками / О' Н' Ядарова, Е' О' Федоров, Б' М' Гильденберг, В' О' Сучков, Л' А' Славутский // Вестник Чувашского университета' - 2016' - №3' - С' 149-154'

76' Ядарова, О' Н' Контроль воздушного потока на основе доплеровского рассеяния ультразвука / О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Приборы и системы' Управление, контроль, диагностика' - 2013' - №3' - С' 55-59'

77' Ядарова, О' Н' Контроль нестационарного воздушного потока вентиляторной установки / О' Н' Ядарова, А' П' Алексеев, Л' А' Славутский // Вестник Чувашского университета' - 2014' - №2' - С' 148-153'

78' Ядарова, О' Н' Оценка параметров неоднородного воздушного потока с помощью ультразвуковых измерений / О' Н' Ядарова, Л' А' Славутский // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 8-й Всерос' науч'-техн' конф' - Чебоксары, 2012' - С' 18-22'

79. Ядарова, О. Н. Сигналы доплеровского ультразвукового рассеяния в воздушном потоке с фазовыми включениями / О. Н. Ядарова, Л. А. Славутский // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы 11-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2015. - С. 139-141.

80. Ядарова, О. Н. Система дистанционного ультразвукового контроля вентиляторных установок / О. Н. Ядарова // Материалы VIII Республиканского конкурса инновационных проектов по программе "Участник молодежного научно-инновационного конкурса" (УМНИК-2013). - Чебоксары, 2013. - С. 93-94.

81. Ядарова, О. Н. Система дистанционного ультразвукового контроля неоднородных воздушных потоков / О. Н. Ядарова // Материалы VII Республиканского конкурса инновационных проектов по программе "Участник молодежного научно-инновационного конкурса" (УМНИК-2012). - Чебоксары, 2012. - С. 94-95.

82. Ядарова, О. Н. Система ультразвукового контроля воздушного потока вентиляторной установки / О. Н. Ядарова, А. П. Алексеев, Л. А. Славутский // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2013. - С. 95-98.

83. Ядарова, О. Н. Система управления приводом вентилятора на основе доплеровского ультразвукового контроля воздушного потока / О. Н. Ядарова, Г. П. Охоткин, Л. А. Славутский // Электротехника. - 2017. - №7. - С. 27-30.

84. Ядарова, О. Н. Ультразвуковой контроль переходных режимов работы вентиляторной установки / О. Н. Ядарова, Л. А. Славутский // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 9-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2014. - С. 198-203.

85. Ядарова, О. Н. Ультразвуковой контроль переходных режимов системы вентиляции с заслонками / О. Н. Ядарова, Е. О. Федоров, Б. М. Гильденберг // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2016. - С. 135-137.

86. Ядарова, О. Н. Экспериментальный анализ параметров регулирования вентиляторной установки / О. Н. Ядарова, Е. О. Федоров, В. О. Сучков, Б. М. Гильденберг // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2016. - С. 138-141.

87. Blaschke F. The principle of field orientation as applied to the new transvector closed loop vector control system for rotating machines / F. Blaschke // Siemens review. -1972. - P. 2037-2042.

88. Billings S. A. Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains / S. A. Billings. - Wiley, 2013.

89. Chen S. Non-linear system identification using ^ural networks / S. Chen, S. Billings, Р. Grant. // International Journal of Control. - 1990, Vol. 51, - P. 1191-1214.

90. Hebb D. Organization of behavior / D. Hebb. - New York : Science Edition.

1961.

91. Holtz J. Sensorless Control of Induction Motors / J. Holtz // Proceedings of the IEEE. - 2002. - Vol. 90. - № 8. - P. 1359-1394.

92. Jiang B. Research on three-dimensional aerodynamic design of transonic fan and loss analysis / B. Jiang, S.-T. Wang, G.-T. Feng, Z.-Q. Wang //. Hangkong Dongli Xuebao.

- 2010. - Vol. 25. - No. 2. - P. 424-433.

