Инженерные науки

А. И. Котик, Г. Г. Гаврилов МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ С УЧЕТОМ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ”, г. Саров, Нижегородской обл.

В докладе изложен современный подход к конструированию электронных устройств. Приведены примеры проектируемых конструкций СВЧ техники некоторые данные инженерных расчетов, выполненных с помощью автоматизированных систем расчета. Сформулированы основные достоинства и недостатки этих систем. На ряде примеров показана многогранность применения моделирования на этапе начального и последующего конструирования деталей и изделий.

Д. А. Лапшин, В. Б. Кайдалов, М. Г. Малыгин МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБОРУДОВАНИЯ РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВОК
ОАО “ОКБМ Африкантов”, Н.Новгород

Современный этап развития атомной энергетики характеризуется повышенными требованиями безопасности, предъявляемыми к объектам использования атомной энергии. Одним из требований обеспечения безопасности АЭУ является оценка последствий падения перемещаемого оборудования, реализация которого постулируется.
В работе приведены примеры возможных динамических воздействий на оборудование реакторных установок, на конкретном примере выполнен анализ падения внутриобъектового транспортного упаковочного комплекта с помощью программного комплекса ANSYS/LS-DYNA, основанного на методе конечных элементов.
При оценке динамической прочности конструкций, подвергающихся воздействию ударных нагрузок высокой интенсивности, основным критерием является сохранение целостности (герметичности) конструкции (отсутствие образования сквозных трещин).
Применяемый программный комплекс ANSYS/LS-DYNA позволил выполнить на высоком инженерно-техническом уровне, расчетный анализ аварийных ситуаций (проектных, запроектных, гипотетических), связанных с падением различных элементов ЯЭУ в процессе эксплуатации, при проведении регламентных работ (перегрузка топлива, плановый или внеплановый ремонт), а также при различных видах динамического воздействия без излишней степени консерватизма.

Д. А.Любимцев, А. И. Мудрилов, В. М. Шалин, Е. Ю. Давыдов, П. Н. Кавитов НОРМАЛИЗАЦИЯ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ПО КИСЛОРОДУ В ВОДЕ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

При обогащение диоксида углерода СО₂ по изотопу ¹³С центрифужным методом происходит накопление в продукте «тяжелых» изотопов кислорода – ¹⁷О, ¹⁸О. Для отделения молекулярных масс с «тяжелым» кислородом было принято решение о проведении гетерогенной реакции химического изотопного обмена. Для выполнения задач ЭП 9663 была разработана установка нормализации изотопного состава диоксида углерода по кислороду в воде. На данной установке исследовалась кинетика изотопного обмена и условия протекания изотопного обмена.
Проведенная работа по изотопному обмену позволило усовершенствовать технологию обогащения СО₂ по изотопу ¹³С свыше 99,5% для переработки больших партий сырья СО₂ (~55000 литров).

А. В. Люцко, Г. П. Кустова, В. В. Сажнов, Н. А. Тесаловский ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ГЕЛИЕВЫМ ИОНИЗАЦИОННЫМ ДЕТЕКТОРОМ В ИССЛЕДОВАНИИ КАРБИДИЗАЦИИ УРАН-ГРАФИТОВОГО ТОПЛИВА ИМПУЛЬСНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА БИГР
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

В докладе представлен метод газовой хроматографии с использованием гелиевого ионизационного детектора и его применение в экспериментах по исследованию твердофазного взаимодействия диоксида урана с углеродом в топливном материале активной зоны импульсного реактора БИГР. Процесс превращения диоксида урана в карбиды урана с образованием газообразного оксида углерода может приводить к нежелательному изменению характеристик топлива.
Целью работы являлась разработка методики выполнения измерений содержания объемных долей оксида углерода (II) в гелии с чувствительностью определения менее
10^-3 %, и ее апробация для аналитического сопровождения исследований.
В работе использовался современный газовый хроматограф «TRACE GC Ultra» с гелиевым ионизационным детектором (ГИД) и капиллярной адсорбционной разделительной колонкой типа «PLOT».
В процессе разработки методики усовершенствована система пробоотбора для обеспечения дозирования газовых проб, находящихся под разрежением. Методом абсолютной многоточечной градуировки с использованием смесей на основе государственного стандартного образца произведена калибровка детектора в диапазоне содержаний объемных долей оксида углерода от 10^-5 % до 10^-2 %. Относительная суммарная погрешность анализа не превышает 16 %.
Исследовались газовые пробы, отобранные из ампул, содержащих образцы уран-графитового топлива, после ядерного нагрева в результате облучения на реакторе БИГР. Объемная доля оксидов углерода рассматривалась в качестве количественной характеристики процесса взаимодействия.
Благодаря высокой чувствительности метод газовой хроматографии с использованием ГИД позволяет детектировать малые количества оксида углерода (II), что дает возможность выделить эффекты, обусловленные радиационным воздействием.

Д. В. Маслов, И. Н. Воронич, Б. Г. Зималин, А. И. Кедров, С. В. Мочкаев, В. В. Романов, Н. Н. Рукавишников, А. В. Савкин, С. А. Сухарев, О. В. Триканова ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ ЧИРПИРОВАННЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Доклад «Параметрические усилители чирпированных лазерных импульсов» посвящен экспериментальному и расчетному исследованию энергетики процесса параметрического усиления чирпированного лазерного импульса в фемтосекундном канале установки «Луч».
Приведены результаты экспериментов по усилению чирп-импульса в каскадах предварительного параметрического усиления и в выходном параметрическом усилителе. Получены зависимости энергии параметрически усиленного лазерного импульса от энергии накачки.
С помощью разработанной компьютерной программы проведено численное описание экспериментально полученных результатов. Получено хорошее согласие расчетов и экспериментов.
На основании полученных экспериментальных и расчетных результатов приведены рекомендации на точность временной синхронизации импульса накачки и чирпированного импульса.
Численно исследовано влияние пространственной неоднородности пучков входного сигнала и накачки на неоднородность параметрически усиленного чирпированного импульса.
На основании расчетных данных путем оптимизации временной формы и длительности импульса накачки и чирпированного импульса выработаны рекомендации для получения на фемтосекундном канале установки «Луч» чирпированных лазерных импульсов с энергией 350Дж, без увеличения энергии импульсов накачки.

