Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 1363

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 69 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  model matematyczny
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 69 next fast forward last
PL
Ze względu na liczbę czynników determinujących charakter łuku elektrycznego w ostatnich kilkudziesięciu latach powstało wiele modeli łuku elektrycznego. Modele te powstawały głównie na potrzeby symulowania wysokoprądowego łuku łączeniowego w aparatach elektrycznych. Na przestrzeni lat podejmowano próby adaptacji wybranych modeli do opisu charakterystyk niskociśnieniowych rtęciowych lamp wyładowczych. Uzyskiwane wyniki jednak znacznie różniły się od wartości eksperymentalnych. W pracy przedstawiono założenia opracowanego modelu łuku w niskociśnieniowym wyładowaniu w parach rtęci.
EN
Due to the number of factors determining the characteristics of an electric arc, many electric arc models have been developed over the past few decades. These models were primarily created for the purpose of simulating high-current switching arcs in electrical devices. Over the years, attempts have been made to adapt selected models to describe the characteristics of low-pressure mercury discharge lamps. However, the obtained results significantly differed from experimental values. This paper presents the assumptions of a developed arc model in low-pressure mercury vapor discharge
EN
A mathematical model of an induction motor with a squirrel-cage rotor is proposed that takes into account the saturation of the magnetic system and the current displacement in the rotor bars. In order to take into account the saturation of the main magnetic flux, the main magnetization curve is used. To take into account the current displacement, the bars along with the short-circuited rings are partitioned into n layers in height. As a result n windings on the rotor are coupled to the main magnetic flux and covered by different magnetic leakage fluxes.
PL
Zaproponowano model matematyczny silnika indukcyjnego z wirnikiem klatkowym, który uwzględnia nasycenie układu magnetycznego i przesunięcie prądu w prętach wirnika. Aby uwzględnić nasycenie głównego strumienia magnetycznego, wykorzystano główną krzywą magnesowania. Aby uwzględnić przesunięcie prądu, pręty wraz z zwartymi pierścieniami podzielono na n warstw wysokości. W rezultacie n uzwojeń na wirniku jest sprzężonych z głównym strumieniem magnetycznym i pokrytych różnymi strumieniami rozproszenia magnetycznego.
EN
A mathematical model was developed to analyse electromagnetic and electromechanical transients and periodic modes of a compensated asynchronous motor. The model is formed in the normal Cauchy form and adapted to be used in computer mathematics software environments. The model provides the ability to take into account the circuit, mode and parametric features of a compensated induction motor as an element of a microgrid, the nonlinearity of the web-ampere characteristic of the main magnetic circuit of its magnetic core and the active power losses in it.
PL
W artykule opracowano model matematyczny do analizy elektromagnetycznych i elektromechanicznych stanów nieustalonych oraz przebiegów okresowych kompensowanego silnika asynchronicznego. Model został utworzony w normalnej formie Cauchy'ego i przystosowany do użycia w komputerowych środowiskach. Model zapewnia możliwość uwzględnienia szczególnych charakterystyk kompensowanego silnika indukcyjnego jako elementu mikrosieci.
EN
The article presents a mathematical model of the asynchronous motor in oblique coordinates, based on differential equations expressed in the standard Cauchy form. The differential equations of traditional models are implicitly formulated; therefore, during numerical implementation for prolonged processes, matrix coefficient rotation leads to significant time expenditure and the accumulation of errors during integration. This complex task is proposed to be addressed by ensuring that the differential equations of the electromechanical state are non-stiff and, importantly, written in standard Cauchy form. The standard Cauchy form is essential for analyzing asynchronous motors, as changes in the number of unknowns significantly restructure the coefficient matrix. This formulation of the equations is convenient for numerical integration, as explicit methods, which are considerably simpler than implicit methods, can be implemented. To create a mathematical model, coordinate transformations were performed based on the classical theory of electric machines. The advantage of the proposed method of using different coordinate axes is the possibility of analyzing new variables and obtaining constant coefficients in the equations of state of the electric motor. The model accounts for the electromagnetic interactions of the motor’s electrical circuits and their nonlinearity, enabling the simulation of electromagnetic and electromechanical processes. Transitional operating modes of the asynchronous motor have been modeled and analyzed. The proposed model can be utilized for analyzing the operation of motors both as standalone elements and as components of an electromechanical system. It is demonstrated that this model aligns with classical electrical machine theory. Simulation results are provided, along with their analysis.
