3857

Научный журнал строительства и архитектуры

11.Пинаев, С. А. Влияние полимерцементной защиты на трещиностойкость железобетонных изгибаемых элементов / С. А. Пинаев, Франсиско Савити Матиас Да Фонсека // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Высокие технологии в экологии. — 2011. — № 9. — С. 85—88.

12.Поликутин, А. Э. Прочность и трещиностойкость наклонных сечений изгибаемых элементов строительных конструкций из армокаутона: дис…. канд. техн. наук: 05.23.01 / Поликутин Алексей Эдуардович. — Воронеж, 2002. — 235 с.

13.Поликутин, А. Э. Результаты экспериментальных исследований прочности наклонных сечений каутоно-бетонных изгибаемых элементов при изменении поперечного армирования и пролета среза / А. Э. Поликутин, З. Х. Чыонг, С. А. Пинаев. — Самара, 2015. — С. 127—131.

14.Потапов, Ю. Б. Каутоны — новый класс коррозионностойких строительных материалов // Строительные материалы XXI века. — 2000. — № 9. — С. 9—10.

15.Чмыхов, В. А. Сопротивление каучукового бетона действию агрессивных сред: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Чмыхов Виталий Александрович. — Воронеж, 2002. — 224 с.

16.Behavior and Ductility of Simple and Continuous FRP Reinforced Beams / N. F. Grace, A. K. Soliman, G. A. Sayed [et al.] // ASCE Journal of Composites for Construction. — 1998. — № 2. — P. 186—194.

17.Comparative Analysis of Strength and Crack Resistance of Normal Sections of Bent Elements of T-Sections, Made of Rubber Concrete, Cauton Reinforcement and Concrete / Y. Potapov, A. Polikutin, D. Panfilov [et al.] // MATEC Web of Conferences. — 2016. — № 73. — DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/20167304018.

18.Gorninski, J. P. Comparative Assessment of Isophtalic and Orthophtalic Polyester Polymer Concrete: Different Costs, Similar Mechanical Properties and Durability / J. P. Gorninski D. C. Dal Molin, C. S. Kazmierczak // Construction and Building Materials. — 2007. — Vol. 21, Issue 3. — P. 546—555.

S.H. Wang // Construction and Building Materials. — 2004. — Vol. 18, Issue 9. — P. 669—673.

21.Strengthening Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer (FRP) Laminates /

N.F. Grace, G. A. Sayed, A. K. Soliman [et al.] // ACI Structural Journal. — 1999. — № 188 (8). — P. 865—875.

22.Swamy, R. N. Deformation and Ultimate Strength in Flexure of Reinforced Concrete Beams Made with Steel Fiber Concrete / R. N. Swamy, Sa’ad A. AI-Ta’an // Journal Proceedings. — 1981. — № 78. — P. 395—405.

References

1. Borisov, Yu. M. Dispersno armirovannye stroitel'nye kompozity / Yu. M. Borisov, D. V. Panfilov,

S.V. Kashtanov, E. M. Yudin // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2010. — № 2 (5). — S. 32—37.

2.Borisov, Yu. M. Issledovanie nesushchei sposobnosti normal'nykh sechenii dvukhsloinykh kautonobetonnykh izgibaemykh elementov / Yu. M. Borisov, A. E. Polikutin, Nguen Fan Zui // Vestnik Tsentral'nogo regional'nogo otdeleniya RAASN. — 2010. — Vyp. 9. — S. 133 — 137.

3.Borisov, Yu. M. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie normal'nykh sechenii dvukhsloinykh kautono-betonnykh izgibaemykh elementov stroitel'nykh konstruktsii / Yu. M. Borisov, A. E. Polikutin, Nguen Fan Zui // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2010. — № 2. — S. 18—24.

4.Zadachi i metodika eksperimental'nykh issledovanii normal'nykh sechenii izgibaemykh elementov tavrovogo profilya iz armokautona / Yu. M. Borisov, A. E. Polikutin, A. S. Chudinov [et al.] // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Ser.: Vysokie tekhnologii. Ekologiya. — 2011. — № 1. — S. 52—57.

5.Issledovanie raspredeleniya defektov v strukture fibrokautona metodom Monte-Karlo / O. L. Figovskii, Yu. B. Potapov, D. V. Panfilov [et al.] // Vostochno-Evropeiskii zhurnal peredovykh tekhnologii. — 2014. — T. 6, № 11 (72). — S. 21—25.

6. Levchenko, A. V. Fibrokauton i konstruktsii na ego osnove / A. V. Levchenko, P. A. Zyabukhin,

T.O. Oforkadzha // Nauchnaya opora Voronezhskoi oblasti: sb. nauch. st. — Voronezh, 2017. — S. 197—199.

