авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«СЕВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИННОВАЦИИ: ЭКОНОМИКА, ...»

-- [ Страница 6 ] --

Так, например, в рамках технологического профиля, для учащихся школы №85 проводится курс «Планирование карьеры». Занятия знакомят школьников с миром профессий и специальностей, позволяют лучше себя узнать, более грамотно и осознанно осуществить профессиональное самоопределение. В процессе занятий у ребят складывается представление о соответствии способностей человека (внимании, памяти, воображении, координации движений и т.п.) выбранной специальности или профессии.

Современный рынок труда выставляет высокие требования к профессионализму работника. На результативность профессиональной деятельности влияют не только образование, но и возраст, половая принадлежность, особенность характера и прочие моменты. Об этом и о других аспектах профессионального самоопределения рассуждают на своих занятиях школьники.

Программа по курсу «Экономическая теория» позволяет осуществлять подготовку старшеклассников не только к сдаче выпускных экзаменов, но и готовит их к успешному освоению программ средне-профессиональных и высших учебных заведений. В процессе занятий у школьников развивается творческое мышление, системный взгляд на окружающий мир, формируется современное экономическое мышление и экономическая культура.

В настоящую программу введены положения о множественности типов и форм собственности, о взаимосвязи конкуренции и монополии, о смешанной системе управления национальным хозяйством. Чтобы успешно осуществить эти задачи, имеются печатные пособия, раздаточный материал, упражнения на закрепление материала, на занятиях проводятся деловые игры. Школьники выполняют творческие работы по темам: расчёт семейного бюджета, расчёт потребительской корзины, изменение уровня инфляции в городе и другие.

Инновации в образовании Изучение курса для слушателей социально-экономического профиля школ №88 и завершается экзаменом. Экзаменационные билеты составлены в соответствии с Государственным Образовательным Стандартом для среднего профессионального образования по экономике. В связи с этим открывается возможность после окончания средней (полной) школы поступить в Северский промышленный колледж на 2 курс. Слушателями остальных школ сдаётся либо экзамен, либо дифференцированный зачёт.

Основной целью дисциплины «менеджмент» является знакомство школьников с основами управления в новых рыночных условиях хозяйствования. При изучении дисциплины обращается внимание на ее прикладной характер;

показывается, где и когда изучаемые теоретические положения и практические навыки могут быть использованы в практической деятельности.

Кроме перечисленных направлений на базе Северского промышленного колледжа реализуются и другие профили. В рамках каждого направления работает группа преподавателей, школьниками осваиваются учебные спецкурсы: экология, черчение, документационное обеспечение управления, философия, информатика, химия и прочие.

Таким образом, профильное обучение позволяет реализовать личностно-ориентированный образовательный процесс, существенно расширяется возможность выстраивания учеником индивидуальной образовательной траектории. Результатом большой совместной деятельности преподавательских коллективов и учащихся школ станет успешное профессиональное самоопределение и реализация потенциала молодёжи в обществе.

ЛИТЕРАТУРА 1. Приказ Министерства образования Российской Федерации от 18.07.2002 № 2783.

«Об утверждении концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования».

2. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29.12.2001г. № 1756-р. «Об одобрении Концепции модернизации российского образования на период до 2010г.

3. П.Ф. Анисимов, В.Е.Сосонко. Управление качеством среднего профессионального образования. – Казань, 2001. – с. 11-38.

4. Преподавание курса «Основы экономической теории». Под ред. С.И. Иванова. – Москва, 2000. – с. 4-13.

Сборник докладов «Северского инновационного форума»

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФИЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ В СЕВЕРСКОЙ ГИМНАЗИИ Шуляева С.П.

МОУ «Северская гимназия», 636036, г.Северск Томской области, ул.Калинина, В данной статье представлен опыт Северской гимназии по организации предпрофильного и профильного обучения в старшей школе. В гимназии сложились интересные модели взаимодействия с учреждениями дополнительного образования, с вузами Томска и Северска, что позволяет не формально, а содержательно, ориентируясь на компетентностый результат, выстраивать обучение в профильных классах По тому, как складывается сегодня система предпрофильного и профильного обучения, очевидно, что усилия школы направлены в первую очередь на то, чтобы выбранный профиль позволил ученику углубить свои знания по определенным учебным предметам.