PL
W artykule przedstawiono model matematyczny silnika asynchronicznego we współrzędnych ukośnych, oparty na równaniach różniczkowych wyrażonych w standardowej postaci Cauchy'ego. Równania różniczkowe tradycyjnych modeli są sformułowane w sposób niejawny, dlatego podczas implementacji numerycznej dla długotrwałych procesów rotacja współczynników macierzy prowadzi do znacznych nakładów czasu i akumulacji błędów podczas całkowania. To złożone zadanie proponuje się rozwiązać poprzez zapewnienie, że równania różniczkowe stanu elektromechanicznego są niesztywne i, co ważne, zapisane w standardowej postaci Cauchy'ego. Standardowa postać Cauchy'ego jest niezbędna do analizy silników asynchronicznych, ponieważ zmiany liczby niewiadomych znacząco zmieniają macierz współczynników. Takie sformułowanie równań jest wygodne dla całkowania numerycznego, ponieważ można zaimplementować metody jawne, które są znacznie prostsze niż metody niejawne. W celu stworzenia modelu matematycznego przeprowadzono transformacje współrzędnych w oparciu o klasyczną teorię maszyn elektrycznych. Zaletą zaproponowanej metody wykorzystania różnych osi współrzędnych jest możliwość analizy nowych zmiennych i uzyskania stałych współczynników w równaniach stanu silnika elektrycznego. Model uwzględnia oddziaływania elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i ich nieliniowość, umożliwiając symulację procesów elektromagnetycznych i elektromechanicznych. Zamodelowano i przeanalizowano przejściowe tryby pracy silnika asynchronicznego. Zaproponowany model może być wykorzystany do analizy działania silników zarówno jako samodzielnych elementów, jak i komponentów systemu elektromechanicznego. Wykazano, że model ten jest zgodny z klasyczną teorią maszyn elektrycznych. Przedstawiono wyniki symulacji wraz z ich analizą.
EN
Designing new hydraulic equipment requires consideration of the peculiarities of the operating modes of the technological machines.This particularly applies to the hydraulic drive of a belt conveyor, which operates under variable load conditions. Therefore, investigations aimedat reducing static and dynamic characteristic indicators, design calculations, as well as three-dimensional modelling, are relevant tasks for engineersand scientists. Various optimization methods for dynamic processes have been considered. Preference has been given to the linear programming methodas the main one for optimizing dynamic processes in the hydraulic drive under overload conditions. Fundamental schemes of the belt conveyor hydraulic drive and control device have been developed and their principles of operation described. Nonlinear differential equations inCauchy form have been formulated and solved using the MATLAB Simulink software package. A comprehensive criterion for optimizing the static and dynamic characteristicsof the belt conveyor hydraulic drive has been developed. Graphs of dynamic processes before and after optimizing static and dynamic characteristics have been provided depending on the parameters of the control device construction. The minimum value of the comprehensive criterion optimization corresponding to rational parameters of the control device construction has been calculated. Based on these parameters, a three-dimensional modelof the control device has been developed. The obtained research and calculations will be useful for engineers and scientists during the developmentand design of new hydraulic equipment.
PL
Projektowanie nowego sprzętu hydraulicznego wymaga uwzględnienia specyfiki trybów pracy maszyn technologicznych. Dotyczyto w szczególności napędu hydraulicznego przenośnika taśmowego, który pracuje w warunkach zmiennego obciążenia. Dlatego też badania mające na celu obniżenie wskaźników charakterystyk statycznych i dynamicznych, obliczenia projektowe, a także modelowanie trójwymiarowe stanowią istotne zadania dla inżynierów i naukowców. Rozważono różne metody optymalizacji procesów dynamicznych. Preferencję nadano metodzie programowania liniowego jako głównej metodzie optymalizacji procesów dynamicznych w napędzie hydraulicznym w warunkach przeciążenia. Opracowano podstawowe schematy napędu hydraulicznego przenośnika taśmowego i urządzenia sterującego oraz opisano ich zasady działania. Sformułowano i rozwiązano nieliniowe równania różniczkowe w postaci Cauchy'ego przy użyciu pakietu oprogramowania MATLAB Simulink. Opracowano kompleksowe kryterium optymalizacji charakterystyk statycznych i dynamicznych napędu hydraulicznego przenośnika taśmowego. Przedstawiono wykresy procesów dynamicznych przedipo optymalizacji charakterystyk statycznych i dynamicznych w zależności od parametrów konstrukcji urządzenia sterującego. Obliczono minimalną wartość kompleksowej optymalizacji kryterium odpowiadającej racjonalnym parametrom konstrukcji urządzenia sterującego. Na podstawietych parametrów opracowano trójwymiarowy model urządzenia sterującego. Uzyskane badania i obliczenia będą przydatne dla inżynierów i naukowców podczas opracowywania i projektowania nowych urządzeń hydraulicznych.