7.Nguen, Fan Zui. Dvukhsloinye kautono-betonnye izgibaemye elementy stroitel'nykh konstruktsii: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.01 / Nguen Fan Zui. — Voronezh, 2010. — 185 s.

8.Panfilov, D. V. Dispersno armirovannye stroitel'nye kompozity na osnove polibutadienovogo oligomera: dis…. kand. tekhn. nauk: 05.23.05 / Panfilov Dmitrii Vyacheslavovich. — Voronezh, 2004. — 188 c.

9.Perekal'skii, O. E. Stroitel'nye kompozity na osnove polibutadienovykh oligomerov dlya zashchity ot radiatsii: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.05 / Perekal'skii Oleg Evgen'evich. — Voronezh, 2006. — 174 s.

10.Pinaev, S. A. Korotkie szhatye elementy stroitel'nykh konstruktsii iz effektivnogo kompozita na osnove butadienovogo polimera: dis. … kand. tekhn. nauk / Sergei Aleksandrovich Pinaev. — Voronezh, 2001. — 191 s.

11.Pinaev, S. A. Vliyanie polimertsementnoi zashchity na treshchinostoikost' zhelezobetonnykh izgibaemykh elementov / S. A. Pinaev, Fransisko Saviti Matias Da Fonseka // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Vysokie tekhnologii v ekologii. — 2011. — № 9. — S. 85—88.

12.Polikutin, A.E.Prochnost' i treshchinostoikost' naklonnykh sechenii izgibaemykh elementov stroitel'nykh konstruktsiiizarmokautona:dis….kand.tekhn.nauk:05.23.01/PolikutinAlekseiEduardovich.—Voronezh,2002.—235s.

20

13. Polikutin, A. E. Rezul'taty eksperimental'nykh issledovanii prochnosti naklonnykh sechenii kautonobetonnykh izgibaemykh elementov pri izmenenii poperechnogo armirovaniya i proleta sreza / A. E. Polikutin,

Z.Kh. Chyong, S. A. Pinaev. — Samara, 2015. — S. 127—131.

14.Potapov, Yu. B. Kautony — novyi klass korrozionnostoikikh stroitel'nykh materialov // Stroitel'nye materialyXXI veka. — 2000. — № 9. — S. 9—10.

15.Chmykhov, V. A. Soprotivlenie kauchukovogo betona deistviyu agressivnykh sred: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.05 / Chmykhov Vitalii Aleksandrovich. — Voronezh, 2002. — 224 s.

of T-Sections, Made of Rubber Concrete, Cauton Reinforcement and Concrete / Y. Potapov, A. Polikutin, D. Panfilov [et al.] // MATEC Web of Conferences. — 2016. — № 73. — DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/20167304018.

18. Gorninski, J. P. Comparative Assessment of Isophtalic and Orthophtalic Polyester Polymer Concrete: Different Costs, Similar Mechanical Properties and Durability / J. P. Gorninski D. C. Dal Molin, C. S. Kazmierczak // Construction and Building Materials. — 2007. — Vol. 21, Issue 3. — P. 546—555.

S.H. Wang // Construction and Building Materials. — 2004. — Vol. 18, Issue 9. — P. 669—673.

21.Strengthening Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer (FRP) Laminates /

N.F. Grace, G. A. Sayed, A. K. Soliman [et al.] // ACI Structural Journal. — 1999. — № 188 (8). — P. 865—875.

22.Swamy, R. N. Deformation and Ultimate Strength in Flexure of Reinforced Concrete Beams Made with Steel Fiber Concrete / R. N. Swamy, Sa’ad A. AI-Ta’an // Journal Proceedings. — 1981. — № 78. — P. 395—405.

EXPERIMENTAL STUDIES OF CRACK-RESISTANCE OF NORMAL SECTIONS OF BENDING ELEMENTS FROM RUBCON AND FIBRORUBCON

A. E. Polikutin 1, D. E. Barabash 2, A. V. Levchenko 3, D. N. Korotkikh 4

Voronezh State Technical University 1, 2, 3, 4

Russia, Voronezh

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Building Structures, Basis and Foundations Named after Prof. Yu. M. Borisov, e-mail: a.pl@mail.ru

2D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Building Structures, Basis and Foundations Named after Prof. Yu. M. Borisov, e-mail: barabash60170@yandex.ru

3PhD student of the Dept. of Building Structures, Basis and Foundations Named after Prof. Yu. M. Borisov, tel.: +7-920-228-01-08, e-mail: Alevchenko@vgasu.vrn.ru

4D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Building Structures of Basis and Foundations

Named after Prof. Yu. M. Borisov, e-mail: korotkih.dmitry@gmail.ru

Statement of the problem. Rubber concrete (abbreviated as rubcon) is a material obtained based on liquid synthetic rubber with the addition ofa curing group, coarse andfine aggregate. Constructions based on it have a number ofpositive characteristics which arenecessaryfor buildings and structures operated in especiallyaggressive environments. An addition of a dispersed reinforcement makes it possible to improve the tensile strength of the construction, therebyincreasing the crack resistance of cross-sections of the structural element. Metal cord fibersareselected asa fiber sincerubcon hasthegreatest adhesion tometal surfaces.