93. Kalgaonkar K. Ultrasonic Doppler Sensor for Voice Activity Detection / K. Kalgaonkar, R. Hu, B. Raj // EEE Signal Processing Letters. - 2007. - Vol. 14. - P. 754-757.

94. Kuo B. C. Digital control systems. Holt, Renihart and Winston / Kuo B. C. -New York, 1980.

95. Li J.-Y. Efficiency enhancement mechanisms of a new type of full reversible axial-flow fan / J.-Y. Li, P.-H. Guo, G. Xi, W. W. Chen // Journal of Power and Energy. -2011. - Vol. 255. - No. 4 - P. 467-480.

96. Novotny D. Vector control and dynamics of AC drives / D. Novotny, T.A. Lipo

- New York : Oxford Univ. Press, 1996. - 440 p.

97. Papar R. Building energy efficiency into fan systems / R. Papar // Plant Engineering. - 2000. - Vol. 54. - No. 10. - P. 53-57.

98. Tou J .T. Modern control Theory / J.T. Tou - New York : McGrow-Hill, 1969.

99. Venkataraman S. Оn encoding nonlinear oscillations in ^ural networks for locomotion / S. Venkataraman // Proceedings of the 8-th Yаlе Workshop оn Adaptive and Learning Systems. - New Наvеn. - 1994. - P. 14-20

100. Yeh T. J. Incorporating fan control into air-conditioning systems to improve energy efficiency and transient response / T. J. Yeh, Y. J. Chen, W. Y. Hwang, J. L. Lin // Applied Thermal Engineering. - 2009. - Vol. 29. - No. 10. - P. 1955-1964.

101. Zhang Z. Acoustic micro-Doppler radar for human gait imaging / Z. Zhang, P. O. Pouliquen, A. Waxman, A. G. Andreou // Journal of the Acoustical Society of America Express Letters. - 2007. - Vol. 121. - No. 3. - P. 110-113.

Приложение А Акт о внедрении результатов. «Костромская ГСХА»

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Костромская государственная сельскохозяйственная академия»

156530, Костромская обг., Костромской р-н, пос. Караааево, Учебный городок, Караваеаская с/а, дом 34, ОКПО 00493296, ОГРН 1024402232513, ИНН 4414001246, КПП 441401001 Факс: [phone]; Тал: [phone]: б-таИ: [e-mail]; Сайт: www.kgsxa.nJ

от

На N° _от

« » 20 Г.

АКТ

об использовании результатов диссертационного исследования Ядаровой Ольги

Николаевны на тему «Система управления вентиляторной установкой на основе доплеровского ультразвукового контроля расхода воздуха»

В лабораторных условиях кафедры «Технические системы в агропромышленном комплексе» ФГБОУ ВО Костромской ГСХА, были проведены исследования, направленные на изучение процесса сушки зерна в псевдоожиженном слое и его автоматизацию с целью снижения энергозатрат на сушку.

На основе проведенных исследований был разработан и изготовлен опытный образец аэрожелобной сушилки с замкнуто-разомкнутой аэродинамической системой, представляющий собой две шахты, в которых установлены аэродинамические короба с перфорированными перегородками, на боковых сторонах шахт закреплены воздухораспределительные короба с заслонками, управляемые сервоприводами и ультразвуковыми дальномерами. Агент сушки вырабатывается теплогенератором прямого действия. Отработавший агент сушки выводится из шахт через циклон для очистки его от легких примесей и направляется на частичную или полную рециркуляцию при помощи воздухообменника. Транспортировка материала в шахты и выгрузка высушенного материала осуществляется гибкими безвальными шнеками.

Опытный образец сушилки был оборудован элементами системы автоматического управления, позволяющими в автоматическом режиме управлять подачей агента сушки в аэродинамические короба сушильных шахт с поддержанием его расхода на заданном уровне, а также температурой агента сушки и поддерживать его относительную влажность на заданном уровне.

В ходе производственных испытаний для анализа режимов работы сушилки были использованы результаты диссертационного исследования Ядаровой Ольги Николаевны «Система управления вентиляторной установкой на основе доплеровского ультразвукового контроля расхода воздуха», которые посвящены дистанционному доплеровскому ультразвуковому контролю воздушных потоков с фазовыми включениями (примесями).