EN
Unmanned aerial vehicles (drones) are increasingly used in a growing number of applications, both civil and military. Their design is based on low weight, making the presence of shielding a difficult decision between safety and weight. Currently, there are no mathematical models to determine the safety of drones operating near a storm front. Lightning causes an electromagnetic wave of an impulse nature, which may pose a real threat to electronic systems. This work attempts to develop a mathematical model for simulating drone safety in terms of electromagnetic pulses using artificial intelligence-based tools. Actual measurement results collected from four drones were used as training data. They were tested in laboratory conditions using specialized measuring equipment used to test avionics in accordance with international standards such as DO-160. A repeatable surge pulse generator and a data acquisition system allowed us to collect information on how overvoltages propagate inside the drone systems. Systems that directly influence its operation were selected for this purpose, such as the power supply system, engine controllers, GPS, camera and data bus lines. Other works show that most overvoltages are induced in motor coils and antennas. On this basis, a number of formulas and equations were developed to describe the most important elements of the drone, without which its correct operation would not be possible. The results of the analyses and the mathematical model of the drone based on the examined cases are presented in this work as a complement to real experiments.
PL
Artykuł dotyczy matematycznego modelu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w kontekście izotermicznego przepływu gazów. Wprowadza się model przy użyciu równań ruchu, ciągłości i stanu, opisując przepływ w rurociągu. Analiza matematyczna obejmuje także dodanie wodoru do gazu ziemnego, badając wpływ na właściwości mieszaniny. Model umożliwia lepsze zrozumienie fizycznych i termodynamicznych zachowań mieszaniny wodoru i gazu ziemnego, co ma istotne znaczenie w aspekcie potencjalnego wykorzystania wodoru jako składnika sieci gazowej. W artykule podkreśla się również wyzwania związane z wprowadzeniem wodoru do istniejącej infrastruktury gazowej i analizuje konsekwencje tego procesu, mające istotne znaczenie w kontekście zrównoważonej energetyki.
EN
This article focuses on the mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas in the context of isothermal gas flow. The model is introduced using the equations of motion, continuity and state describing the flow in a pipeline. The mathematical analysis also includes the addition of hydrogen to natural gas, examining its impact on the properties of the mixture. The model enables a better understanding of the physical and thermodynamic behaviors of the hydrogen and natural gas mixture, which is crucial for the potential utilization of hydrogen as part of the gas network. The article also highlights the challenges: associated with introducing hydrogen into existing gas infrastructure and analyzes the consequences of this ,process, with significant implications for sustainable energy.
PL
Przedstawiono model matematyczny układu napędowego pojazdu, który składa się z silnika spalinowego o zapłonie iskrowym i czterech suwach pracy oraz pięciostopniowej skrzyni biegów i przekładni głównej. W modelu silnika spalinowego wykorzystano równania dynamiki oraz podstawowych procesów chemicznych. Uwzględniono uproszczony model matematyczny nadwozia pojazdu w celu weryfikacji poprawności działania całego układu. Zaprojektowano system sterowania skrzynią biegów. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych.
EN
A math. model of a vehicle’s drive system was presented, which consists of a 4-stroke combustion engine with spark ignition and a 5-speed gearbox with main transmission. Dynamics eqns. and simple chem. processes were used in the model of the combustion engine. A simplified math. model of the vehicle body was included and the control system for the gearbox was designed.
EN
In order to narrow down the characteristics of hot springs that have efficacies on arteriosclerosis, changes in skin cholesterol levels after bathing at the Yobizuru Onsen, which is classified as a simple weakly radioactive cold mineral spring, were measured. As a result, based on the results from the mathematical model of arteriosclerosis onset, it was indirectly shown that the nature of a radioactive spring may not have an efficacy on arteriosclerosis. In the future, in order to clarify which of the two characteristics (alkaline, sulfur spring) has the efficacy on arteriosclerosis, it is necessary to investigate hot springs that have only one characteristic, alkaline or sulfur spring.