Results. The paper presents the results of experimental studies of the crack resistance of normal sections of beams made of rubcon and fibrorubcon, i. e. with a dispersed reinforcement and without it, namely, shows the maximum valuesofthewidth ofthecrack opening,thevaluesofthebendingmoment ofcracking.

Conclusions. We are the first to have studied the effect of a disperse reinforcement on the crack resistance rubber concrete bending elements. The effect of this particular reinforcement on the rate of development of cracks, their width and their number in bending elements of rubber concrete was shown. It is established that an addition of fiber reinforcement increases the moment of crack formation and the value of the width of a crack opening.

Keywords: rubcon, rubber concrete, fiber, fibrorubcon, beam, normal section, rectangular section, crack resistance.

21

Научный журнал строительства и архитектуры

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ

DOI 10.25987/VSTU.2019.53.1.002

УДК 681.121.8 : 553.981

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УЧЕТ МАЛЫХ РАСХОДОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ НОВОГО ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА

О. А. Гнездилова 1, М. Я. Панов 2

Московский государственный строительный университет 1 Россия, г. Москва

Воронежский государственный технический университет 2 Россия, г. Воронеж

1Канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, e-mail: gnezdilovakgtu@mail.ru,

тел.: +7-903-873-89-16

2Д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, тел.: (473)271-53-21

Постановка задачи. Описывается новый, разрабатываемый программный продукт для измерения малых расходов природного газа.

Результаты и выводы. Рассмотрены основные параметры разрабатываемой программы для измерения малых расходов природного газа. Программа позволит производить обработку и визуализацию поступающих данных с целью определения линейной скорости частиц в газе в ядре вихря, а также оценивать влияние взвешенной фазы на изменения статического и динамического давлений. Полученные результаты исследования и программа могут найти применение в системах энергопотребления и энергосбережения газовой отрасли и в сфере ЖКХ. В отличие от серийно выпускаемых приборов, решающих аналогичную задачу, наглядное изображение изменения давления движения газа в приборе позволит получить дополнительную информацию о малых расходах измеряемой газовой среды и об увеличении чувствительности прибора.

Ключевые слова: расход природного газа, автоматизированные системы учета, программа учета, энергопотребление, энергосбережение, жилищно-коммунальное хозяйство.

Введение. В настоящей статье рассматривается новая автоматизированная система учета малых расходов газа. Область реализации автоматизированных систем коммерческого учета потребления газа устанавливается для всех потребителей природного газа. Автоматизированные системы имеют централизованную структуру, включающую нижний уровень — контролируемые пункты, и верхний уровень — центральный диспетчерский пункт, который реализуется в виде автоматизированных рабочих мест, связанных локальной вычислительной сетью [10].

Автоматизированные системы управления охватывают: газораспределительные станции; газорегуляторные пункты в сетях высокого и среднего давления; газорегуляторные пункты, питающие кольцевые и тупиковые (с расходом свыше 1000 м3/ч) сети, и газорегуляторные пункты, расположенные в населенных пунктах. В составе автоматизированных сис-

© Гнездилова О. А., Панов М. Я., 2019

22

тем управления содержатся информационные функциональные подсистемы, осуществляющие оперативный контроль технологического процесса распределения газа.

В общем случае течение газа в газопроводах является нестационарным процессом, что обусловлено в основном нестационарностью режима потребления.

Гидравлические процессы в газопроводах низкого давления рекомендуется описывать с помощью модели установившегося потокораспределения в приближенной квазистационарной постановке эксплуатационной задачи. Это связано с исчезающе малыми значениями производной по времени объемного расхода газа [7]. Вместе с тем режим газопотребления, будучи квазистационарным, зависит от времени функционирования системы по часам суток, недель, месяцев и т. д., фиксируя очередность подключения различных видов нагрузок. Время в этом случае выступает как параметр.

1. Описание программы для измерения малых расходов природного газа. Для исполнения функций оперативного контроля, анализа технологического процесса измерения расхода газа, формирования и передачи сигнала должны быть обеспечены периодичность измерения и контроль параметров функционирования системы, не превышающие 5 с [10].