Применение доплеровских ультразвуковых измерений для контроля расхода воздуха и концентрации примеси в агенте сушки имеет хорошие перспективы для оптимизации технологического процесса в сушильных агрегатах с целью снижения суммарных энергозатрат. Результаты совместных исследований опубликованы в открытой печати;

Волхонов, М. С. Доплеровский ультразвуковой контроль расхода агента сушки в системе регулирования аэрожелобной сушилки / М. С. Волхонов, С. Л. Габалов, О. Н, Ядарова, Л. А. Славутский // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. (Чебоксары, 2-4 июня 2016 г). - Чебоксары, 2016. - С. 297-300.

Заведующий кафедрой «Технические системы в агропромышленном комплексе»

Ректор ФГБОУ ВО Костромская Г1

Н.А. Клочков

С.Ю. Зудин

Приложение Б Акт о внедрении результатов. «ЧГУ им. Ульянова»

Приложение В Внедрение результатов. Договор на выполнение работ по гранту

14-08-31271 мол_а (РФФИ)

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский фонд фундаментальных исследований», далее именуемое Фонд, в лице Начальника управления молодежных программ Журбиной Ирины Александровны, действующего на основании доверенности №01-01 от 16.01.2014, с одной стороны, граждане Российской Федерации, объединившиеся в научный коллектив, далее - Грантополучатель, в лице Руководителя проекта Ядаровой Ольга Николаевны, с другой стороны, и Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова», далее - Организация, в лице ректора, Александрова Андрея Юрьевича действующего на основании Устава е-т 19.04,2011, с третьей стороны, совместно именуемые Стороны, подписали настоящий Договор о следующем:

1.1. Фонд на основании решения совета Фонда (бюро совета Фонда), Протокол №13(161) от 18.12.2013 года, выделяет Грант за счет средств целевой субсидии из федерального бюджета на финансовое обеспечение научных, научно-технических программ и проектов, предоставленной Фонду на 20!4г„ в размере 400000,00 рублей для финансирования научного проекта № 14-08-31271 «Доплеровский ультразвуковой контроль открытых воздушных потоков», далее - Проекгг, получившего поддержку Фонда по результатам Конкурса.

Грантополучатель принимает Грант от Фонда и выполняет работы по Проекту. Грантополучатель расходует Грант в соответствии с «Перечнем допускаемых Российским фондом фундаментальных исследований (Фонд) расходов гранта, выделяемого победителям конкурса инициативных научных проектов (Проекты», далее - Перечень допускаемых расходов, размещенном на сайте Фонда.

Организация содействует выполнению Проекта, оказывает Грантополучателю услуги, в том числе агентского характера.

1.2. Грантополучатель из Гранта компенсирует расходы Организации в связи с реализацией Проекга в размере, согласованном Граитополучателем и Организацией, но не более 20% от размера Гранта.

1.3. Итогом сотрудничества Сторон по настоящему Договору должны стать научные результаты, заявленные Граитополучателем в Проекте при подаче документов на участие в Конкурсе.

Принимая во внимание фундаментальный характер научных исследований, Стороны соглашаются с тем. что отсутствие заявленных Граитополучателем научных результатов не может быть основанием материальной ответственности Грантополучателя и Организации при условии, что ими были выполнены условия настоящего Договора.

2. Права и обязанности Сторон

2.1. Грантополучатель принимает на себя следующие обязательства:

2.1.1. Выполнить работы по Проекту в сроки, установленные настояидам Договором. Расходовать Грант в соответствии с Перечнем допускаемых расходов.

Договор № НК 14-08-31271414

Москва

«06» февраля 2014 г.

1. Предмет Договора

В установленном законом порядке осуществить государственный учет результатов работы по Проекту после его окончания.

Публиковать результаты работы по Проекту с указанием на поддержку Проекта Фондом.

