Исследование физических процессов в эффективном теплогенераторе

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

шире спектр сигнала. У UWB сигналов ширина спектра достигает десятки ГГц. Под бытовые нужды выделена полоса частот между 3,1 ГГц и 10,6 ГГц, плотность ниже -41дБл/МГц. Модуляция подобных сигналов осуществляется путем изменения периода следования импульсов, отсчитываясь от базового импульса.

Временная форма и спектр импульса (3) длительностью 3 нс с центральной частотой 4 ГГц

На данный момент наиболее эффективна модуляция, путем уплотнения сигнала с ортогональным частотным разделением (OFDM). Сущность данного подхода заключается в то, что OFDM-модуляция сигнала производится в полосе порядка 500 МГц, а затем с помощью аналогового гетеродина перено-

сится на центральную частоту того поддиапазона, в котором в данный момент ведется передача.

Данная технология позволяет добиться высокоскоростного беспроводного подключения в системах WLAN и WPAN. На данный момент инженерами корпорации Intel достигнута скорость передачи данных 480 Мбит/с. При этом СШП сигналы не «засоряют» эфир узкополосных сигналов, находящихся поблизости, так как уровень амплитуды спектральных составляющих находится на уровне шумов.

Технология СШП позволит подключать не только такие периферийные устройства как принтеры, мониторы, компьютерные мыши, но и устройства, требующие высокой скорости передачи - флэш-накопители, HD-DVD и Blue Ray плейеры, жесткие диски и т. д. В перспективе - создание беспроводных WLAN сетей, а также беспроводного высокоскоростного интернет соединения.

На данный момент нашей группой создан каскад фильтров сверхширокополосного сигнала с конечной импульсной характеристикой, обрабатывающих пакеты данных в заданных частотных диапазонах (от 3,1 до 10 ГГц). Фильтры созданы на основе ПЛИСов фирмы Altera corp. в программной среде Quartus II.

Подытоживая сказанное, подчеркнем, что применение СШП сигналов для создания систем WPAN массового использования представляется весьма перспективным и многообещающим подходом. Это утверждение подкрепляется тем количеством проектов построения UWB-систем от крупных компаний, основательно зарекомендовавших себя на рынке сетевых технологий. Проведенные к настоящему моменту исследования показывают возможности путей для создания беспроводной сети с небольшим покрытием и с высокой пропускной способностью, работающей в сложных физических условиях (помехи, многолу-чевость и т. д.). Однако для создания коммерческого продукта требуется отыскание компромиссов, учитывающих как потребности в скорости передачи данных, так и другие актуальные параметры, как стоимость устройства, энергопотребление, мобильность, электромагнитная совместимость и др.

© Гречаник К. А., Докучаев В. Н., Исько А. А., Ханов В. Х., 2010

УДК 621.311

В. Н. Докучаев, Д. О. Чибаков Научный руководитель - И. Я. Шестаков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЭФФЕКТИВНОМ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЕ

Рассмотрен механизм выделения дополнительного тепла в электронагревателе, схема которого приведена ниже.

В настоящее время проблема ресурсов энергии одна из актуальных, так как энергия образует основу всей деятельности человека и играет важную роль в поддержании его жизненного уровня.

Такие традиционные способы получения энергии, как атомная энергетика, гидро- и ветроэнергетика оказывают негативное влияние на окружающую среду (парниковый эффект, кислотные дожди,

Секция «Проектирование и технология электронных сетей»

радиоактивные отходы и так далее). Поэтому уделяется значительное внимание повышению эффективности преобразования одного вида энергии в другой, альтернативной энергетике.

Современное состояние и конструкторские разработки тепловых генераторов, предназначенных для локального теплоснабжения промышленных и жилищных объектов, характеризуется чрезвычайно большим разнообразием. Среди наиболее перспективных научно-исследовательских работ следует обратить внимание на разработки нетрадиционных теплогенераторов, предназначенных для автономного теплоснабжения объектов, удаленных от теплосетей. Существующие установки построены на известных физических процессах.

В процессе отработки технологий очистки промышленных стоков гальванических производств от ионов металлов нестационарным электрическим полем и электрокоррекции водородного показателя промывных вод был обнаружен эффект интенсивного разогрева жидкости.

Схема лабораторной установки

При дальнейшем изучении данного теплофизи-ческого процесса были проведены экспериментальные исследования с применением электрохимической ячейки.

При проведении опытов была использована конструкция, выполненная из графита (схема установки приведена на рисунке). В качестве электролита использовались водные растворы солей различных концентраций: от 0 до 7,5 г/л. Электропитание было организовано от блока питания переменного напряжения промышленной частоты.

Минимальная удельная энергозатраты в водопроводной воде составляет п = 0,43 Вт-ч/л-С, а при добавлении соли в водопроводную воде п = 0,3 Вт-ч/л-С. (Для традиционных теплогенераторов эта величина составляет п = 1,3 - 1,6 Вт-ч/л-С).

Пониженное значение удельных энергозатрат можно объяснить следующими эффектами и явлениями:

- эффект Пельтье;

- нагрев двойного электрического слоя;

- нагрев проводника;

- теплота, выделяющаяся за счет протекания экзотермических реакций на электродах;

Результаты проведенных расчетов показали, что:

- основным источником дополнительной теплоты, выделяемой ячейкой, являются процессы, проходящие в двойном электрическом слое;

- тепло, выделяемое за счет нагрева проводника и окислительно-восстановительных реакций можно не учитывать, так как оно составляет менее 2 % от общего количества тепла, выделяемого ячейкой.

В результате проведенных опытов установлено, что значение удельных энергозатрат п = 0,3 Вт-ч/л-С получено при концентрации морской соли в технической воде 7,5 г/л.

Электрохимический нагрев воды приводит к энерго- и ресурсосбережению, так как расходуемым веществом является вода, а электроды выполнены из недефицитных материалов (алюминий, графит).

© Докучаев В. Н., Чибаков Д. О., Шестаков И. Я., 2010

УДК 519.216.3

С. В. Елизаров Научный руководитель - М. Н. Пиганов Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Самара

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ КОМПОНЕНТОВ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ МЕТОДОМ РЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

Рассмотрены вопросы повышения надежности радиоэлектронных средств (РЭС) за счет отбраковки потенциально ненадежных электрорадиоизделий по результатам индивидуального прогнозирования их будущего состояния.

Для индивидуального прогнозирования был выбран метод регрессионных моделей. Данный метод включает в себя следующие этапы [1]:

1. Обучающий эксперимент - испытание обучающей выборки в течение времени /пр. В процессе измеряются значения всех информативных параметров и прогнозируемого параметра, затем проводится

сравнение измеренного значения параметра с граничным значением и определяется фактическая принадлежность классу К или фактическое значение прогнозируемого параметра.

2. Обучение - обработка результатов обучающего эксперимента в соответствии с выбранным оператором прогнозирования. Определяются принад-