БАҒЫТТАУШЫ АППАРАТЫ БАР ЖЕЛЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ҚОНДЫРҒЫСЫНЫҢ ЖАҢА КОНСТРУКЦИЯСЫН ЖАСАУ БОЙЫНША ТЕОРИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ТӘЖІРИБЕЛІК ЗЕРТТЕУЛЕР

(1)

(2)

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Студенттер мен жас ғалымдардың

«Ғылым және білім - 2014»

атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ

СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ

IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых

«Наука и образование - 2014»

PROCEEDINGS

of the IX International Scientific Conference for students and young scholars

«Science and education - 2014»

2014 жыл 11 сәуір

Астана

(3)

УДК 001(063) ББК 72

Ғ 96

«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».

– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.

(қазақша, орысша, ағылшынша).

ISBN 978-9965-31-610-4

Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.

The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.

В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.

УДК 001(063) ББК 72

ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық

университеті, 2014

(4)

2281

УДК 532(02)

БАҒЫТТАУШЫ АППАРАТЫ БАР ЖЕЛЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ

ҚОНДЫРҒЫСЫНЫҢ ЖАҢА КОНСТРУКЦИЯСЫН ЖАСАУ БОЙЫНША ТЕОРИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ТӘЖІРИБЕЛІК ЗЕРТТЕУЛЕР

Толеуханова Арай Бейбитовна [email protected]

әл-Фараби атындағы ҚазҰУ механика – математика факультетінің, механика мамандығының 1- курс магистранты, Алматы, Қазақстан

Ғылыми жетекшісі – Д.Е. Туралина

Бұл жұмыста бағыттаушы аппараты бар желэнергетикалық қондырғысының конструкциясы тәжірибелік және теориялық әдістермен зерттеледі.

11. Зерттеу жұмысы әдеби және патенттік шолулар жасаумен басталды. Зерттеу барысында жұмыстың өзектілігі зерттеліп негізгі артықшылықтары анықталды. Зерттеудің теориялық және практикалық маңыздылығы айқындалды.

12. Зерттеу жұмысында бағыттаушы аппараты бар желэнергетикалық қондырғысының жаңа тиімді конструкциясы ұсынылады. Ұсынылып отырылған қондырғының схемалық түрі төменгі суреттерде келтірілген.

13.

Сурет 1 – Жел агрегаты конструкциясының сызбасы

Сурет 2 – Қалақшасы бар генератор түріндегі жел дөңгелегі қимасының кескіні

(5)

2282

Қондырғының сызбасындағы белгілеулер: 1 – шатыр, 2 – сорып алатын түтік, 3 – жел дөңгелегі, 4 – қисықсызықты қалақтар, 5 – орталық білік, 6 – конус, 7 – қисықсызықты бағыттаушы қабырға.

Ұсынылып отырған қондырғының моделі бойынша концентратордың ішінде шатыр мен конус арасында қисықсызықты бағыттаушы қабырға орналастырылған. Олар қисықсызықты ауа каналын құрайды, ал қисықсызықты қалақшалар генератор осінде бекітілген. Бағыттаушы қабырғалар беті мен жел дөңгелегі қалақшасының қисықсызықтылығы логарифмдік тәуелділікпен берілген. Концентраторда конус пен шатырды байланыстыратын қисықсызықты бағыттаушы қабырғалар орналасқан. Бұл қабырғалар сорып алатын түтікке тангенциалды бағытталған және қисықсызықты тарылатын ауа каналдарын құрастырады. Жел дөңгелегі генератордың қаптамасы ретінде орналасқан, ал оның сыртында қисықсызықты қалақтар орналасқан және де генератор білігінің бір ұшы конустың ортасында, екінші ұшы сорып алатын түтіктің жоғарғы бөлігіне бекітілген. Ауа ағыны концентраторға түскеннен кейін қызады және қисықсызықты канал бойымен сорып алатын түтікке қарай қозғалады. Каналдың тарылуы ағын жылдамдығын үлкейтуге мүмкіндік береді және оны сорып алатын түтікке тангенциалды бағыттайды.

Белгілі құрылғылардан айырмашылығы:

 концентратордың ішіндегі шатыр мен конус арасында ауа каналдарын тудыратын қисықсызықты бағыттаушы қабырғалар орнатылады;

 генератор ішінде жел доңғалақтың центрі бойымен орналасқан қисықсызықты қалақ генератордың бетіне бекітіледі;

 жел доңғалағының бағыттаушы қабырғасы мен қалақтарының қисықсызықтылығы логарифмдік тәуелділікпен беріледі.

Қисықсызықты қалақшалар ауа ағынының бірқалыпты ағып өтуін қамтамасыз етеді.

Қалақшаларға консольді кернеу түспейді. Ал қалақшалардың ұзындығын үлкейту оған түсетін соқпа ағынының күшін көбейтпейді. Және соның арқасында генераторға қалақшалардың бекітілген жерінде кернеу моменті болмайды. Консольді кернеу болмағандықтан қалақшалардың қалыңдығы өте аз шамада бола алады. Ұсынылып отырылған қондырғының конструкциясын қолдану қалақшалардың жұмыс істеу жағдайын жақсартады, оған түсетін кернеуді азайтады және оның жұмыс істеу беріктілігін арттырады.

Қалақшалар генератордың сыртқы жағына бекітілгендіктен оған берілетін айналу энергиясы қосымша механизмдерсіз беріледі.