2.1.2. В течение 5 рабочих дней с момента выявления обстоятельств, препятствующих работам по Проекту, оформить и направить сообщение в Фонд. В случае принятия Фондом решения о прекращении работ по Проекту направить поручение Организации на возврат неизрасходованной части Гранта в Фонд.

Направлять соответствующие поручения Организации о возврате Гранта (части Гранта) в Фонд во всех иных случаях, предусмотренных настоящим Договором.

2.1.3. Представить в Фонд научные и финансовые отчеты в срок и по форме, установленные Фондом.

2.1.4. При проведении работ по Проекту соблюдать требования Организации при проведении работ на соответствующем оборудовании и в используемых помещениях.

2.2. Грантополучатель имеет право:

2.2.1. Давать Организации поручения на выдачу наличных денежных средств и перечисление денежных средств из Гранта на цели, предусмотренные Проектом, в соответствии с Перечнем допускаемых расходов.

Получать от Организации сведения о расходовании Гранта, кроме той его части, которая компенсирует расходы Организации в связи с выполнением Проекта (п.3.1 настоящего Договора).

2.2.2. Требовать от Организации содействия в осуществлении государственного учета результатов работ по Проекту после его окончания в соответствии с действующим зако нодательством.

2.3. Фонд принимает на себя следующие обязательства:

2.3.1. Перечислить Грант по поручению Грантополучателя на счет Организации, в размере, установленном п.1.1 настоящего Договора.

2.3.2. Незамедлительно рассматривать уведомления Грантополучателя и Организации об обстоятельствах научного и организационного характера, препятствующих работам по Проекту, о расходовании Гранта не в соответствии с Перечнем допускаемых расходов и принимать необходимые решения.

2.3.3. Не вмешиваться в содержательную часть работы по Проекту.

2.4. Фонд имеет право:

2.4.1. Осуществлять контроль расходования Гранта, в том числе, привлекая для этих целей специализированные организации. Требовать от Грантополучателя и Организации предоставления документов, подтверждающих и обосновывающих расходование Гранта в соответствии с условиями настоящего Договора.

2.4.2. Требовать от Грантополучателя и Организации возврата Гранта (полного или части) и в одностороннем порядке прекратить действие настоящего Договора в случаях:

- выявления обстоятельств, препятствующих работам по Проекту,

- непредставления отчетов по Проекту,

- отказа Организации создать необходимые условия ведения работ по Проекту.

- расходования Гранта не в соответствии с Перечнем допускаемых расходов.

V < От ^

2.4.3. Требовать возврата Гранта (части Гранта), если Грант (часть Гранта) не был израсходован в течение текущего финансового года, в том числе от Организации в части, компенсирующей ее расходы.

2.4.4. Не выделять Грант при сокращении объема финансирования Фонда, установленного законом о с|)едеральном бюджете.

2.5. Организация принимает на себя следующие обязательства:

2.5.1. Предоставить Грантополучателю условия для выполнения работ по Проекту, в том числе помещения, оборудование, средства связи, возможности пользоваться электроэнергией, газом, водой и т.п.

2.5.2. Принять на свой счет Грант, выделенный Фондом Грантополучателю, и по поручению (заявлению) Грантополучателя осуществлять платежи и выдачу наличных денежных средств в соответствии с Перечнем допускаемых расходов, в том числе:

производить оплату за счет Гранта по договорам подряда и на оказание услуг,

купли-продажи и иным, которые будут заключены Организацией от своего имени по поручению Грантополучателя,

- перечислять (выдавать) денежные средства Грантополучателю (на компенсацию трудозатрат и т.д.).

Контролировать соответствие поручений Грантополучателя Перечню допускаемых расходов.

2.5.3. От своего имени по поручению Грантополучателя заключать договоры с третьими лицами на выполнение ими работ, оказание услуг, поставку товаров и т.д., необходимых для реализации Проекта, и при участии Грантополучателя принимать и оформлять приемку этих работ, услуг, товаров и т.д..

2.5.4. Представить в Фонд сводный финансовый отчет по всем проектам, получившим гранты Фонда и выполнявшимся при содействии Организации в истекшем году, по форме и в сроки, определяемые Фондом.