Функциональное назначение программы состоит в том, что программа производит обработку и визуализацию поступающих данных с целью определения линейной скорости частиц в газе в ядре вихря, а также оценивает влияние взвешенной фазы на изменения статического и динамического давлений.

Математическое описание закрученного аэродинамического потока и непосредственное сравнение полей осевых и вращательных скоростей доказывает, что кинематическое подобие внутренних закрученных потоков может быть определено двумя основными безразмерными параметрами — интегральным Ф* и локальным tgϕω. Известно, что эти параметры связаны между собой однозначно. Это позволяет использовать эту связь для обобщения опытных данных. Параметр Ф* наиболее часто используется как рабочая характеристика полностью или частично закрученных потоков, а параметр tgϕω — для пристенных закрученных струй и частично закрученных по всей длине потоков (спиральное оребрение, проволочные завихрители и т. п.).

Параметр tgϕω равен предельному (поверхностному) тангенсу угла закрутки потока и является отношением поверхностных касательных напряжений трения в тангенциальном и осевом направлениях. Интегральный параметр Ф* характеризует отношение момента количества движения M к осевому количеству движения K в произвольном нормальном к осевой скорости потока сечении и длине линейного размера канала :

где R — внутренний радиус канала.

При малых расходах газа для увеличения чувствительности измерительных приборов применяют вихревые измерители со встроенными струезакручивающими аппаратами в виде аксиально-тангенциальных завихрителей, смонтированных в виде насадок соответственно на входе и выходе измерительной трубки. Измерение расхода газа производится с помощью вихревого расходомера

Вращающийся поток, который создается входным струезакручивающим аппаратом № 1, имеет центральную область, не совершающую поступательное движение. Наличие данной области значительно влияет на линейность выходных характеристик прибора, что сказывается при изменении физико-технических характеристик измеряемой среды (например, вязкости, давления и т. д.). Для устранения указанного недостатка применяется второй струезакручивающий аппарат № 2, который закручивает приходящий поток в обратном направле-

23

Научный журнал строительства и архитектуры

нии. Это позволяет компенсировать влияние вязкости на показание прибора и снизить естественные потери напора. Эффективная площадь второго струезавихрителя меньше, чем первого, поэтому при смешении внешней и внутренней вращающихся струй суммарная скорость и направление вращения формируются внешней струей с большей мощностью от насадки № 1. Внутренняя, отраженная струя от насадки № 2 тормозит вращение внешней. Очевидно, что вязкость измеряемой среды изменяет скорость вращения обеих струй. Но так как уменьшение скорости вращения внутренней струи вызывает уменьшение торможения результирующего вращающегося потока, его угловая скорость остается постоянной и не зависет от вязкости. Подобная схема используется с завихрителями в виде патрубок-насадок, в которые газ поступает тангенциально к поверхности аппарата во взаимообратных направлениях соответственно от каждой насадки.

Программа будет представлять интерес для конструкторских и проектных организаций, занимающихся разработкой новой измерительной техники.

2. Перспективы реализации. Разработанная программа сможет обеспечить:

определение линейной скорости частиц в газе в ядре вихря;

определение давления вихря снаружи ядра вихря;

циркуляцию скорости для ядра вихря в полярных координатах;

определение геометрического параметра АТ-завихрителя;

определение роста интенсивности закрутки потока;

графический вывод на экран зависимости распределения осевой и тангенциальной скоростей от приведенного радиуса слоя;

определяет влияние взвешенной фазы на изменения статического и динамического

давлений, выводя на экран суммарные изменения давления Р.

Программа предназначена для использования в сфере ЖКХ, в газовой промышленности, в научной и практической работе. В отличие от серийно выпускаемых приборов, решающих аналогичную задачу, наглядное изображение изменения давления движения газа в приборе позволит получить дополнительную информацию о малых расходах измеряемой газовой среды и об увеличении чувствительности прибора.

В то же время программа будет иметь одно ограничение: продукт не предназначен для определения больших расходов газа.

Программное средство будет работать под управлением многозадачной операционной системы с графическим интерфейсом или другой программно совместимой операционной системы. Для работы программы необходим персональный компьютер с процессором, оперативная память не менее 64 Мб, жесткий диск объемом не менее 10 Гб. Для распечатки результата работы необходим принтер, поддерживающий функции печати графики.

Разработанное программное обеспечение может устанавливаться и использоваться в мобильных диагностических и исследовательских комплексах.

Для работы программы не требуется дополнительных программных средств. Работа с программой не требует специальной подготовки. Пользователю необходимо уметь уверенно работать с интерфейсом операционной системы Windows. Опытная эксплуатация новой программы обеспечит самостоятельное освоение работы с интерфейсом в течение 5—10 минут.

Одним из достоинств программного продукта является то, что при необходимости возможна его доработка и модернизация с целью расчета дополнительных параметров и стыковки с используемыми аппаратными средствами записи пульсовой волны.