Для решения этой задачи нет необходимости искать что-то новое: это традиционная задача. И система эта существует много лет, отработана в школах с углубленным изучением отдельных предметов.

Есть программы, учебники и т.д. Другое дело, что обычные школы не оснащены такими программами, учебниками, дидактическими пособиями;

педагоги не подготовлены к проведению занятий в разных режимах:

математика, изучаемая в пределах 2-х часов и 6 часов, - это «разная»

математика. И цели, и задачи, и результат, и приемы обучения, и способы контроля – разные. Это серьезная проблема, но ее решение лежит в рамках традиционных направлений работы школы.

Предпрофильное и профильное обучение в том понимании, которое сложилось в Северской гимназии, - должно приблизить сегодняшних школьников к профессиональному миру, сформировать представление о том, как он устроен и действует, сориентировать, помочь в личном выборе будущей сферы деятельности (а не конкретной профессии, как представляется многим).

Кроме того, необходимо создать условия, в которых ученик получит возможность попробовать себя в различных направлениях деятельности и таким образом понять сферу своих интересов, объективно оценить свои способности и возможности и либо утвердиться в своем выборе, либо изменить его.

И это еще не все задачи, которые, на наш взгляд, должно решать профильное обучение. Мы ставим подростка в ситуацию выбора, причем очень для него важного и, возможно, определяющего. Поэтому мы, во первых, должны так организовать предшествующую работу, чтобы научить его сделать этот выбор осознанно, а во-вторых, - вооружить его Инновации в образовании такими способностями и способами деятельностями (компетентностями – как принято сейчас говорить), которые позволят ему в случае ошибки не растеряться, переориентироваться, найти ресурсы выхода из проблемной ситуации.

Для решения этих задач, которые мы считаем не менее важными, чем углубленное изучение предметов, необходим целый комплекс мероприятий, которые не формально, а содержательно подготовят ученика (выпускника) к ответственному решению.

Сложность решения этих задач заключается в том, что они выводят школу на новую деятельность, новые серьезные проблемы, которые традиционно школа не решала. Обычными, привычными для школы репродуктивными способами новые задачи не решить. Необходима разработка новых программ, новых методик, новых способов организации всей школьной жизни.

Наша работа в течение многих лет в проектно-исследовательском режиме, освоение с учащимися современных способов деятельности позволяет нам сегодня решать задачу профилизации старшей школы не формально. Параллельно с элективными курсами, углубленным изучением предметов реализуется программа сопровождения образовательной инициативы, которая позволяет работать с интересами ребенка, вместе с ним выстраивать его образ в будущем и работать на эту перспективу, формировать у учащихся проблемно-поисковые, проектные, авторские способы деятельности, готовить их к осознанному выбору, пониманию себя и сферы своих интересов.

Кроме того, на основе опыта такой работы мы пришли к выводу, что чем раньше мы предоставляем учащимся возможность знакомства с миром профессий, демонстрируем привлекательные стороны и сложности различных сфер деятельности, создаем условия вхождения в профессиональные сообщества, тем более разнообразен их выбор. Не все выпускники «за компанию» идут в юристы, социологи или психологи – привлекательными для ребят становятся профессии, необходимые в промышленности, в образовательной сфере и т.д.

Для нас показателен пример, когда не все наши учащиеся, несколько лет работающие в редакции школьной газеты, участвовавшие в различных журналистских конкурсах, выбирают профессию журналиста - это их осознанный выбор. А отказаться порой значительно сложнее и важнее, чем принять, согласиться.

Не менее интересна другая ситуация: наши учащиеся, работавшие в течение 2-х лет под руководством главного бухгалтера гимназии над темой «Анализ деятельности МОУ «Северская гимназия» по оказанию платных образовательных услуг», утвердились в своем выборе и поступили на экономический факультет ТГУ. А выпускники, проводившие в течение 3-х лет исследования под руководством доцента СГТА кандидата химических Сборник докладов «Северского инновационного форума»

наук Ожерельева О.А., стали студентами химических факультетов СГТА и томских вузов.

