Высокие температуры существенно затрудняют экспериментальное исследование тепломассопереноса в печах для производства карбида кремния. В связи с этим актуальным является ра счетное исследование процессов образования карбида кремния. Анализ существующих подходов показал, что отсутствуют модели, включающие в себя процессы, сопровождающие процесс плавки SiC, в совокупности: тепломассопереноса в пористой среде с химическими реакциями при нагр еве, сушки влажного материала и фильтрации. Создание модели с учетом всех перечисленных процессов и разработка программы численного расчета температурного поля в печи необходимы в качестве дополнения к дорогостоящим опытным плавкам. При этом целью численного анализа является повышение энергетической эффективности производства и увеличение выхода конечного продукта за счет реализации оптимального режима пла вки для заданного состава шихты. Материалы и методы: При создании математической модели процессов тепломассопереноса в печи сопротивления использован феноменологический подход, опирающийся на основные постулаты термодинамики и тепломассообмена. Результаты: Продемонстрировано математическое описание процесса, представляющее собой систему из дифференциальных уравнений переноса субстанции, включая уравнение теплопроводности для пористого тела с внутренними источниками тепла и химически реагирующими компонентами и уравнения переноса тепла в процессе фильтрации газа через взаимосвязанные поры. Модель апробирована путем сравнения результатов расчетного анализа изменения температуры в объеме реакционной шихты с данными промышленных эк спериментов. Выводы: На основе полученной математической модели построен алгоритм численного расчета, позволяющий определять температурные поля в процессе образования карбида кремния в печи сопротивления. Соответствие экспериментальных и расчетных значений рабочих параметров печи показывает, что модель может использоваться для подбора вариантов загрузок печи и режимов плавки в целях увеличения выхода конечного продукта и экономии энергоресурсов. Ключевые слова: печь сопротивления, осадка, пористый материал, производство карбида кремния, физическая модель, математическая модель, температурное поле, тепломассоперенос, объемное тепловыделение, влагоудаление.

Исследован обособленный генерирующий комплекс, главная особенность которого – функционирование в течение контрольного периода при жестком ограничении топливного ресурса. Назначение комплекса – производство электрической и тепловой энергии для нужд потребителя. Предложена модель управления производством для двух сценариев: при безусловном обеспечении нужд потребителя электрической энергией и обязательной реализации графика отпуска тепловой энергии. Рассмотрены особенности реализации модели для обособленной теплоэлектроцентрали (мини-ТЭЦ) с гарантированным отпуском электрической энергии потребителю, обоснованы режимы когенерации в условиях ограниченного запаса топлива безотносительно к категории потребителя. Показано, что в таких режимах общий отпуск тепловой энергии за контрольный период времени при ограниченном на данный период запасе топлива не зависит от заданного производства этого вида энергии в режимах максимальной и минимальной электрических нагрузок. Показан вариант оптимизации при выборе дополнительного источника теплоты для удовлетворения нужд потребителя. В случае выбора возобновляемого источника энергии (ВИЭ) управление комплексом когенерация – ВИЭ согласно предлагаемой стратегии позволяет минимизировать необходимую мощность ВИЭ. Основой управления производством является математическая модель генерирующего комплекса, представленная в настоящей работе. В части описания поведения сложной физической системы в целом использован энергетический подход (метод Гамильтона), который оказался весьма удобным для решения поставленной задачи, поскольку вариационные принципы не зависят от выбора системы координат. Описание турбоустановки как объекта, входящего в генерирующий комплекс и во многом определяющего связь расхода топлива и количества произведенной электрической и тепловой энергии, произведено с безусловным выполнением требования: расход топлива есть функция состояния системы. Предлагаемая стратегия когенерации в условиях жесткого ограничения количества топлива не зависит от вида используемого органического топлива и не привязана к календарным датам контрольного периода.

The article presents a process control system for sorting agricultural products. The technological process of sorting is described, the composition of the system is indicated, the sorting algorithm is developed. ProgramLab software was used as the modeling environment. Color and weight were selected as sorting criteria. The parameters at the input of the control object, which have the greatest influence on the process were selected. The output parameters were the conveyor speed and the final position of the sorting object. A scheme of cause-and-effect relationships of the sorting process is obtained. A block diagram of the sorting process has been developed. A mathematical model for calculating the speed of a conveyor depending on the distance between the robotic arm and the conveyor, as well as between the robotic arm and the parts unloading points was obtained. A 3d model of the sorting process has been developed. Three basic scenarios for the location of places for unloading agricultural products are considered. The introduction of the developed system will help reduce number of rejects during sorting, increase the efficiency of the sorting process and improve economic performance. Improving the sorting process will help reduce equipment wear and extend equipment life.

Fine silicon carbide is used in metallurgy, electronic devices and the aviation industry. Reactors where the synthesis of finely dispersed carbides is organized in an electrothermal fluidized bed (ETKS reactors) have several advantages over resistance furnaces used for mass production of carbides. The basic advantage is the direct production of a finely dispersed fraction of carbide-containing particles with lower specific costs of electric energy. In this article, there were studied non-stationary processes in an ETKS reactor operating in the mode of periodic loading into the reaction volume of components of chemical reactions for the synthesis of silicon carbide: finely dispersed carbon-containing particles and SiO2 particles (batch). A mathematical model of synthesis for non-stationary conditions is developed. Relations are obtained for calculating changes in the process of silicon carbide synthesis not only of the sizes of solid (liquid) particles participating in chemical reactions, but also of the concentrations of volatile components that affect the rates of these reactions in the working volume of the ETKS reactor. There were carried out calculations to identify the influence of determining factors on the yield of the final product and the analysis of these results. A comparison of the calculation results with the available experimental data on the yield of silicon carbide in an ETKS reactor with a periodic charge loading was presented.

The high-temperature synthesis of silicon carbide (SiC) in an electro-thermal fluidized bed reactor (EFB) has advantages, in comparison with the production in resistance furnaces, in terms of specific energy consumption, productivity and the level of automation of the technological process. The basic equations of the fluidized-bed carbide formation process model are presented in the paper. The results of calculating the synthesis parameters of finely dispersed SiC in the stationary operation mode of the EFB reactor are also presented. The correspondence between the calculated and available experimental results on the output of the final product is shown.