Данная работа проводится в рамках проекта для получения первичных научных результатов, обеспечивающих расширение участия подведомственных образовательных организация в реализации национальной технологической инициативы № 13.11847.2018/11.12 «Разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущениям» Московского государственного строительного университета.

24

Выводы. В статье рассмотрены основные параметры разрабатываемой программы для измерения малых расходов природного газа. Программа позволит производить обработку и визуализацию поступающих данных с целью определения линейной скорости частиц в газе в ядре вихря, а также оценивать влияние взвешенной фазы на изменения статического и динамического давлений.

Особенностью разрабатываемого продукта является то, что для работы с ним не требуется ни специальной подготовки, ни дополнительных программных средств. Опытная эксплуатация новой программы обеспечит самостоятельное освоение работы с интерфейсом в течение 5—10 минут. Кроме того, при необходимости возможна доработка и модернизация программы с целью расчета дополнительных параметров и стыковки с используемыми аппаратными средствами записи пульсовой волны.

Полученные результаты исследования и программа могут найти применение в системах энергопотребления и энергосбережения газовой отрасли и в сфере ЖКХ. В отличие от серийно выпускаемых приборов, решающих аналогичную задачу, наглядное изображение изменения давления движения газа в приборе позволит получить дополнительную информациюо малых расходах измеряемой газовой среды и об увеличении чувствительности прибора.

Библиографический список

1.Гнездилова, О. А. Математическая модель системы газоснабжения низкого давления как энергосберегающей схемы оперативного управления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 3 (15). — С. 32—28.

2.Гнездилова, О. А. Некоторые положения вихревых процессов как основа для расчета параметров струезакручивающих аппаратов тепловых пунктов / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев, В. Ф. Степанов // Известия Курского государственного технического университета. — 2007. — № 2 (19). — С. 42—44.

3.Гнездилова, О. А. Основные положения расчета теплотехнических параметров струезакручивающих аппаратов / О. А. Гнездилова // Материалы и упрочняющие технологии — 2007: сб. материалов XIV российской науч.-техн. конф., Курск, 16—18 октября 2007 г. — Курск, 2007. — С. 219 —224.

4.Гнездилова, О. А. Основы моделирования процесса управления городскими системами газоснабжения среднего и высокого давления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 3 (15). — С. 39—46.

5.Гнездилова, О. А. Повышение точности измерений в технологии производства строительных материалов / О. А. Гнездилова // Современные проблемы технического, естественнонаучного и гуманитарного знания: сб. докладов науч.-практ. конф. — Старый Оскол 2005. — С. 260—261.

6.Гнездилова, О. А. Управление энергосбережением в системах теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения / О. А. Гнездилова, В. Ф. Степанов // Материалы XXXIV университетской науч.-техн. конф. студентов иаспирантов в области научных исследований«Молодежь и XXI век». — Курск, 2006. — С. 80—82.

7.Гнездилова, О. А. Устройства стратификации как устройства, повышающие эффективность контроля и управления теплоносителем / О. А. Гнездилова // Материалы и упрочняющие технологии — 2007: сб. материалов XIV российской науч.-техн. конф., Курск, 16 —18 октября 2007 г. — Курск, 2007. — С. 225—231.

8.Кобелев, Н. С. Динамика образования вихревой воронки всасывающим компрессором горной машины в условиях проведения открытых работ / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, Н. Е. Семичева, В. А. Лапин // Вибрационные машины и технологии: сб. трудов. — Курск, 2008. — С. 689 —694.

9.Кобелев, Н. С. Значение приборов для измерения расхода, а также для повышения энергетической эффективности транспортировки теплоносителя / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова // Мат. междунар. акад. чтений «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения». — Курск, 2006. — С. 39—42.

10.Основы автоматического регулирования и управления / под ред. В. М. Пономарева, А. П. Литвинова. — М.: Высш. шк., 1974. — 439 с.

11.Панов, М. Я. Модели потокораспределения в гидравлических сетях, основанные на вариационном подходе / М. Я. Панов, И. С. Квасов // Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы: сб. тр. — Воронеж: Политехнич. ин-т, 1991. — С. 101—108.

12.Панов, М. Я. Универсальная математическая модель потокораспределения гидравлических сетей и условия ее совместимости с оптимизационными задачами / М. Я. Панов, И. С. Квасов, А. М. Курганов // Известия вузов. Строительство. — 1992. — № 11—12. — С. 91—95.

13.Пат. 2251081 РФ, МПК7 G 01F 1/32, 15/12. Счетчик-расходомер / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, И. С. Захаров; заявитель и патентообладатель КурскГТУ. — № 2003112072/28; заявл. 24.04.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № и (II ч.).