PL
Aby zawęzić charakterystykę gorących źródeł skutecznych w leczeniu miażdżycy, zmierzono zmiany w poziomie cholesterolu w skórze po kąpieli w Yobizuru Onsen, które jest klasyfikowane jako proste, słabo radioaktywne zimne źródło mineralne. W rezultacie, na podstawie wyników matematycznego modelu początku miażdżycy, pośrednio wykazano, że charakter źródła radioaktywnego może nie mieć wpływu na miażdżycę. W przyszłości, aby wyjaśnić, która z dwóch właściwości (alkaliczne, siarkowe źródło) ma skuteczność w leczeniu miażdżycy, konieczne jest zbadanie gorących źródeł, które mają tylko jedną charakterystykę, źródło zasadowe lub siarkowe.
PL
Artykuł przedstawia badania wartości emisji promieniowania rezonansowego par rtęci UV w niskociśnieniowych rtęciowych lampach wyładowczych. Przeanalizowany został wpływ różnych czynników, takich jak ciśnienie pary rtęci, temperatura otoczenia i częstotliwość prądu, na luminancję energetyczną głównych linii rezonansowych. Wyniki badań eksperymentalnych były zgodne z modelem matematycznym opracowanym na potrzeby analizy. Stwierdzono, że temperatura otoczenia i częstotliwość prądu mają istotny wpływ na luminancję energetyczną. Obserwowano zmianę wartości luminancji energetycznej wraz ze zmianą temperatury otoczenia pracy oraz zwiększenie luminancji wraz ze wzrostem częstotliwości prądu w zakresie od 1 kHz do 20 kHz. Opracowany model matematyczny umożliwia prognozowanie luminancji, a więc intensywności promieniowania rezonansowego UV w zależności od warunków pracy. Wyniki badań mają istotne znaczenie dla optymalizacji pracy lampy i jej zastosowań w różnych dziedzinach.
EN
The most important parameter determining the magnitude of visible radiation emitted by a low-pressure mercury discharge lamp is the resonance radiation of mercury vapor. Its intensity depends on various factors, such as the pressure of mercury vapor, the type of auxiliary gases, the current density, and the length of the discharge tube. The results of conducted research and analysis have shown that the parameters affecting the intensity of ultraviolet resonance radiation can be implemented in a mathematical model that correlates the output radiation value with the lamp and operating environment parameters.
EN
The article analyzes the control of downhole parameters of the drilling process and develops a mathematical model that describes this process. Analysis of the rotary drilling process showed that the main downhole parameters to be monitored and diagnosed are the degree of wear and breakage of the bit cutter. The method under study for monitoring and diagnosing downhole parameters is the most reliable and does not require special costs for transmitting information from the bottomhole to the wellhead. For the successful application of this method, a mathematical model has been developed that makes it possible to determine the energy of acoustic vibrations of the bit, taking into account bottom hole parameters. It is shown that the wear of the bit teeth leads to a decrease in the amplitude of the acoustic signal, and the breakage of the cone teeth causes a change in its frequency and amplitude.
PL
W artykule dokonano analizy sterowania parametrami otworowymi procesu wiercenia oraz opracowano model matematyczny opisujący ten proces. Analiza procesu wiercenia obrotowego wykazała, że głównymi parametrami otworu wiertniczego, które należy monitorować i diagnozować, są stopień zużycia i złamania świdra. Badana metoda monitorowania i diagnozowania parametrów odwiertu jest najbardziej niezawodna i nie wymaga specjalnych nakładów na przesyłanie informacji z odwiertu do głowicy. Dla pomyślnego zastosowania tej metody opracowano model matematyczny, który umożliwia wyznaczenie energii drgań akustycznych świdra z uwzględnieniem parametrów dennego otworu. Wykazano, że zużycie zębów świdra prowadzi do zmniejszenia amplitudy sygnału akustycznego, a pęknięcie zębów stożka powoduje zmianę jego częstotliwości i amplitudy.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu identyfikacji parametrycznej typowych modeli matematycznych silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym BLDC w warunkach off-line. Celem analizy było zbadanie wpływu zmian warunków obciążenia i zasilania silnika na uzyskiwane wartości parametrów modeli matematycznych. W eksperymentach wykorzystano nieliniowy i liniowy model matematyczny układu napędowego silnika BLDC w formie układu równań różniczkowych poszczególnych faz obwodu elektrycznego silnika BLDC oraz równania różniczkowego odpowiednio zmiennej wejściowej (napięcia zasilania) i wyjściowej (prędkości kątowej). Identyfikowane parametry modeli matematycznych wyznaczano na podstawie pomiarów