Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия "Энергетика" №3 2021

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Учредитель – Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» Журнал освещает актуальные теоретические и практические проблемы энергетики и электротехники, результаты научно-исследовательских работ, передовой опыт, определяющий направление и развитие научных исследований, публикует материалы научных конференций и совещаний. Основной целью журнала является консолидация сообщества ученых и практиков, способствование в формировании и развитии наиболее перспективных направлений исследовательской практики, представление информации о научных исследованиях и достижениях. Редакционная коллегия: Радионов А.А., д.т.н., проф. (главный редактор) (Челябинск) Функ Т.А., к.т.н., доц. (ответственный секретарь) (Челябинск) Редакционный совет: Агапитов Е.Б., д.т.н., доц. (Магнитогорск) Алюков С.В., д.т.н., доц. (Челябинск) Беспалов В.Я., д.т.н., проф. (Москва) Браславский И.Я., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Бродов Ю.М., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Бутырин П.А., д.т.н., проф., чл.-корр. РАН (Москва) Валеев Р.Г., к.т.н., доц. (Челябинск) Воронин С.Г., д.т.н., проф. (Челябинск) Ганджа С.А., д.т.н., проф. (Челябинск) Гладышев С.П., д.т.н., проф. (Дирборн, США) Гольдштейн М.Е., к.т.н., проф. (Челябинск) Гордон Я., Ph.D. (Миссиссога, Канада) Горожанкин А.Н., к.т.н., доц. (Челябинск) Григорьев М.А., д.т.н., доц. (Челябинск) Дзюба М.А., к.т.н., доц. (Челябинск) Домрачев В.Г., д.т.н., проф. (Москва) Дудкин М.М., д.т.н., доц. (Челябинск) Исмагилов Ф.Р., д.т.н., проф. (Уфа) Карандаев А.С., д.т.н., проф. (Челябинск) Кирпичникова И.М., д.т.н., проф. Кодкин В.Л., д.т.н., проф. (Челябинск) Козярук А.Е., д.т.н., проф. (Санкт-Петербург) Колганов А.Р., д.т.н., проф. (Иваново) Корнилов Г.П., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Куликова Л.В., д.т.н., проф., чл.-корр. САН ВШ (Барнаул) Лятхер В.М., д.т.н., проф. (Кливленд, США) Мещеряков В.Н., д.т.н., проф. (Липецк) Пятибратов Г.Я., д.т.н., проф. (Новочеркасск) Резник Л.Ф., Ph.D. (Ришон-ле-Цион, Израиль) Сарваров А.С., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Тума И., д.т.н., проф. (Прага, Чешская Республика) Торопов Е.В., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Фёдоров О.В., д.т.н., проф. (Нижний Новгород) Хохлов Ю.И., д.т.н., проф. (Челябинск) Хусаинов Ш.Н., д.т.н., проф. (Челябинск) Шевырёв Ю.В., д.т.н., доц. (Москва) © Издательский центр ЮУрГУ, 2021

Стр.1

South Ural State University The journal covers urgent theoretical and practical problems of power engineering, results of research work, accumulated experience setting directions and development of scientific research in power engineering, publishes materials of scientific conferences and meetings, information on scientific work in higher educational institutions. The main goal of the journal is consolidation of scientific and industrial communities, promotion and development of the most promising areas of research practice, presentation information on scientific research and achievements. Editorial Board: Radionov A.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof. (editor-in-chief), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Funk T.A., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof. (executive secretary), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Editorial Counsil: Agapitov E.B., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Aliukov S.V., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Bespalov V.Ya., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Braslavskii I.Ya., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Ural Power Engineering Institute, Ekaterinburg, Russian Federation Brodov Yu.M., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Ural Power Engineering Institute, Ekaterinburg, Russian Federation Butyrin P.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Valeev R.G., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Voronin S.G., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gandzha S.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gladyshev S.P., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Michigan-Dearborn University, Dearborn, United States of America Goldshteyn M.E., Cand. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gordon Ya., Ph.D., HATCH, Mississauga, Ontario, Canada Gorozhankin A.N., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Grigorev M.A., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Dzyuba M.A., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Domrachev V.G., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., State Institute of Information Technologies and Telecommunications, Moscow, Russian Federation Dudkin M.M., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Ismagilov F.R., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russian Federation Karandaev A.S., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kirpichnikova I.M., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kodkin V.L., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kozyaruk A.E., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., National Mineral Resources University, Saint-Petersburg, Russian Federation Kolganov A.R., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ivanovo Power Engineering Institute, Ivanovo, Russian Federation Kornilov G.P., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Kulikova L.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Siberian Academy of Sciences of the Higher School, Polzunov Altai State Technical University; Barnaul, Russian Federation Lyatkher V.M., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., New Energitics Inc., Cleveland, United States of America Meshcheryakov V.N., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russian Federation Pyatibratov G.Ya., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Platov South-Russian State Polytechnic University (Novocherkassk Polytechnic Institute), Novocherkassk, Russian Federation Reznik L., Ph.D., Payton Group International, Rishon LeZion, Israel; Sarvarov A.S., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Tuma J., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Charles University, Prague, Czech Republic Toropov E.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., LLC Research and Production Company “UralTermoComplex”, Ekaterinburg, Russian Federation Fedorov O.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nizhny Novgorod State Technical University, Nizhny Novgorod, Russian Federation Khokhlov Yu.I., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Khusainov Sh.N., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Shevyrev Yu.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), Moscow, Russian Federation