25

Научный журнал строительства и архитектуры

№2007102345/22; заявл. 22.01.07; опубл. 10.09.07, Бюл. № 25.

16.Clavelloux, N. Analyse Mathematique De Quelques Problemes Poses Par Le Gyroscope Electrostatique / N. Clavelloux, R. Mathey// Doc-Air-Espace. 1966. — № 100. — P. 3—12.

17. High-Order Finite Volume Methods for Viscoelastic Flow Problems / M. Aboubacar, T. N. Phillips,

B.A. Snigerev [et al.] // Physics. V. — 2004. — № 199. — P. 16—40.

18.Modelling Pom-Pom Type Models with High-Order Finite Volume Schemes / M. Aboubacar, J. P. Aguayo, P. M. Phillips [et al.] // J. Non-Newtonian Fluid Mech. — 2005. — Vol. 126. — P. 207—220.

19.US pat. No. 3.642.334, cl. 308-10, 15.2. Electrostatic Support System / J L. Atkinson. — 1972.

References

1.Gnezdilova, O. A. Matematicheskaya model' sistemy gazosnabzheniya nizkogo davleniya kak energosberegayushchei skhemy operativnogo upravleniya / O. A. Gnezdilova, N. S. Kobelev // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2009. — № 3 (15). — S. 32—28.

2.Gnezdilova, O. A. Nekotorye polozheniya vikhrevykh protsessov kak osnova dlya rascheta parametrov struezakruchivayushchikh apparatov teplovykh punktov / O. A. Gnezdilova, N. S. Kobelev, V. F. Stepanov // Izvestiya Kurskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2007. — № 2 (19). — S. 42—44.

sb. materialov XIV rossiiskoi nauch.-tekhn. konf., Kursk, 16 —18 oktyabrya 2007 g. — Kursk, 2007. — S. 219 —224.

6.Gnezdilova, O. A. Upravlenie energosberezheniem v sistemakh teplosnabzheniya, otopleniya i goryachego vodosnabzheniya / O. A. Gnezdilova, V. F. Stepanov // MaterialyXXXIV universitetskoi nauch.-tekh. konf. studentov i aspirantov v oblasti nauchnykh issledovanii «Molodezh' i XXI vek». — Kursk, 2006. — S. 80—82.

7.Gnezdilova, O. A. Ustroistva stratifikatsii kak ustroistva, povyshayushchie effektivnost' kontrolya i upravleniya teplonositelem / O. A. Gnezdilova // Materialy i uprochnyayushchie tekhnologii — 2007: sb. materialov XIV rossiiskoi nauch.-tekhn. konf., Kursk, 16 —18 oktyabrya 2007 g. — Kursk, 2007. — S. 225 —231.

8.Kobelev, N. S. Dinamika obrazovaniya vikhrevoi voronki vsasyvayushchim kompressorom gornoi mashiny v usloviyakh provedeniya otkrytykh rabot / N. S. Kobelev, O. A. Gnezdilova, N. E. Semicheva, V. A. Lapin // Vibratsionnye mashinyi tekhnologii: sb. trudov. — Kursk, 2008. — S. 689 —694.

9.Kobelev, N. S. Znachenie priborov dlya izmereniya raskhoda, a takzhe dlya povysheniya energeticheskoi effektivnosti transportirovki teplonositelya / N. S. Kobelev, O. A. Gnezdilova // Mat. mezhdunar. akad. chtenii «Bezopasnost' stroitel'nogo fonda Rossii. Problemyi resheniya». — Kursk, 2006. — S. 39—42.

10.Osnovy avtomaticheskogo regulirovaniya i upravleniya / pod red. V. M. Ponomareva, A. P. Litvinova. — M.: Vyssh. shk., 1974. — 439 s.

11.Panov, M. Ya. Modeli potokoraspredeleniya v gidravlicheskikh setyakh, osnovannye na variatsionnom podkhode / M. Ya. Panov, I. S. Kvasov // Teploobmen v energeticheskikh ustanovkakh i povyshenie effektivnosti ikh raboty: sb. tr. — Voronezh: Politekhnich. in-t, 1991. — S. 101—108.

12.Panov, M. Ya. Universal'naya matematicheskaya model' potokoraspredeleniya gidravlicheskikh setei i usloviya ee sovmestimosti s optimizatsionnymi zadachami / M. Ya. Panov, I. S. Kvasov, A. M. Kurganov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 1992. — № 11—12. — S. 91—95.