elektrycznych i mechanicznych wielkości wyjściowych silnika, przy pobudzeniu różnymi wartościami napięcia stojana (w jednostkach względnych). Do identyfikacji nieliniowego oraz liniowego modelu matematycznego silnika zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Neldera-Meada. Identyfikowane parametry modeli wyznaczono dla różnych warunków pracy układu napędowego z obciążeniem inercją masy bezwładności oraz pompą hydrauliczną pracującą w siłowym układzie napędowym z zaworem proporcjonalnym. Moment obciążenia silnika w układzie hydraulicznym uzyskano przez zastosowanie metody dławieniowej zmieniając parametry ciśnienia i przepływu czynnika roboczego. Dokonano także analizy wpływu napięcia zasilania i momentu obciążenia na właściwości statyczne i dynamiczne silnika. Ocenę zbieżności odpowiedzi czasowych układu napędowego zarejestrowanych w eksperymentach i uzyskanych z rozwiązania modeli matematycznych przeprowadzono na podstawie funkcji korelacji. Badania laboratoryjne przeprowadzono w układzie napędowym z silnikiem o mocy 2,5 kW, pracującym w układzie napędowym z pompą tłoczkową.
EN
The article presents the results of an analysis of the parametric identification process of typical mathematical models of a brushless DC motor with an electronic commutator (BLDC) in off-line conditions. The aim of the analysis was to examine the impact of changes in motor load and power supply conditions on the obtained parameter values of mathematical models. The experiments used a nonlinear and linear mathematical model of the BLDC motor drive system in the form of a system of differential equations of individual phases of the BLDC motor electric circuit and a differential equation of the input variable in the form of supply voltage and the output variable in the form of angular velocity, respectively. The identified parameters of the mathematical models were determined on the basis of electrical and mechanical measurements of the motors’s output values when excited with various stator voltage values (in relative units). The Nelder-Mead numerical static optimization method was used to identify the nonlinear and linear mathematical model of the motor. The identified model parameters were determined for various operating conditions of the drive system with an inertial mass load and a hydraulic pump operating in a power drive system with a proportional valve. The motor load torque in the hydraulic system was obtained by using the throttling method by changing the pressure and flow parameters of the working medium. The influence of supply voltage and load torque on the static and dynamic properties of the motor was also analysed. The assessment of the convergence of the time responses of the drive system recorded in experiments and obtained from the solution of mathematical models was carried out on the basis of the correlation function. Laboratory tests were carried out in a drive system with motor BLDC of power 2.5 kW operating in a drive system with a piston pump.
EN
The development of a comprehensive mathematical model depicting an asynchronous motor in generalised (resultant) vectors, accounting for voltage asymmetry, stands as a significant stride in this research endavour. This model serves as a powerful tool for conducting an exhaustive analysis of the motor’s characteristics in dynamic operational modes. Its unique capability lies in enabling a granular examination of the impact of both amplitude and phase asymmetry on the motor’s dynamic performance, thereby providing a nuanced understanding crucial for the effective management of asynchronous motors operating under the conditions of voltage asymmetry. In this pursuit, distinct models for an asynchronous motor are delineated separately for the direct and reverse sequence, conceptualised as two distinct machines integrated on a single shaft. Additionally, a unified model is presented, encapsulating the voltage equations along the α and β axes within the fixed coordinate system of the generalised machine. The empirical findings derived from this research present compelling insights into the behaviour of asynchronous motors in transient modes during direct starts under varying degrees of voltage asymmetry. These findings, summarised in a tabulated format, illustrate a clear correlation between the degree of voltage asymmetry and the subsequent reduction in motor performance indices. These findings not only enrich the theoretical understanding of asynchronous motor behaviour in the presence of voltage asymmetry but also lay a solid foundation for devising practical approaches to optimize their performance, further enhancing their operational efficiency and reliability.