Т. А. Морозова, В. А. Афанасьев, А. А. Бадыгеев, Л. Ф. Беловодский, М. П. Кужель, В. И. Сухаренко, Р. М. Тагиров, С. М. Царева СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ ГАЗОВЫХ СРЕД, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

В целях разработки системы мер по снижению пожаровзрывоопасности газовых сред, формирующихся в процессе термодеструкции органических теплоизоляционных материалов, в работе исследована возможность применения оксида меди (II) и оксида молибдена (VI). В качестве объекта исследования при этом использовалась газовая среда, образующаяся в результате совместной термодеструкции древесины, обработанной антипиреном, и пенопласта ЭТ-1, взятых в соотношении два к одному по массе. Сущность примененного в работе подхода заключается в химическом взаимодействии оксидов металлов с горючими компонентами газовой среды (водородом, оксидом углерода (II) и метаном) и превращении последних в негорючие газообразные вещества – оксид углерода (IV) и пары воды. Результаты проведенных расчетных и экспериментальных оценок показали эффективность данного подхода. Применение оксида меди (II) и оксида молибдена (VI) позволило существенным образом уменьшить содержание горючих компонентов в исследуемой газовой среде и снизить ее пожаровзрывоопасность. К примеру, при соотношении количества оксида меди (II) к убыли теплоизоляционных материалов в результате термодеструкции равном 0,11 моль/г (или 0,48 см³/см³) содержание оксида углерода (II), метана и водорода в газовой среде снизилось с 64,5 об. % до 13,5 об. %, то есть в 4,8 раза по отношению к исходной величине, а явление распространения пламени не наблюдалось даже при содержании газообразных продуктов термодеструкции в смеси с воздухом равном 38,2 об. %, что в 2,7 раза выше по сравнению с первоначальным значением.

М. В. Назарова РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ НА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

В данном докладе представлен расчет эффективности замены ламп накаливания на энергосберегающие лампы.
Цели и задачи энергетической политики предприятия заключаются в повышении эффективности использования энергии и создании условий для перехода на энергосберегающий путь развития.
Рационально организованная система освещения ведет к минимальным затратам в процессе эксплуатации. Так как затраты на электроэнергию составляют одну из ресурсоемких статей расходов, новый источник света, который представляют собой компактные люминесцентные лампы, является прекрасным выходом для уменьшения расходов на электроэнергию.
В случае замены всех ламп на энергосберегающие мы освобождаем 203,749 кВт мощности и сокращаем почти в пять раз денежные расходы за энергопотребление от ламп накаливания. Таким образом, энергосбережение обходится дешевле, чем строительство и ввод в эксплуатацию новых энергетических мощностей.

М. П. Пасечник, Э. В. Быкова, А. А. Дорофеев РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ ПЕНОЕОЛИУРЕТАНОВОЙ КОМПОЗИЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.

Проведен дробный факторный эксперимент по исследованию влияния количества гранул полистирола вспенивающегося на температуру, развивающуюся при вспенивании пенополиуретана марки ППУ-240-2, в результате которого были определены оптимальные значения варьируемых факторов:
концентрация наполнителя (гранулы ПСВ) – 50 % масс.,
содержание подвспененных гранул ПСВ в наполнителе – 10 % масс.,
время вспенивания гранул – 9 с,
размер подвспененных гранул – 1,5 мм,
размер невспененных гранул – 2 мм.
При этом минимальное значение параметра оптимизации - температуры, развивающейся при вспенивании ППУ, составило 85 °С, что на 65 °С ниже температуры, развивающейся при вспенивании чистого ППУ.

И. Г. Петкевич, Г. В. Алехин РАЗРАБОТКА И ВЕРИФИКАЦИЯ НОДАЛИЗАЦИОННОЙ СХЕМЫ РЕАКТОРА ВВЭР-1000 В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ КОРСАР/ГП НА ОСНОВЕ МЕЖДУНАРОДНЫХ ТЕСТОВЫХ ЗАДАЧ
ОАО ОКБ "ГИДРОПРЕСС", г. Подольск

В работе рассматривается сложная разветвленная нодализационная схема реактора типа ВВЭР-1000 для сопряженных теплогидравлических и нейтронно-физических расчетов в программном комплексе КОРСАР/ГП. Выполнена ее настройка и верификация с помощью двух международных задач, основанных на экспериментальных данных:

1. Задача V1000CT-2 о закрытии быстродействующего запорно-отсечного клапана на паропроводе на 6-ом энергоблоке АЭС "Козлодуй".
2. Задача об отключении 1-го из 4-х работающих главных циркуляционных насосов на 3-ем энергоблоке Калининской АЭС.

В. А. Платонов, Р. В. Баранов МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Одним из этапов проектирования современной электронной аппаратуры является компьютерное моделирование поведения приборов в заданных условиях эксплуатации. Для получения достоверных результатов моделирования необходим определенный и отработанный набор действий.
В данной работе решается задача создания методики моделирования конструкций электронных приборов. Методика позволяет моделировать поведение конструкций приборов в условиях механических нагрузок и получать отклик (перемещения, ускорения, АЧХ) любой точки конструкции прибора.