13.Pat. 2251081 RF, MPK7 G 01F 1/32, 15/12. Schetchik-raskhodomer / N. S. Kobelev, O. A. Gnezdilova, I. S. Zakharov; zayavitel' i patentoobladatel' KurskGTU. — № 2003112072/28; zayavl. 24.04.03; opubl. 27.04.05,

26

16.Clavelloux, N. Analyse Mathematique De Quelques Problemes Poses Par Le Gyroscope Electrostatique / N. Clavelloux, R. Mathey// Doc-Air-Espace. 1966. — № 100. — P. 3—12.

17. High-Order Finite Volume Methods for Viscoelastic Flow Problems / M. Aboubacar, T. N. Phillips,

B.A. Snigerev [et al.] // Physics. V. — 2004. — № 199. — P. 16—40.

18.Modelling Pom-Pom Type Models with High-Order Finite Volume Schemes / M. Aboubacar, J. P. Aguayo, P. M. Phillips [et al.] // J. Non-Newtonian Fluid Mech. — 2005. — Vol. 126. — P. 207—220.

19.US pat. No. 3.642.334, cl. 308-10, 15.2. Electrostatic Support System / J L. Atkinson. — 1972.

AUTOMATED REGISTRATION OF SMALL-SCALE NATURAL GAS CONSUMPTION

USING A NEW SOFTWARE PRODUCT

O. A. Gnezdilova 1, М. Ya. Panov 2

Moscow State University of Civil Engineering 1

Russia, Moscow

Voronezh State Technical University 2

Russia, Voronezh

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Ventilation, e-mail: gnezdilovakgtu@mail. ru, tel.: +7-903-873-89-16

2D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel.: (473)271-53-21

Statement of the problem. A new developed software product for measuring small-scale consumption of natural gas is described.

Results and conclusions. The major parameters of the developed software for measuring small-scale consumption of natural gas are considered. The software would allow the processing and visualization of incoming data in order to determine the linear velocity of gas particles in the swirl nuclear as well as to evaluate the effect of the weighed phase on changes in the static and dynamic pressure.

The obtained results of the research and software can be applied in energy supply and energy-saving systems in gas industry and communal household services. Unlike similar mainstream devices, visualization of changes in the gas pressure in the device would allow one to get extra information on small-scale consumption of the measured gas environment and an increase in the sensitivityof the device.

Keywords: natural gas consumption, automated registration systems, registration software, energyconsumption, energy saving, communal household services.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОБЪЯВИЛА О КОНКУРСАХ

НА СОИСКАНИЕ ЗОЛОТЫХ МЕДАЛЕЙ И ПРЕМИЙ ИМЕНИ ВЫДАЮЩИХСЯ УЧЁНЫХ

Вцелях поощрения ученых за научные труды, научные открытия и изобретения, имеющие важное значение для науки и практики, РАН объявила конкурсы на соискание золотых медалей и премий имени выдающихся ученых.

Золотые медали присуждаются за выдающиеся научные работы, открытия и изобретения или по совокупности работ большого научного и практического значения.

Вконкурсах могут участвовать лишь отдельные лица персонально. Премии присуждаются за отдельные выдающиеся научные работы, открытия, изобретения, а также за серии научных работ по единой тематике.

На соискание премий могут быть представлены работы или серии работ единой тематики, как правило, отдельных авторов. При представлении работ выдвигаются лишь ведущие авторы, причем не более 3-х человек.

Подробная информация о конкурсах размещена на официальном сайте РАН: http://www.ras.ru.

27

Научный журнал строительства и архитектуры

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

DOI 10.25987/VSTU.2019.53.1.003

УДК 625.7/8

АНАЛИЗ НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

НЕЖЕСТКОГО ТИПА ПО ДОПУСКАЕМОМУ УПРУГОМУ ПРОГИБУ

С. А. Сенибабнов1, К. А. Андрианов2, А. Ф. Зубков3

Тамбовский государственный технический университет1, 2, 3 Россия, г. Тамбов

1Аспирант кафедры городского строительства и автомобильных дорог, тел.: (4752) 63-09-20, 63-03-72, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

2Канд. техн. наук, доц., зав. кафедрой городского строительства и автомобильных дорог,

e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

3 Д-р техн. наук, проф. кафедры городского строительства и автомобильных дорог, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

Постановка задачи. Действующими нормативными документами ОДН 218.046-01 и МОДН 2-2001 по проектированию нежестких дорожных одежд в качестве расчетных параметров подвижной нагрузки на дорожную одежду принимается удельное давление колеса на дорожное покрытие 0,6 МПа при нормативной статической нагрузке на ось 100, 115 и 130 кН, что не всегда соответствует современным требованиям. Принятый в 2018году предварительный национальный стандарт РФ ПНСТ 265-2018 предусматривает повышенные требования к прочностным характеристикам дорожных одежд и межремонтным срокам автомобильных дорог, уточняет значения минимального требуемого модуля упругости дорожной одежды с учетом современных условий эксплуатации.

