КПД ЭЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ

The author argues necessity of considering efficiency coefficient of electric locomotive during recuperative braking to set power consumption rates and examines the problems of power recuperation and losses.При нормировании энергозатрат следует учитывать коэффициент полезного действия электровоза в условиях рекуперативного торможения. Проблемы потерь и возврата энергии

Апробація циліндричної індукторної системи з екраном, що притягає, для видалення вм’ятин у листових металах

Проблематика. Зовнішнє безконтактне вирівнювання деформованих ділянок поверхні автомобільних кузовів, яке не потребує, на відміну від відомих аналогів, розбирання на елементи з метою безпосереднього доступу з внутрішньої сторони вм’ятини, що видаляється, є нагально затребуваною операцією на багатьох станціях технічного обслуговування. Для цієї операції в її класичному розумінні (механічним способом) характерні такі недоліки: низька швидкість виконання операції вирівнювання, її висока собівартість та, як правило, неможливість збереження лакофарбового покриття. Запропонована методика дає змогу позбутися перерахованих вище недоліків при виконанні операції рихтування. Мета дослідження. Практична апробація інструмента магнітно-імпульсної обробки металів – циліндричної індукторної системи з екраном, що притягає, на прикладі зовнішнього безконтактного вирівнювання деформованих ділянок поверхонь кузовів автомобілів. Методика реалізації. Використання технологій магнітно-імпульсної обробки металів (МІОМ) в операціях зовнішнього видалення вм’ятин на поверхні автомобільних кузовів, а саме на дверях автомобіля, за допомогою індукторної системи з екраном, що притягає, – інструмента МІОМ. Результати дослідження. Успішно апробовано спосіб зовнішнього безконтактного вирівнювання деформованих ділянок поверхні автомобільних кузовів. Практично реалізовано керований (дозований) силовий магнітно-імпульсний вплив, що дає змогу здійснювати контрольоване деформування листового металу в зоні обробки при видаленні вм’ятин циліндричною індукторною системою з екраном, що притягає. Висновки. Експериментально продемонстровано практичні можливості видалення вм’ятин на поверхні двері автомобіля індукторною системою з екраном, що притягає, – ефективним інструментом магнітно-ім­пульс­ної обробки листових металів. Продемонстровано на практиці переваги зовнішнього безконтактного рихтування з використанням технологій МІОМ, яке не потребує, на відміну від відомих аналогів, розбирання на елементи з метою обов’язкового доступу з внутрішньої сторони вм’ятини, що вирівнюється, і це значно скорочує витрати часу на операцію і дає можливість зберегти лакофарбове покриття

Моделирование аварийных процессов, протекающих в защитной оболочке АЭС с водо-водяным энергетическим реактором

The article presents the results of computational modeling of the development of accidents in the containment of NPP with water-water energy reactor (WWER) using the COCOSYS software. The containment of the Balakovo NPP with WWER-1000/V-320 was selected as the object of study. The results of the calculation of environmental parameters in the containment during a beyond design basis accident with a “large” leak from the primary circuit at the following initial events: break of the main circulation pipeline DN850 with a full cross section at the reactor inlet, with simultaneous failure of all AC sources including diesel generators for a long period, without operating personnel intervention. A comparison of the results of calculations with the results obtained using the ANGAR software certified by Rostekhnadzor is performed. The calculation results are in good agreement: emergency scenarios are similar; the maximum deviation from absolute pressure values is less than 10 %. Thus, it was concluded that the analysis of processes occurring in the NPP containment during an accident can be performed using the COCOSYS code. This software can be used to independent safety assessment of NPP required by the IAEA standards.Представлены результаты расчетного моделирования развития аварии в защитной оболочке АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1000 с помощью программного средства COCOSYS. В качестве объекта исследования рассматривалась защитная оболочка Балаковской АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1000/В-320. Приведены результаты расчета параметров среды в защитной оболочке в условиях запроектной аварии с «большой» течью из первого контура при следующих исходных событиях: разрыв главного циркуляционного трубопровода Ду850 полным сечением на входе в реактор с одновременным отказом всех источников переменного тока, включая дизель-генераторы на длительный период, без вмешательства оперативного персонала. Выполнено сравнение полученных результатов с аналогичными расчетами, проведенными с помощью аттестованного Ростехнадзором программного средства АНГАР, которое используется российскими специалистами. Результаты расчетов по обоим программным средствам хорошо согласуются: аварийный режим развивается по подобным сценариям, максимальное отклонение абсолютных величин давления составляет менее 10 %. Сделан вывод, что программное средство COCOSYS позволяет проводить расчетную оценку процессов, протекающих в защитной оболочке реактора при аварийных режимах на АЭС, и может быть использовано для независимой оценки обоснования безопасности АЭС, требуемой нормами МАГАТЭ