Вести учет расходов, произведенных по настоящему Договору, и включить данные учета по Проекту в сводный финансовый отчет.

Предоставлять Фонду возможность осуществлять контроль расходования Гранта.

Вернуть Фонду денежные средства, не израсходованные в текущем финансовом году, в том числе компенсирующие расходы Организации.

2.5.5. Незамедлительно информировать Фонд об обстоятельствах организационного характера, препятствующих работам по Проекту.

2.5.6. Содействовать Грантополучателю в осуществлении государственного учета результатов работы по Проекту после его окончания в соответствии с действующим законодательством.

2.6. Организация имеет право:

2.6.1. Не производить оплату по обязательствам Грантополучателя на основании его поручений, если эти расходы не предусмотрены Перечнем допустимых расходов, а также в случае, если требование о приостановке платежей будет заявлено Фондом.

2.6.2. Требовать от Грантополучателя соблюдения правил проведения работ на соответствующем оборудовании и в используемых Грантополучателем помещениях.

3. Расчеты по Договору

3.1. Грантополучатель компенсирует Организации из Гранта, расходы, произведенные Организацией в связи с выполнением Проекта.

Размер компенсации должен быть согласован Грантополучателем и Организацией с учетом необходимости безусловного выполнения всего комплекса работ по Проекту и получения результатов, заявленных при подаче Проекта на Конкурс Фонда, но не может быть более 20 процентов от размера Гранта.

Денежные средства, предназначенные для компенсации расходов Организации, удерживаются Организацией из Гранта по поручению Грантополучателя.

3.2. В случаях, предусмотренных настоящим Договором, Грантополучатель возвращает Грант (часть Гранта) Фонду или дает поручение Организации о возврате Гранта (части Гранта) Фонду в течение 5 рабочих дней с момента получения от Фонда требования о возврате Гранта (части Гранта).

Копию поручения Организации Грантополучатель незамедлительно направляет в

Фонд.

Организация перечисляет денежные средства (Грант, часть Гранта), подлежащие возврату, на счет Фонда в течение 5 рабочих дней после получения соответствующего поручения Грантополучателя и/или Фонда.

4. Срок действия Договора

4.1. Настоящий Договор действует с момента подписания Сторонами до конца календарного года, если работы по Проекту не будут прекращены досрочно по основаниям, предусмотренным настоящим Договором.

5. Заключительные положения

5.1. Отсутствие заявленных в Проекте научных результатов не может быть основанием признания затрат необоснованными, если Грантополучатель выполнил все условия настоящего Договора, в том числе подтвердил использование Гранта в соответствии с Перечнем допускаемых расходов.

5.2. Подписывая настоящий Договор, Организация подтверждает, что: согласна с тем, что распоряжаться Грантом имеет право только

Грантополучатель, кроме той его части, которая компенсирует затраты Организации (п. 3.1 настоящего Договора),

согласна с тем, что трудовые отношения между Организацией и Грантополучателем в связи с выполнением Проекта не возникают,

- работники Организации, отвечающие за выполнение условий настоящего Договора, ознакомлены с Перечнем допускаемых расходов и будут руководствоваться им при выполнении соответствующих обязательств Организации по настоящему Договору.

5.3. Подписывая настоящий Договор, Грантополучатель поручает Фонду перечислить Грант на счет Организации и подтверждает, что:

- ознакомлен с Перечнем допускаемых расходов и понимает его содержание,

- принимает на себя всю ответственность за эффективное расходование Гранта,

- сохранит в течение 5 лет после окончания срока действия настоящего Договора все первичные документы, обосновывающие расходы Гранта, и представит их в Фонд по первому требованию,

Грантополучателем расходы будут признаны Фондом не соответствующими Перечню допускаемых расходов.

5.4. Грантополучатель и Организация возмещают Фонду реальный ущерб, если он был нанесен умышленными или неосторожными действиями, осуществлявшимися по предмету настоящего Договора с нарушением норм действующего законодательства и/или условий настоящего Договора.