Результаты. По результатам проведенного анализа нормативной документации по проектированию дорожных одежд нежесткого типа установлены аналитические зависимости допускаемого модуля упругости дорожной одежды в зависимости от категории дороги, группы расчетной нагрузки, толщины слоя покрытия и интенсивности движения. Представлены результаты расчетов требуемого модуля упругости дорожной одежды как по ОДН 218.046-01 и МОДН 2-2001, так и по ПНСТ 265-2018.

Выводы. На основе проведенного анализа установлено влияние транспортного потока на прочностные характеристики дорожных покрытий. Предложены аналитические зависимости для расчета требуемого модуля упругости дорожной одежды с учетом параметров транспортного потока, категории дороги и конструкции дорожной одежды в целом.

Ключевые слова: транспортная нагрузка, интенсивность движения, модуль упругости, категория дороги, дорожная одежда, толщина слоя покрытия.

1. Анализ состояния вопроса. Увеличение интенсивности движения при одновременном росте осевых нагрузок от транспортных средств на дорожные одежды в современных условиях эксплуатации автомобильных дорог требует уточнения действующих нормативных документов по проектированию дорожных одежд с учетом их прочностных характеристик. При разработке проектной документации на строительство автомобильной дороги за основу принимается перспективная (прогнозируемая) интенсивность движения транспортных средств,

© Сенибабнов С. А., Андрианов К. А., Зубков А. Ф., 2019

28

на основе которой определяется техническая категория автомобильной дороги. С учетом до- рожно-климатической зоны и категории дороги определяются конструктивные параметры дорожной одежды с соответствующим межремонтным сроком службы и коэффициентом надежности, которые обеспечиваются при соответствующем коэффициенте прочности [2—7, 10—13, 16—20].

Надежность является обобщающим показателем транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги, под которым понимают вероятность обеспечения среднегодовой скорости транспортного потока, близкой к оптимальной, в течение нормативного срока службы дорожной одежды. Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент разрушения. Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. Коэффициент прочности вновь проектируемой конструкции должен быть таким, чтобы в заданный межремонтный период не наступил отказ по прочности с вероятностью более заданной, т. е. чтобы была обеспечена заданная (требуемая) надежность. Нормативными документами ОДН 218.046-01 и МОДН 2-2001 установлены уровни надежности автомобильной дороги, которые для дорог I—IV технических категорий с покрытиями капитального типа находятся в пределах от 0,98—0,90.

Повышение требований к росту межремонтного срока службы автомобильных дорог можно обеспечить за счет увеличения прочностных характеристик дорожных одежд, что нашло отражение в документе ПНСТ 265-2018, принятом в мае 2018 года, в котором изменены уровни надежности дороги, межремонтные сроки и прочностные характеристики дорожных одежд. Так, для дорог I категории уровень надежности дороги должен быть не ниже 0,98, а для дорог II и III технических категорий он составляет 0,95 и 0,92 соответственно, для IV категории — 0,90.

Заданная надежность автомобильной дороги может быть обеспечена при соответствующем коэффициенте прочности, зависящем от категории дороги. Анализ нормативных документов показал, что с изменением уровня надежности изменились требования к коэффициенту прочности дорожной одежды. Если для дорог I и II категорий коэффициент прочности по критерию упругого прогиба (по допускаемому упругому прогибу) дорожной одежды согласно ПНСТ 265-2018 соответствует требуемой надежности, то для дорожных одежд III и IV категорий изменения существенны. Так, для дорожных одежд III категории при снижении уровня надежности с 0,95 до 0,92 требования к коэффициенту прочности по допускаемому упругому прогибу остались на уровне надежности 0,95. Повышен требуемый коэффициент прочности и уровень надежности для дорожных одежд дорог IV технической категории.

На рис. 1 представлена зависимость коэффициента прочности по допускаемому упругому прогибу в зависимости от категории дороги при заданном уровне надежности согласно нормативным документам ОДН 218.04601, МОДН 2-2001 и ПНСТ 265-2018.

Из рис. 1 видно, что принимаемая надежность автомобильной дороги, определяет требования по прочности к дорожной одежде. В зависимости от категории дороги численное значение коэффициента прочности по допускаемому упругому прогибу Кп при заданном уровне надежности Ку может быть определено по приведенным ниже зависимостям

(ОДН 218.046-01, МОДН 2-2001):

при Ку = 0,98 для дорог I—III категорий: Кп 1,61е 075К ;

при Ку = 0,90 для дорог III—IV категорий: Кп 0,139ln(К) 1,25;

где К — категория дороги. Коэффициент корреляции зависимостей находится в интервале

0,98—1,0.

29