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

The results of research of the processes of electrolytic-plasma polishing using analysis of 3–6% of the electrolyte aqueous solution of ammonium sulfate (NH4)2SO4 and the solid residue in the EPO of stainless steels AISI 321 and AISI 316L are presented. Based on research and experience, a model analyzes the origin, development of vapor-gas shell in time, formation of a solid precipitate and changing of the chemical composition of the electrolyte. The results of studies of the chemical composition of the electrolyte and sludge confirm the physicochemical nature of material removal at electrolytic-plasma polishing.Приводятся результаты исследований процессов электролитно-плазменной полировки (ЭПП) при помощи анализа 3–6 %-ного электролита водного раствора сульфата аммония (NH4)2SO4 и твердого осадка при электролитно-плазменной обработке (ЭПО) нержавеющих сталей 2Х18Н10Т  AISI 321) и 03Х16Н15М3 (AISI 316L). Приведены экспериментально полученные вольт- амперные и вольт-температурные характеристики анода при ЭПП. Предпринята попытка с помощью физико–химических моделей и закономерностей объяснить процессы, происходящие в парогазовой оболочке при ЭПП. Проведенные исследования химического состава электролита и осадка подтвердили физико-химическую природу съема материала при ЭПП

РЕЗЕРВЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Regeneration system is mounted on all electric locomotives designed for driving freight trains. There has been a tendency of its use in combination with dynamic brake on passenger locomotives and electric trains.The objective of the authors is to analyze regulatory and protection functions of electrical equipment and its operation in regenerative mode, using analytical method, mathematical calculations, simulation and comparative method.Regenerative braking should be considered as the most effective means of reducing energy consumption in electric traction. Therefore, its scope should be expanded, including its use for returning of kinetic energy of the train to electric traction network. The authors present a methodology for calculating the energy when an electric locomotive moves downhill, analyze individual components of the energy balance, indicate possibility of increasing the efficiency of the locomotive in regenerative behavior. An analytical review of regulatory and protection functions of electrical equipment was carried out and has shown that in regenerative behavior a set of these functions is much broader than in traction. Electric equipment, implementing regeneration, should be improved using new technologies (static converters, onboard microprocessors, high-speed protection). It is necessary to keep the achieved level of functional reliability and maintain proven schematics, including crosscyclic excitation of traction electric motors.Системой рекуперации оборудованы все электровозы, предназначенные для вождения грузовых поездов. Наметилась также тенденция ее применения в сочетании с реостатным тормозом на пассажирских электровозах и электропоездах. Приведена методика энергетического расчета при движении электровоза под уклон, проанализированы отдельные составляющие энергобаланса, указаны возможности повышения коэффициента полезного действия локомотива в режиме рекуперации. Выполнен аналитический обзор функций регулирования и защиты электрооборудования, который показывает, что в режиме рекуперации набор этих функций значительно шире, чем в тяге

Regenerated silk and carbon nanotubes dough as masterbatch for high content filled nanocomposites

Regenerated silk (RS) is a natural polymer that results from the aggregation of liquid silk fibroin proteins. In this work, we observed that RS dispersed in aqueous solution undergoes a reversible solid/liquid transition by programmed heating/cooling cycles. Fourier transform infrared, atomic force microscopy imaging and Raman measurements of the RS reveal that the transition fromrandomcoil to b-sheet structures is involved in this liquid–solid transition. The reversible solid-liquid transition of silk fibroin was then found to be helpful to prepare polymer-like carbon nanotube (CNT) dispersions. We demonstrate that the gelation of RS makes the CNTs with the consistency of a dough with polymeric behavior. Such RS can disperse carbon nanotubes at high concentrations of tens of weight percent. Finally, such carbon nanotube dough has been used for the realization of rubber composites. With this method, we pave the way for handling nanopowders (e.g. CNTs or graphene related materials) with safety and reducing the filler volatility that is critical in polymer-processing

Optimized silk fibroin piezoresistive nanocomposites for pressure sensing applications based on natural polymers