5.5. Отношения между Сторонами в части, неурегулированной настоящим Договором, регулируются нормами «Правил организации и проведения работ по научным проектам, поддержанным Российским фондом фундаментальных исследований», утвержденных решением Бюро Совета Фонда, действующих в период исполнения настоящего Договора, с которыми Грантополучатель и Организация ознакомлены и которые согласны выполнять.

5.6. Все споры и разногласия в связи с выполнением работ по настоящему Договору Стороны будут разрешать, исходя из принципа общей заинтересованности в получении нового научного результата.

5.7. Настоящий Договор составлен в трех экземплярах - по одному экземпляру для каждой из Сторон.

6.1. Фонд

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский фонд фундаментальных исследований

Ленинский пр-т, Д.32-А, Москва В-334, ГСП-1, 119991 ИНН 7736064976 КПП 773601001

КПП Межрегионального операционного УФК 7706535184

л/с: 21956006930 в Межрегиональном операционном УФК

р/с: 40501810000002002901 в ОПЕРУ 1 Банка России, БИК 044501002

ОКНО 00046539

ОКВЭД 73.10

6.2. Организация

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

адрес г. Чебоксары, Московский пр-т., д. 15

почтовый индекс 428015

ИНН 2129009412, КПП 213001001,

р/сч 40501810800002000001. БИК 04970600!, л/сч 20156X53410, в УФК по Чувашской Республике

КБК 00000000000000000180 ОКВЭД 80.30

вернет Фонду денежные средства в размере, в котором произведенные

6. Реквизиты

ОКПО 02069697

ГРКЦНБ ЧУВАШСКОЙ РЕСП. БАНКА РОССИИ Название организации для платежного поручения

ФГБОУ ВПО «ЧТУ им. И.Н. Ульянова»

6.3. Грантополучатель (Руководитель проекта): Ядарова Ольга Николаевна, паспорт серия 9708 №684212, выдан Отделом УФМС России по Чувашской Республике в Калининском районе гор. Чебоксары 28.10.2008

Подписи Сторон

Приложение Г Внедрение результатов. Диплом и техническое задание гранта № 342ГУ1/2013 (№ 5139ГУ2/2014) по программе «УМНИК»

фонд содействия развитию]

малых форм предприятий в научно-технической сфере

ДИПЛ

Победитель программы "Участник молодежного научно-инновационного конкурса" ("УМНИК")

Ядарова Ольга Николаевна ЧГУ имени И.Н. Ульянова

Председатель Наблюдательного совета

Генеральный директор Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере

Приложение №1 к Соглашению З^Л ГУ 1/2013

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ

Грантополучатель Ядарова Ольга Николаевна

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Фо^д^ содействия развитию

Ш_и-

2013 г.

Техническое задание на выполнение НИР по теме:

«Разработка системы дистанционного ультразвукового контроля вентиляторных установок»

1. Наименование 1-го года выполнения НИР:

«Разработка устройства для ультразвукового контроля воздушного потока вентиляторных установок»

2. Основание для выполнения НИР:

Решение бюро наблюдательного совета Фонда, протокол заседания об утверждении итогов конкурсного отбора по программе «УМНИК» в I полугодии 2013 года №1 от "13" августа 2013 г.

3. Цель выполнения НИР:

Экспериментальные исследования и моделирование доплеровского ультразвукового рассеяния в воздушном потоке вентилятора для оценки условий использования системы ультразвукового контроля: расположения ультразвуковых преобразователей, точности определения параметров потока, времени измерений, оптимизации алгоритма обработки сигналов и др.

4. Область применения научно-технического продукта (изделия и т.п.):

Система дистанционного ультразвукового контроля вентиляторных установок может быть востребована на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, прежде всего для контроля систем вентиляции в овощехранилищах, в установках для сушки сельхозпродукции, в частности - шахтных сушилках. Полученные в проекте результаты могу использоваться для промышленного контроля и при испытаниях вентиляторных, насосных агрегатов, в системах вентиляции и кондиционирования в самых разных областях промышленности.

5. Технические требования к научно-техническому продукту (изделию и т.п.).