Сейчас Северская гимназия делает выбор тех профилей, которые она будет развивать в старшей школе. Скорее всего, это будут гуманитарные профили: социально-экономический, художественно-эстетический, информационно-технологический, филологический. На основании чего этот выбор делается? Мы учитываем несколько важных условий:

интересы учащихся, сложившиеся традиции, кадровые, технические возможности гимназии, выстроенные отношения с вузами. Последнее условие очень важно, так как без поддержки вуза, его базы, без вузовских преподавателей мы не обеспечим необходимого уровня обучения по специфическим профильным предметам (например: экономике, менеджменту, журналистике, живописи и др.).

Опыт преподавания таких предметов, как экономика, менеджмент, маркетинг у нас в гимназии сложился: в течение многих лет с нами сотрудничала кафедра экономики ТГПУ, последние годы обучение этим предметам ведут преподаватели СГТА.

В этом году группа наших учащихся, определяясь с выбором профиля при поступлении в 10-й класс, остановилась на социально-экономическом направлении. Организовать обучение предметам, составляющим основу профиля, несложно: опыт есть, преподаватели СГТА готовы продолжить с нами сотрудничество. Но, по нашим представлениям, для полноценного профильного обучения этого мало.

Мы считаем, что наши ребята должны в практической работе прожить, на себе почувствовать разные грани этой сложной сферы деятельности. Поэтому сейчас мы поставили задачу привлечь ребят к подготовке исследований, созданию проектов на основе их взаимодействия с различными городскими структурами, под руководством специалистов:

профессионалов-экономистов, преподавателей, студентов СГТА Это позволит нашему старшекласснику не только познакомиться с азами профессии, но и примерить профессиональную модель поведения, деятельности на себя, и, следовательно, значительно сократит риск неверного выбора будущей профессии.

В гимназии действует система предпрофильного обучения в 9-х классах. В этом году организованы и силами педагогов гимназии, преподавателей СГТА, ТГУ проводятся элективные курсы по экономике («Основы экономики и бизнеса», «Основы менеджмента»), по журналистике («Основы журналистики»), по проектным способам деятельности («Введение в культуру исследования и проектирования») и др. Эти элективные курсы раскроют ребятам некоторые особенности профессиональных сфер, помогут сориентироваться в выборе профиля, позволят в практической работе осваивать культуру проектной Инновации в образовании деятельности. Но поиски более эффективной организации предпрофильной подготовки мы продолжаем вести.

Сейчас в гимназии складывается интересный опыт более ранней ориентации на профессиональную сферу. Разрабатывается совместный проект с факультетом журналистики ТГУ, городским телевидением и радио по открытию в гимназии Школы юного журналиста, на основе которой будет складываться журналистский профиль.

Задача этого направления работы – создание условий для освоения учащимися основ журналистских специализаций: радио- и тележурналистики, газетной журналистики, производства и оформления газеты, редакционного и издательского дела и др. Причем, речь идет не только об освоении теоретических знаний, но и, что особенно важно, об участии в практической деятельности по подготовке и выпуску газет, журнала (опыт такой работы в гимназии есть), в подготовке сюжетов в городские теле- и радиопрограммы.

В реализации проекта, кроме педагогов гимназии, преподавателей ТГУ, работников Северской телестудии, примут участие студенты факультета журналистики. Они будут работать с детскими редакциями в каждом из школьных изданий, примут участие в подготовке, проведении конкурсов, мастер-классов во время городского фестиваля школьных СМИ и т.д. Думаю, что опыт такой организации предпрофильной подготовки можно переносить и на другие направления.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУБЛИМАЦИИ ГЕКСАФТОРОСИЛИКАТА АММОНИЯ Андреев В.А1., Воронков Г.Б1., Буйновский А.С1., Дьяченко А.Н2.