Environmental issues promote the development of sensors based on natural polymers which are becoming an area of increasing interest. Piezoresistive sensors based on silk fibroin with carbon nanotubes (CNTs) as fillers were produced by solvent-casting in order to tune their electrical conductivity and electromechanical responses. It is shown that the carbonaceous fillers are well dispersed in the polymer matrix and the thermal and mechanical properties are independent of the CNT content. On the other hand, the inclusion of CNTs reduces the beta-sheet content of silk fibroin and the electrical properties of the composite strongly depend on the filler content, the percolation threshold being around 1 wt% CNTs. The piezoresistive response demonstrates good reproducibility during cyclic loading without hysteresis with a piezoresistive sensitivity of similar to 4 MPa-1, regardless of the CNT content. Overall, the results confirm that polymer composites based on natural polymers exhibit excellent piezoresistive responses, also demonstrated by the implementation and testing of a pressure sensor with the corresponding readout electronics. Thus, it is shown that natural polymers such as silk fibroin will allow the development of a new generation of multifunctional force and deformation sensors.The authors acknowledge the FCT (Fundacao para a Ciencia e Tecnologia) for financial support under the framework of Strategic Funding grants UID/FIS/04650/2013, UID/EEA/04436/2013 and UID/QUI/0686/2016 and project no. PTDC/FIS-MAC/28157/2017. The authors also acknowledge the FCT for financial support under grants SFRH/BD/110622/2015 (S.G.), SFRH/BPD/112547/2015 (C.M.C.) and SFRH/BPD/110914/2015 (P.C.). Financial support from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) through project MAT2016-76039C4-3-R (AEI/FEDER, UE) (including FEDER financial support) and from the Basque Government Industry and Education Departments under the ELKARTEK, HAZITEK and PIBA (PIBA2018-06) programs is also acknowledged

Aligned silk-based 3-D architectures for contact guidance in tissue engineering

An important challenge in the biomaterials field is to mimic the structure of functional tissues via cell and extracellular matrix (ECM) alignment and anisotropy. Toward this goal, silk-based scaffolds resembling bone lamellar structure were developed using a freeze-drying technique. The structure could be controlled directly by solute concentration and freezing parameters, resulting in lamellar scaffolds with regular morphology. Different post-treatments, such as methanol, water annealing and steam sterilization, were investigated to induce water stability. The resulting structures exhibited significant differences in terms of morphological integrity, structure and mechanical properties. The lamellar thicknesses were ∼2.6 μm for the methanol-treated scaffolds and ∼5.8 μm for water-annealed. These values are in the range of those reported for human lamellar bone. Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) were seeded on these silk fibroin lamellar scaffolds and grown under osteogenic conditions to assess the effect of the microstructure on cell behavior. Collagen in the newly deposited ECM was found aligned along the lamellar architectures. In the case of methanol-treated lamellar structures, the hMSC were able to migrate into the interior of the scaffolds, producing a multilamellar hybrid construct. The present morphology constitutes a useful pattern onto which hMSC cells attach and proliferate for guided formation of a highly oriented extracellular matrix.A.L.O. wishes to thank financial support from the Portuguese Foundation for Science and Technology (SFRH/BPD/39102/2007) under POCTI Program. This work was partially supported by FCT through POCTI and/or FEDER programs and by the NIH [DE017207, EB003210 and EB002520]

ФОТОИНДУЦИРОВАННАЯ ПРИВИВОЧНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ

UV-induced graft polymerization of acrylic acid on the polypropylene film surface under high-power (750 mW/cm2 ) irradiation from UV-LEDs was investigated. The maximum amount of grafted polymer was reached in 30 s, while using low-power irradiation (10–15 mW/cm2 ) takes tens of minutes for the same amount of product. IR FTIR spectroscopy with different radiation penetration depth reflection elements of ZnSe–45° и Ge–45° showed the grafted polymer to be formed in a thin surface layer without any significant insertion throughout the film. Contact angle for water showed a minimum (21°) at 15 s of UV-irradiation time at small amounts of grafted polymer. Исследована УФ индуцированная прививочная полимеризация акриловой кислоты на поверхности пленок полипропилена под действием высокоинтенсивного (750 мВт/см2 ) излучения светодиодов. Время выхода ре- акции на насыщение составило 30 с, когда при использовании излучения с низкой интенсивностью (10–15 мВт/см2 ), характерного для традиционных источников УФ-излучения, время выхода на насыщение составляет десятки минут. Методом ИК-спектроскопии НПВО с использованием элементов внутреннего отражения с различной глубиной проникновения зондирующего излучения ZnSe–45° и Ge–45° было показано, что образование привитого полимера происходит в тонком поверхностном слое без существенного проникновения в объем пленки. Измерения краевого угла смачивания для воды на поверхности модифицированных пленок показали, что минимальный угол смачивания (21°) достигается при невысоких значениях количества привитого полимера.