PL
Opracowanie kompleksowego modelu matematycznego przedstawiającego silnik asynchroniczny w uogólnionych (wypadkowych) wektorach, uwzględniających asymetrię napięcia, stanowi znaczący krok w tym przedsięwzięciu badawczym. Model ten służy jako potężne narzędzie do przeprowadzania wyczerpującej analizy charakterystyk silnika w dynamicznych trybach pracy. Jego unikalna zdolność polega na umożliwieniu szczegółowego badania wpływu zarówno asymetrii amplitudy, jak i fazy na dynamiczną wydajność silnika, zapewniając w ten sposób niuansowe zrozumienie kluczowe dla skutecznego zarządzania silnikami asynchronicznymi pracującymi w warunkach asymetrii napięcia. W tym dążeniu odrębne modele silnika asynchronicznego są określane oddzielnie dla sekwencji bezpośredniej i odwrotnej, pojmowanej jako dwie odrębne maszyny zintegrowane na jednym wale. Dodatkowo przedstawiono ujednolicony model, obejmujący równania napięciowe wzdłuż osi α i β w stałym układzie współrzędnych uogólnionej maszyny. Wyniki empiryczne uzyskane w ramach tych badań przedstawiają przekonujące spostrzeżenia na temat zachowania silników asynchronicznych w trybach przejściowych podczas rozruchów bezpośrednich przy różnym stopniu asymetrii napięcia. Wyniki te, podsumowane w formie tabeli, ilustrują wyraźną korelację między stopniem asymetrii napięcia a późniejszym zmniejszeniem wskaźników wydajności silnika. Wyniki te nie tylko wzbogacają teoretyczne zrozumienie zachowania silnika asynchronicznego w obecności asymetrii napięcia, ale także stanowią solidną podstawę do opracowywania praktycznych podejść w celu optymalizacji ich wydajności, co dodatkowo zwiększa ich wydajność operacyjną i niezawodność.
EN
Studies aimed at the economically sound increase in the capacity of existing power lines and improvements in their design are relevant today. In addition to the well-known design methods of influencing the capacity of the transmission line, there are other meanings that can affect its natural capacity, which is directly related to the capacity. Therefore, the purpose of this study was to find possible methods of increasing natural power and evaluate their effectiveness in real configurations. The basis of the methodological approach applied in this study is a qualitative combination of methods of systematic analysis of ways to increase the capacity of power lines with the analytical investigation of the prospects for its impact on wave resistance to increase the natural power of the line. The conducted research determined the total influence of the analyzed factors on the increase in transmission capacity and identified the most optimal configuration from a technical and economic standpoint. Based on the results of the calculation of the natural capacity of the configurations, conclusions were made about the significance of the impact of each of the above factors, and the economic effect of their implementation in the integrated power system was established. Improvement of this methodology can, in the long run, serve as a tool for calculating configurations for economic and technical relevance, or serve as a foundation for further identification of factors affecting the transmission capacity of power lines.
PL
Badania mające na celu ekonomicznie uzasadnione zwiększenie przepustowości istniejących linii elektroenergetycznych i ulepszenia w ich projektowaniu są obecnie aktualne. Oprócz dobrze znanych metod projektowania wpływających na przepustowość linii przesyłowej, istnieją inne znaczenia, które mogą wpływać na jej moc naturalną, która jest bezpośrednio związana z przepustowością. Dlatego celem niniejszego badania było znalezienie możliwych metod zwiększenia mocy naturalnej i ocena ich skuteczności w rzeczywistych konfiguracjach. Analizowane czynniki obejmują: zastosowanie przewodów o ulepszonych parametrach, wpływ liczby komponentów w fazie, odstęp fazowy, obecność warstwy izolacyjnej na przewodach. Podstawą podejścia metodologicznego w tym badaniu jest jakościowe połączenie metod systematycznej analizy sposobów zwiększenia przepustowości linii elektroenergetycznych z analitycznym badaniem perspektyw ich wpływu na opór falowy w celu zwiększenia mocy naturalnej linii. Przeprowadzone badania pozwoliły określić łączny wpływ analizowanych czynników na zwiększenie zdolności przesyłowych oraz wyznaczyć najbardziej optymalną konfigurację z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia. Na podstawie wyników obliczeń mocy naturalnej konfiguracji, sformułowano wnioski dotyczące istotności wpływu każdego z powyższych czynników oraz określono efekt ekonomiczny ich implementacji w zintegrowanym systemie elektroenergetycznym. Udoskonalenie tej metodyki, w dalszej perspektywie, może posłużyć jako narzędzie do obliczania konfiguracji pod kątem przydatności ekonomicznej i technicznej lub stanowić podstawę do dalszej identyfikacji czynników wpływających na zdolności przesyłowe linii elektroenergetycznych.