Северская государственная технологическая академия, г. Северск, пр.Коммунистический, 65, e-mail: secretary@ssti.ru ТПУ, г. Томск, пр. Ленина, 30. e-mail: diachenko@phtd.tpu.edu.ru Гексафторосиликат аммония является промежуточным продуктом в процессе фтороаммонийной переработки силикатных руд и минералов. В данной работе рассмотрены физико-химические аспекты отделения оксида кремния из силикатных руд методом сублимации гексафторосиликата аммония (ГФСА). В настоящее время данная работа актуальна в связи с тем, что сублимация ГФСА является одной из стадий производства муллита из кварц-топаза.

В данном процессе на стадии обескремнивания кварц-топаза применяют бифторид аммония, который, взаимодействуя с оксидом кремния, образует ГФСА. Взаимодействие проходит согласно следующей реакции:

SiO2 + 3NH4F·HF = (NH4)2SiF6 + 2H2O + NH Гексафторосиликат аммония сублимируется при температуре 3200С, поэтому процесс проводится при более высокой температуре (4000С), таким образом, полученная смесь газов удаляется из системы [1]. При охлаждении газовой смеси ГФСА будет десублимироваться, а водяной пар и аммиак будут проходить через десублиматор и улавливаться в абсорбере.

Твердый ГФСА в десублиматоре растворяется водой, затем раствор перекачивается в бак-отстойник, куда добавляют аммиачную воду.

Взаимодействие ГФСА и NH4OH проходит согласно следующей реакции:

(NH4)2SiF6 + 4NH4OH = SiO2 + 6NH4F + 2H2O.

Высушенный оксид кремния сорта «белая сажа» является готовым продуктом.

Основной целью работы являлось изучение влияние таких параметров процесса, как продолжительность реакции и температура нагрева аппарата, на степень сублимации гексафторосиликата аммония.

Схема исследовательской установки приведена на рисунке 1.

Навеску ГФСА (10г) в стаканчике помещали в нагретый до определенной температуры сублиматор и выдерживали заданное время.

После извлечения из печи взвешивали стаканчик с оставшимся порошком.

Новые технологии Холодная вода Нагретая вода 2 Рис. 1. Установки для исследования сублимации гексафторосиликата аммония 1 – Печь, 2 – Реактор, 3 – Стаканчик с ГФСА, 4 - Термопара По массе сублимировавшегося порошка определяли степень сублимации.

Для определения механизма и лимитирующей стадии процесса использовали модельные уравнения сокращающейся сферы, уменьшающегося цилиндра, уравнение Яндера.

Наиболее точно экспериментальные кинетические кривые линеаризуются в координатах уравнения сокращающейся сферы – соответственно именно это уравнение наиболее точно описывает кинетику рассматриваемого процесса. Далее, рассчитав температурные константы скорости, построили график в координатах уравнения Аррениуса для определения энергии активации и константы скорости процесса.

lnk 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 1/T 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0, Рис.2. Зависимость константы скорости процесса сублимации от температуры Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

Математические расчеты позволили определить константу скорости процесса и энергию активации. Порядок реакции близок к единице.

На основании расчетов выведено кинетическое уравнение процесса:

= 1 [1 ((2,8 10 3 ) exp(12,7 10 3 /RT ) )] Проведенные исследования кинетики процесса сублимации ГФСА позволили подобрать оптимальные условия проведения данного процесса.

Для достижения степени сублимации 99,5% необходимо соблюдать следующие условия:

- температура предварительного нагрева аппарата Т = 6000С;

- продолжительность процесса = 60 мин.

Таким образом, получено кинетическое уравнение процесса сублимации гексафторосиликата аммония. Количественно определены константы скорости процесса, энергии активации и порядок химической реакции. Поскольку данный процесс описывается уравнением сокращающейся сферы, то он протекает в кинетической области реагирования.

В рамках данной работы так же исследовалась зависимость давления гексафторосиликата аммония от температуры.

Согласно литературным данным [2], парциальное давление ГФСА до температуры 320 оС описывается следующим уравнением:

lgP(Па) = 12,04 - 4170/Т.

Для установления зависимости давления паров ГФСА от температуры выше 320 оС, навеску ГФСА помещали в автоклав и нагревали до 400 оС.