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Теплоэнергетика ТАТАРИНЦЕВ В.А. Повышение эффективности работы теплообменных аппаратов с внутритрубными отложениями ........................................................................................................................................ 5 ТОРОПОВ Е.В., ЛЫМБИНА Л.Е. Цифровая модель теплового баланса котла ....................................... 14 БОРОДКИН С.В., БАТАРОНОВ И.Л., ИВАНОВ А.В., РЯЖСКИХ В.И. Моделирование и оптимизация теплообмена в криогенных газификаторах на примере газификационной установки СГУ-7КМ-У ....... 24 Электроэнергетика ГАЗИЗОВА О.В. Особенности применения метода последовательного утяжеления при анализе статической устойчивости источников распределенной генерации ............................................................... 31 Альтернативные источники энергии ЛЯШЕНКО Ю.М., ПРУДИЙ А.В. Исследование влияния движения звеньев механического преобразователя дорожной энергетической установки на функционирование генератора .................................. 41 СУСЛОВ Д.А., ЛИТВИНОВ И.В., ГОРЕЛИКОВ Е.Ю. Сравнительный анализ пульсаций давления, вызванных спирально-вихревыми структурами в проточной части модели гидротурбины ................... 49 SOLOGUBOV A.Yu., KIRPICHNIKOVA I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power: Electrotechnical Complex as Object with Hessian-Driven Gradient Flows ....................................................................... 57 ДАВЫДОВ Д.Ю., ОБУХОВ С.Г. Оптимизация кабельной сети сбора мощности морских ветроэлектростанций с применением параметризованного эвристического алгоритма .......................................... 66 КОЖЕВНИКОВ Е.Е., ВАХРУШЕВ А.С. Использование гидроэнергетического потенциала стока рек горнозаводской зоны для развития гидроэнергетики Челябинской области ............................................ 76 АМИРГАЛИЕВ Е.Н., КУНЕЛБАЕВ М.М., СУНДЕТОВ Т.Р. Разработка автоматизированного контроллера управления для системы солнечного теплоснабжения ............................................................... 83 Устройства аналоговой и цифровой электроники БРЯКИН И.В., БОЧКАРЕВ И.В. Феррозондовые магнитометры с новым способом возбуждения на основе магнитоэлектрического взаимодействия .................................................................................... 90 Электромеханические системы ЛОГИНОВА Н.А., КОДКИН В.Л., БАЛДЕНКОВ А.А. Цифровая коррекция алгоритмов управления асинхронными электроприводами с частотным управлением, применяемых в транспортных механизмах линий непрерывного производства ................................................................................................. 102 Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2021. Т. 21, № 3 3

Стр.3

CONTENTS Heat-Power Engineering TATARINTSEV V.A. Increasing the Operation Efficiency of Heat Exchangers with Inner Pipe Deposits ....... 5 TOROPOV E.V., LYMBINA L.E. Digital Model of Boiler Heat Balance ...................................................... 14 BORODKIN S.V., BATARONOV I.L., IVANOV A.V., RYAZHSKIKH V.I. Modeling and Optimization of Heat Transfer in Cryogenic Gasifiers: Case of an SGU-7KM-U Gasification Unit ....................................... 24 Electric Power Engineering GAZIZOVA O.V. Specifics of Gradual Transition to Post-Emergency Parameters for Static Stability Testing of Distributed Generation Facilities ..................................................................................................... 31 Alternative Sources of Energy LYASHENKO Yu.M., PRUDIY A.V. Research into the Impact of Road Power Energy System Mechanical Converter Links Motion on Generator Operation ............................................................................................. 41 SUSLOV D.A., LITVINOV I.V., GORELIKOV E.Yu. Comparative Analysis of Pressure Pulsations Caused by Spiral-Vortex Structures in the Flow Part of the Hydraulic Turbine Model .................................... 49 SOLOGUBOV A.Yu., KIRPICHNIKOVA I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power: Electrotechnical Complex as Object with Hessian-Driven Gradient Flows ........................................................................ 57 DAVYDOV D.Yu., OBUKHOV S.G. Parameterized Savings Heuristic for Optimizing Infield Cable Routing of Offshore Wind Farms ................................................................................................................................... 66 KOZHEVNIKOV E.E., VAKHRUSHEV A.S. Utilizing the Hydropower of Rivers in the Mining Zone to Advance Hydropower Engineering in Chelyabinsk Region ......................................................................... 76 AMIRGALIYEV E.N., KUNELBAYEV M.M., SUNDETOV T.S. Developing an Automated Controller for a Solar Heating System ............................................................................................................................... 83 Analog and Digital Electronic Device BRYAKIN I.V., BOCHKAREV I.V. Fluxgate Magnetometers with a New Excitation Method Based on Magnetoelectric Interaction ......................................................................................................................... 90 Electromechanical Systems LOGINOVA N.A., KODKIN V.L., BALDENKOV A.A. Digital Adjustment of Control Algorithms for Asynchronous Variable Frequency Drives Used in Transports of Continuous Production lines ................ 102 4 Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering. 2021, vol. 21, no. 3

Стр.4