PL
W niniejszym artykule opisany został matematyczny model przepływu gazu w stanie nieustalonym, który następnie został uzupełniony do postaci prezentującej matematyczny model mieszaniny wodoru i gazu ziemnego. Model ten jest wyprowadzany za pomocą równań ruchu, ciągłości oraz stanu i dostarcza precyzyjnego opisu dynamicznych aspektów przepływu gazu. Badania matematyczne obejmują dodanie wodoru do gazu ziemnego, mając na celu umożliwienie zrozumienia wpływu tej modyfikacji na właściwości mieszaniny gazów. Model matematyczny mieszaniny gazów jest linearyzowany w celu zapisu w postaci operatorowej. Postać operatorowa modelu daje możliwość między innymi definicji funkcji przejścia. Funkcje przejścia definiowane są w celu badania reakcji wejście–wyjście. Po przekształceniu do postaci operatorowej funkcje przejścia są wykorzystywane do badania właściwości dynamicznych układu. Kolejnym etapem jest opis funkcji przejścia w postaci widmowej, aby zbadać właściwości dynamiczne rurociągu z wykorzystaniem analizy częstotliwościowej. Charakterystyki częstotliwościowe opisują zachowanie układu w stanie ustalonym przy sygnałach sinusoidalnych. Wyrażają relację między odpowiedzią układu a zadanym wymuszeniem harmonicznym, zmieniającym się w określonym zakresie prędkości kątowej. Charakterystyki częstotliwościowe w skali logarytmicznej przedstawione oddzielnie dla modułu liczby określającej stosunek amplitudy sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego oraz logarytmicznej charakterystyki fazowej, czyli zależności przesunięcia fazowego od prędkości kątowej przedstawionej w skali logarytmicznej, nazywane są charakterystykami Bodego. Charakterystyki Bodego pozwalają analizować, jak dla określonych wartości prędkości kątowej sygnału wejściowego zmieniają się amplituda oraz przesunięcie fazy między sygnałem wyjściowym a wejściowym. Podstawowym celem przeprowadzonej analizy jest zrozumienie procesów przepływu gazu w warunkach nieustalonych. Jednym z kluczowych parametrów branym pod uwagę jest stosunek masowy wodoru do gazu ziemnego, oznaczany jako θ. Ten współczynnik ma decydujące znaczenie dla zrozumienia właściwości mieszaniny gazów. Daje on cenne informacje na temat dynamiki mieszanki. Wpływ tej mieszaniny na procesy przepływu gazu jest istotny zarówno teoretycznie, jak i praktycznie. Prezentowana analiza stanowi istotny krok w kierunku lepszego zrozumienia tych procesów.
EN
This article describes a mathematical model of unsteady gas flow in an unsteady state, which is then extended to represent a mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas. This model is derived using equations of motion, continuity, and state, providing a precise description of the dynamic aspects of gas flow. The mathematical investigations include the addition of hydrogen to natural gas, aiming to understand the impact of this modification on the properties of the gas mixture. The mathematical model of the gas mixture is linearized for representation in operator form. The operator form of the model allows, among other things, the definition of transfer functions. Transfer functions are defined to examine input-output responses. After transformation into operator form, transfer functions are utilized to investigate the dynamic properties of the system. The next step involves describing the transfer functions spectrally to examine the dynamic properties of the pipeline using frequency analysis. Frequency characteristics describe the system's behavior in a steady state under sinusoidal signals. They elucidate the relationship between the system's response and a specified harmonic excitation, varying within a defined range of angular velocities. Frequency characteristics, presented separately for the magnitude of the number, determining the ratio of output signal amplitude to input signal amplitude, and the logarithmic phase characteristics, depicting the phase shift dependence on angular velocity presented in a logarithmic scale, are known as Bode characteristics. Bode characteristics allow the analysis of how amplitude and phase shift between the output and input signals change for specific angular velocity values of the input signal. The primary goal of the conducted analysis is to understand gas flow processes under unsteady conditions. One of the key parameters taken into account is the mass ratio of hydrogen to natural gas, denoted as θ. This coefficient is crucial for understanding the properties of the gas mixture, providing valuable insights into its dynamics. The impact of this mixture on gas flow processes is significant both theoretically and practically. The presented analysis represents a crucial step towards a better understanding of these processes.