Обработав результаты, получили зависимость давления паров ГФСА от температуры:

ln P(Па ) = 4,164 + 0,0146 T Таким образом, давление паров гексафторосиликата аммония в интервале температур от 320оС до 400оС экспоненциально возрастает.

ЛИТЕРАТУРА 1. Мельниченко Е.И, Эпов Д.Г., Крысенко Г.Ф, Овсянникова А.А., Масленникова И.Г, Процессы обескремнивания при переработке и обогащении минерального сырья гидрофторидом аммония// ЖПХ.1996-Т.69,Вып.8.-С.1248- 2. Раков Э.Г. Химия и технология неорганических фторидов -М.: Изд. МХТИ им.Менделеева, 1990. 162 с.

Новые технологии РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ПРОДУКТОВ В АППАРАТАХ ЗАВОДОВ СИБХИМКОМБИНАТА Дурновцев В.Я., Шулев В.И., Глебова Ю.С.

Северская государственная технологическая академия, 636036, г.Северск, Томской обл., пр.Коммунистический, 1. Обзор и анализ применяемых на заводах СХК приборов контроля уровня На Сублиматном заводе применяются буйковые, емкостные уровнемеры, герконовые поплавковые уровнемеры типа Дельфин-Ц, поплавковые уровнемеры типа УПИД.

На Радиохимическом заводе, в основном, применяются уровнемеры, разработанные объединением «Маяк», г.Озерск для радиохимических производств типа УВВ и УВМ, нейтронные уровнемеры НСУ-2, а также применяются буйковые уровнемеры УБ-Э, герконовые поплавковые уровнемеры Дельфин-Ц.

На ЗРИ применяются буйковые и гидростатические уровнемеры.

На ТЭЦ применяются также буйковые и гидростатические уровнемеры.

С целью повышения точности и надежности приборов целесообразно постепенно переходить на применение современных ультразвуковых и радарных уровнемеров.

2. Обзор современных уровнемеров Ведущими фирмами выпускаются гидростатические, емкостные, ультразвуковые и радарные уровнемеры.

Ультразвуковые и радарные уровнемеры позволяют измерять уровень бесконтактным способом в диапазоне до 30 м и при средней стоимости (40-150 т.р.), обеспечивают измерение уровня жидкостей и границы раздела фаз (ГРФ) при высоких температурах и давлениях, в вакууме с высокой точностью. Ультразвуковые и радарные уровнемеры выпускаются отечественными фирмами, но зарубежные уровнемеры имеют более высокие технические характеристики и большой набор удобных модификаций с высокой коррозионной стойкостью датчиков.

Технико-экономические характеристики ультразвуковых и радарных уровнемеров приведены в соответствующей литературе.

Для измерения уровня нефтепродуктов и малокоррозионных сред могут применяться отечественные магнитострикционные поплавковые уровнемеры типа ПМП-200 (НПП «Сенсор», г.Пенза) с диапазоном измерения до 6 м, с точностью ±1 мм и температуре -55…1000С.

3. Рекомендации по применению современных уровнемеров на заводах СХК Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

3.1. На РХЗ Для измерения уровня продуктов в каньонных аппаратах (сборниках, колоннах) целесообразно применение рупорных радарных уровнемеров с измерительными колодцами и с защитными мембранными узлами из фторопласта.

Можно рекомендовать применение следующих уровнемеров:

радарный рупорный уровнемер типа VEGAPULS 63 (фирма «Вега», Германия) с защитным мембранным узлом из PTFE (тефлон), диапазон измерения до 20 м, точность ±3 мм, температура -40…1500С, давление 1…16 бар, диаметр рупора с защитой Д=67 мм;

радарный рупорный уровнемер серии 5402 (фирма «Эмерсон», США) с защитным мембранным узлом из тефлона, диапазон измерения до 30 м, точность ±3 мм, температура -40…1000С, диаметр рупора Д=50;

67 мм.

Для измерения ГРФ в эксплуатационных колоннах можно рекомендовать применение следующих радиоволновых уровнемеров с коаксиальным зондом: уровнемер типа VEGAPULS 67 (фирма «Вега», Германия) с материалами в измеряемой среде из нержавеющей стали 316L и тефлона, диапазон измерения 6 м, точность ±10 мм, температура 40…1500С, давление -1…40 бар, диаметр зонда Д=22 мм;

уровнемер серии 3202 (фирма «Эмерсон», США) с материалами в измеряемой среде из нержавеющей стали 316L и тефлона.

