Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
№ 1 (2025)
Статьи
Оценка эффективности и надежности действующей теплоснабжающей системы и предложения по развитию распределенного сектора теплоснабжения с внедрением просьюмера
Аннотация
Представлены основные результаты практического применения разработанного авторами методического обеспечения для решения задач эффективного развития теплоснабжающих систем, включая определение зон эффективности централизованного теплоснабжения, технико-экономическую оценку имплементации распределенных источников тепловой энергии просьюмеров на границах радиусов эффективного теплоснабжения, анализ и обеспечение надежности теплоснабжения потребителей централизованно-распределенного сектора системы.
3-12
Проектирование интегрированных энергетических систем на основе их цифровых двойников
Аннотация
Проектирование интегрированных энергетических систем (ИЭС) представляет собой сложную задачу, что вызвано сетевой конфигурацией, широким спектром используемого оборудования и математических моделей подсистем ИЭС. Цифровой двойник позволяет моделировать в виртуальном пространстве различные конфигурации ИЭС и получать оптимальный вариант построения исследуемой системы. В статье предложены принципы построения цифровых двойников для решения задач проектирования ИЭС. Представлен разработанный авторами методический подход к проектированию ИЭС на основе ее цифрового двойника. Приведены результаты моделирования тестовой схемы энергоснабжения, полученные на программной реализации компонентов цифрового двойника ИЭС.
13-30
Исследование эффективной теплопроводности материалов, основанных на трижды периодических минимальных поверхностях типа Diamond, Gyroid, Fisher–Koch S
Аннотация
В статье исследуются теплопроводящие свойства пористых материалов с каркасом на основе трижды периодических минимальных поверхностей (ТПМП) типа Gyroid, Diamond и Fisher–Koch S. На основе численных и экспериментальных методов были определены эмпирические зависимости эффективной теплопроводности пористых сред от геометрических параметров и физических свойств материала каркаса. Полученные зависимости позволяют создавать пористые материалы с заданными теплопроводящими свойствами. Определены преимущества и недостатки конструкций на основе ТПМП для использования в качестве оребрения в теплообменных трактах тепломассообменного оборудования. Отмечено, что пористые структуры на основе минимальных поверхностей Fisher–Koch S обладают рядом преимуществ в сравнении с другими типами ячеек: максимальная площадь поверхности; высокая эффективная теплопроводность; малое количество застойных областей внутри пористого каркаса. При равных толщинах стенки и периодах ТПМП, теплопроводность материалов на основе Fisher–Koch S на 39% больше, чем у Diamond и на 96% в сравнении с Gyroid.
31-47
Интегральная модель захоронения долгоживущих РАО методом “самопогружения”
Аннотация
Представленная интегральная модель захоронения РАО методом самопогружения тепловыделяющей капсулы в геологических породах включает три этапа: этап разогрева и начала плавления окружающей породы вокруг неподвижной капсулы, этап квазистационарного движения капсулы и этап торможения ее движения. Показано, что в результате опускания капсулы в плавящейся породе происходит фокусировка теплового потока, так что движение капсулы продолжается и при мощности энерговыделения существенно меньшей, чем критическая величина, необходимая для начала плавления. Проанализированы возможный состав РАО в капсуле и глубина погружения в зависимости от среды захоронения.
48-60
Базовая модель процесса теплопереноса в прозрачном для излучения твердом теле с поглощающим включением в виде шарового слоя
Аннотация
Сформулирована задача определения температурного поля изотропного твердого тела с поглощающим проникающее излучение включением в виде шарового слоя. Реализуемая математическая модель процесса теплопереноса представляет собой смешанную задачу для системы трех уравнений в частных производных второго порядка параболического типа при наличии нестационарного теплового источника в системе.
Предложен аналитический метод решения рассматриваемой задачи, включающий два основных этапа. Первый этап сводится к нахождению решения задачи в пространстве изображений интегрального преобразования Лапласа с последующим его асимптотическим разложением. Используемая процедура позволяет при больших значениях числа Фурье оценить протяженность и радиус границы зоны теплового возмущения. Второй этап, основанный на применении разработанного в работе конечного интегрального преобразования по пространственному переменному для трехслойной области, завершает процедуру построения аналитически замкнутого решения исходной задачи нестационарной теплопроводности.
61-75
Нестационарная теплопроводность полого сферического тела
Аннотация
Аналитические решения различных задач теплопроводности представлены, как правило, в виде бесконечных рядов и требуют знания корней характеристического уравнения, для определения которых в настоящее время используются численные методы. В данной статье рассмотрена задача нестационарной теплопроводности полого сферического тела и аналитический метод решения характеристического уравнения для граничных условий второго рода. Предложены простые алгебраические выражения для определения собственных чисел характеристического уравнения. Ранее в работах авторов [6, 7, 8] были рассмотрены аналитические методы решения характеристических уравнений для плоских тел (однослойных и многослойных) при различных граничных условиях. Данная статья является дальнейшим развитием аналитических методов определения корней характеристических уравнений.
76-83
Долгосрочное прогнозирование спроса на электроэнергию при переходе к углеродной нейтральности
Аннотация
Статья посвящена прогнозным исследованиям спроса на электроэнергию в условиях декарбонизации российской экономики. Приводится анализ текущего состояния, долгосрочных тенденций, новых направлений использования электроэнергии и низкоуглеродных технологий в крупных секторах экономики. Используемый методический инструментарий представляет собой комплекс взаимосвязанных оптимизационных, имитационных и балансовых моделей разного назначения и уровня агрегирования. Представлены результаты прогнозной оценки динамики спроса на электроэнергию для одного из сценариев развития экономики на период до 2050 г. в условиях декарбонизации российской экономики. Приведена оценка дополнительного спроса на электроэнергию при интенсивной электрификации производственных и бытовых процессов, развития электротранспорта. Показано возможное влияние углеродного налога на перспективную структуру электростанций.
84-98