5.1. Основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и стоимостные характеристики продукции (в сопоставлении с существующими аналогами, в т.ч. мировыми):

Дистанционные ультразвуковые доплеровские измерения позволяют контролировать параметры открытых воздушных потоков вентиляторных установок. Преимуществами предлагаемого нового метода ультразвукового контроля воздушных потоков является:

Ядарова Ольга Николаевна (0013) Страница 6 ю I ]

0007122: Ядарова Ольга Николаевна ПФО, Чувашская Республика - Чувашия

Приложение №1 к Соглашению

ГУ2/20! 4

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ

Грантополучатель Ядарова Ольга Николаевна

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере»

Генерал,)

20 \Гг.

' Яго ляков С, Г./

201Г? М.П.

Техническое задание на выполнение НИР по теме:

«Оптимизация схемы и испытания устройства контроля воздушного потока вентиляторных установок»

1. Наименование Л-го года выполнения ПИР:

«Оптимизация схемы и испытания устройства контроля воздушного потока вентиляторных установок»

2. Основание для выполнения НИР:

Решение бюро наблюдательного совета Фонда, протокол заседания об утверждении итогов конкурса по отбору проектов по программе «УМНИК» от "4" декабря 2014 г

3. Цель выполнения НИР:

Испытания опытного образца и оптимизация принципиальной схемы устройства контроля воздушного потока вентиляторных установок, исследование возможности создания замкнутой системы регулирования

4. Область применения научно-технического продукта (изделия и т.п )

Система дистанционного ультразвукового контроля вентиляторных установок может быть востребована на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, прежде всего для контроля систем вентиляции в овощехранилищах, в установках для сушки сельхозпродукции, в частности - шахтных сушилках. Полученные в проекте результаты могу использоваться для промышленного контроля и при испытаниях вентиляторных, насосных агрегатов, в системах вентиляции и кондиционирования в самых разных областях промышленности.

5. Технические требования к научно-техническому продукту ¡изделию и т.п )

5.1. Основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и стоимостные характеристики продукции (в сопоставлении с существующими аналогами, в т.ч. мировыми):

Дистанционные ультразвуковые доплеровские измерения позволяют контролировать параметры откры тых воздушных потоков вентиляторных установок Преимуществами предлагаемого нового метода ультразвукового контроля воздушных потоков является:

1. Возможность измерения параметров неоднородного потока в больших

004)7122: Ядарова Ольга Микилаевна ПФО, Чувашская Республика - Чувашия

пространственных объемах;

2. Возможность контроля воздушных потоков в сильно запыленных помещениях.

Себестоимость прибора оказывается достаточно низкой. Суммарная стоимость комплектующих опытного образца прибора в розничной продаже составляет не более 1500 рублей Опытные производства ЧР, Нижегородской и Костромской области, ориентированные на разработку и внедрение инноваций в АПК, выразили готовность закупить для испытаний образцы прибора в минимальной комплектации по цене 10-15 тысяч рублей. Это позволяет положительно оценить экономическую эффективность разработки

5 2. Конструктивные требования (включая технологические требования, требования по надежности, эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту, хранению, упаковке, маркировке и транспортировке):

Диапазон измерений от 0,1 до 60 м/с, погрешность ± 7%*, частота датчика 40 кГц, область детектирования датчика 0,2... 6 м, питание устройства от USB +5В, условия эксплуатации** датчика от-30 до +85 °С, габаритные размеры датчика 16x16x21мм, габаритные размеры устройства 150x70x50мм

* При внедрении усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов, точность измерения скорости потока в стационарном режиме может быть повышена до 3%.

** Предлагаемое устройс тво позволяет измерять скорости практически любых потоков, независимо от их температуры, давления, агрессивности, загрязненности и токсичности, т.к не требует непосредственного расположения датчика в потоке

6. Требования по патен тной защите (наличие патентов):

Патентование не планируется

7. Отчетность по НИР:

В соответствии с ГОСТ 7.32-2001.

8 Сроки выполнения НИР: 12 месяцев.