EN
This paper presents the results of a detailed comparative analysis of the inverse problem, focusing on the identification of surface roughness coefficients for steel pipes. Various formulas were utilized and discussed to calculate the linear resistance coefficient. Among these formulas, only about half could be transformed into an explicit form, enabling direct application in engineering practice. The results obtained from the calculations were then compared with the outcomes derived from the widely used and recommended Colebrook-White equation in technical literature. The analysis demonstrated that the obtained results show a high degree of agreement with those obtained using the Colebrook-White equation. For some research models, the difference was less than 0.1%, indicating very high accuracy and consistency with this standard computational tool.
PL
W artykule przedstawiono wyniki szczegółowej analizy porównawczej problemu odwrotnego, koncentrując się na identyfikacji współczynników chropowatości powierzchni rur stalowych. W celu przeprowadzenia tej analizy wykorzystano i omówiono różne formuły obliczania wartości współczynnika oporów liniowych. Spośród tych formuł, większość mogła zostać przekształcona do postaci jawnej, co umożliwia bezpośrednie zastosowanie w praktyce inżynierskiej. Wyniki uzyskane z przeprowadzonych obliczeń zostały następnie porównane z rezultatami pochodzącymi z powszechnie stosowanego i rekomendowanego w literaturze technicznej równania Colebrooka-White’a. Analiza wykazała, że uzyskane wyniki charakteryzują się dużą zgodnością z wynikami otrzymywanymi przy użyciu równania Colebrooka-White’a. W przypadku niektórych modeli różnica była mniejsza niż 0,1%, co wskazuje na bardzo dużą zgodność z tym narzędziem obliczeniowym.
EN
The aim of the work is to study the wave processes in three-winding power transformers caused by impulse overvoltage, to create an improved mathematical model for reproducing the process of distribution and transmission of the impulse in the windings of a three-winding power transformer. A mathematical model has been developed for the study of internal overvoltage in the windings of three-winding power transformers, based on the proposed substitute circuit of an infinitesimal element, taking into account the longitudinal and transverse inductive connections between the turns of the winding, the electromagnetic connections between the windings and the flux splitting from the main magnetic flux of the magnetic wire, in the form of a system of differential equations in partial derivatives using a modified method of variable separation. The formation of initial and boundary conditions for this mathematical model is presented. The results of the study of the distribution of overvoltage along the windings of a three-winding power transformer as a function of distance and time during the action of a voltage pulse on them are presented, as well as the distribution of overvoltage at different points of the winding of high, medium and low voltage as a function of time. The study of the wave processes in the windings of a three-winding power transformer makes it possible to form new approaches to the coordination of the insulation in the windings of the transformer, replacing physical experiments. The choice of insulation for high and ultra-high-voltage power transformers remains a particularly difficult engineering task since it is necessary to know the maximum voltage values at different points of the winding. The mathematical model presented can be used to create more complex models that allow a more detailed study of the wave processes.
EN
Numerical solutions in the field of modelling of the welding process constitute significant support for the production process and are one of the most difficult to perform in terms of the complexity of physical phenomena in the welding process. This is especially true when commercial software such as Abaqus, Ansys, etc. is used in the analysis, where welding conditions are not directly reflected in the modules of the software. This work is focused on the development of mathematical models of a moveable heating source taking into account various welding techniques. The simulations are carried out in Abaqus software, which, in its basic form, does not allow simulations of welding process. The presented work contains the developed mathematical and numerical models necessary for conducting numerical studies in the field of the analysis of the welding process. The presented DFLUX subroutine allows the implementation of any mathematical model of the heating source and modelling of the movement of the source along any trajectory. As a part of the research, mathematical models are developed for three completely different welding techniques: fillet welding, circumferential welding and spiral welding. Each of these three methods requires the use of a completely different approach. Based on the developed mathematical and numerical models, testing calculations are performed. Selected calculations are compared with experimental results presented in the literature. The presented results of calculations allow for the confirmation of the correctness of the developed mathematical and numerical models of heat source power distribution.
20
EN
In the article, we investigate the stability of a simple mathematical model describing the vibration of a machine. The model is characterized by a nonlinear second-order differential equation with a delay. We present a detailed stability analysis and examination of the equilibrium of this equation, providing insights into the dynamic behavior of the system. The aim of the article is to investigate the effect of body movement on equilibrium stability and to determine the value of the parameter at which body vibration occurs. The research used a methodology for solving the given type of nonlinear differential equations, for example, linearization.
first rewind previous Strona / 69 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.