Құрылғы төмендегiше жұмыс iстейдi. Ауаның ағыны концентраторға түседі және шатыр мен конустың арасында қисықсызықты бағыттаушы қабырғаларды жағалай қозғалады. Күн энергиясының әсерінен шатыр мен құбыр қызады, сол себепті ауа ағынының температурасы жоғарылайды. Қыздырылған ауа қисықсызықты арна бойымен қозғалады және температураның жоғарылауы мен каналдың кiшiрейуіне байланысты оның жылдамдығы артады. Ауаның ағыны сорғыш құбырға тангенциалды кiретіндей бағытталған және құбырда құйынды қозғалыс пайда болады. Ауа ағыны қалақтардың бiреуіне ғана гидродинамикалық қысым түсіреді, ауаның қозғалысы керi жүрiсiне ешқандай әсерін тигізбейді, яғни қалақ кедергiге ұшырамайды. Сорғыш құбырда генератордың орналасуы ағынның қимасын кiшiрейтедi және оның жылдамдығын арттырады. Құйынды қозғалыстың энергиясы қисық сызықты қалақтарға берiледi. Қалақтардың қисықсызықтылығының әсерінен ауа ағыны маңдайлап соқпайды. Тiптi концентратор арналарының кiретiн саңылауларына, оның бағыты өзгергенде де ауа тасқыны маңдайлап соқпайды. Қалақ айналғанда, айналу моментін генераторға бередi, ал генератор механикалық айналу энергиясын электр энергиясына түрлендіреді. Ауаның ағыны концентраторға түсіп қызады және орталыққа спираль бойынша қозғалады. Ауаның спиральдық қозғалысы бағдарлаушы қабырғалар мен қалақтардың кескiнiне тәуелді. Құйынның бұрыштық жылдамдығының бағыты қабырғалардың қисықтығына тәуелді.

(6)

2283

Ауа ағыны концентраторға түскенде қызады және бағыттаушы қабырғалардың арқасында айналмалы қозғалыс жасайды. Температураның жоғарлауы мен ағын өтетін қиманың кішіреюі тұрақты үдемелі айналмалы қозғалыстың тузілуін қамтамасыз етеді.

Ауаның құйынды қозғалысы қалақтарды айналдырады және қалақтар кері қайтқанда кедергі күші түспейді. Жел энергетикалық қондырғысының мұндай жаңа конструкциясы қыздыру жүйесінің болмауы арқасында тиімділігін арттыратын, түтікке ағынды тангенциалды ендіру арқылы конструкцияны оңтайландырылатын, аэродинамикалық жұмыс режимін жақсартатын техникалық нәтижелерге қол жеткізеді.

Концентратор радиусының ұзаруымен агрегаттың қуаты да өседi. Ұсынылатын құрылғыны жер бетінде ғана емес, теңiз немесе мұхит беттерінде де орнатуға болады.

Сонымен қатар бұл құрылғыны электр энергиясын дәстүрлі әдістермен беру мүмкiн емес жерлер үшiн қолданғанда тиімді болары сөзсіз.

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Ярас Л., Хоффман Л., Ярас А., Обермайер Г. Энергия ветра: пер. с англ./ Под ред.

Я.И.Шефтера. – М.: Мир, 1982. – 256 с.

2. Wilson R.E. Wind turbine aerodynamics // J. of Ind. Aerod. – 1980. – V.5. – P.357 – 372.

3. Preuss R.O., Sussiu E.O., Morino L. Potential Aerodynamic analysis of horizontal – axis windmills // AIAA Paper. – 1977. – № 132. – P. 1132 – 1140.

4. Ершина А.К., Ершин Ш.А., Жапбасбаев У.К. Основы теории ветровые турбины Дарье. – Алматы, 2001. – 104 с.

5. Современное состояние и перспективы развития ветроэнергетики. – М.: АО

«Информэнерго», 2000. – 157 с.

6. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газов: Учебник для ВУЗов. – М.: Наука, 1987.

– 840 с.

УДК 539.3

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГОГО ТЕЛА С ЩЕЛЯМИ, ЗАПОЛНЕННЫМИ СЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТЬЮ ИЛИ ГАЗОМ

Шумельчик Ксения Игоревна [email protected]

Аспирант кафедры математического моделирования Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара, Днепропетровск, Украина

Научный руководитель – В.И. Кузьменко

Работа посвящена моделированию взаимодействия упругого тела и сжимаемой жидкости, находящейся в щелях внутри тела. Рассматриваемый класс связанных задач возникает в процессе моделирования напряженно-деформированного состояния горных пород вокруг месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых. Давление, которое оказывает жидкость или газ, находящийся в пустотах земной коры, зависит от деформации горных пород. В свою очередь, деформация является следствием давления внутри полости. Большинство исследований, посвященных изучению распределения напряжений в двумерных упругих телах с трещинами (щелями) решает задачи для тел с щелями канонической формы, а предложенные методы решения применимы только к определенным классам задач [1, 2].

Актуальность выполненных исследований определяется необходимостью изучения ряда проблем, в которых взаимодействие тела и жидкости происходит в условиях высокого и сверхвысокого давления.

Исследуется деформация упругого тела, содержащего щель, заполненную жидкостью или газом. Тело находится в поле гравитационных сил. Пусть поперечное сечение тела в