Для контроля уровня в мерниках можно рекомендовать:

ультразвуковой уровнемер типа VEGASON 61 (фирма «Вега», Германия), диапазон измерения до 5 м, точность ±10 мм (±4 мм), температура 40…80 С, материал рупора PVDF (поливинили- денфторид);

бесконтактный ультразвуковой сигнализатор уровня типа УСУ-2 (фирма «Сигма», г.Самара).

3.2. На ТЭЦ В сборниках (4 шт. с V=4300 м3) мазута Н=12 м могут быть применены следующие рупорные радарные уровнемеры: типа VEGAPULS 62 (фирма «Вега», Германия), диапазон измерения до 30 м, точность ± мм, температура -40…2000С;

серии 5402 (фирма «Эмерсон», США), до 30 м, точность ±3 мм, температура -40…800С;

диапазон измерения серии Micropilot M FMP 240 (фирма «Эндресс Хаузер», Германия), диапазон измерения до 20 м, точность ±3 мм, температура -40…1500С;

серии Барс 341И (НПП «Контакт», г.Рязань), диапазон измерения до 30 м, точность ±2 мм, температура -40…1000С.

Целесообразно приобрести и испытать уровнемеры отечественный Барс 341И и импортный VEGAPULS 62.

3.3. На СЗ В сборниках HF и на узле мойки оборудования цеха 53 могут быть применены следующие рупорные радарные уровнемеры с защитными мембранными узлами из фторопласта: типа VEGAPULS 63 (фирма «Вега», Новые технологии Германия), диапазон измерения до 20 м, точность ±3 мм;

серии (фирма «Эмерсон», США), диапазон измерения до 30 м, точность ±3 мм.

Целесообразно приобрести и испытать один из указанных уровнемеров.

На электролизерах А-11 целесообразно приобрести и испытать ультразвуковой уровнемер типа VEGASON 61, диапазон измерения до м, точность ±4 мм.

Радарные, ультразвуковые уровнемеры и ультразвуковой сигнализатор уровня УСУ-2 могут быть применены на целом ряде аппаратах завода.

3.4. На ЗРИ С целью проверки возможности применения для измерения уровня сжиженных газов в сборниках жидкого азота и жидкого кислорода в кубе колонны целесообразно применение следующих радарных уровнемеров:

типа VEGAPULS 62 (фирма «Вега», Германия), диапазон измерения до м, точность ±3 мм, температура -40…2000С;

типа VEGAFLEX 65, диапазон ±3 мм, температура -40…1500С.

измерения до 6 м, точность Уровень в сборниках с азотным раствором можно измерить радарным рупорным уровнемером с мембранной фторопластной защитой типа VEGAPULS 63, диапазон измерения до 30 м, точность ±3 мм.

3.5. На складах ГСМ УМТО и К Имеется около 30 горизонтальных емкостей ГСМ заглубленных в земле и 4 вертикальных емкости с Н=8 м.

На горизонтальных емкостях с легкоподвижными ГСМ можно рекомендовать применение отечественных магнитострикционных уровнемеров типа ПМП-200 (НПП «Сенсор», г.Пенза), диапазон измерения до 6 м, точность ±1 мм, температура -55…1000С.

В горизонтальных емкостях с вязкими ГСМ и в вертикальных емкостях можно рекомендовать применение отечественных радарных уровнемеров типа Барс 391.

3.6. На ХМЗ На аппаратах ХМЗ можно рекомендовать уровнемеры, рекомендованные для применения на СЗ.

3.7. На заводе «Гидроэнергоснаб» (ЗГЭС) На аппаратах ЗГЭС можно рекомендовать применение ультразвуковых уровнемеров, отечественных магнитострикционных уровнемеров ПМП-200 и радарных уровнемеров Барс 341.

4. Выводы Совершенствование систем измерения уровня на СХК можно проводить, используя вышеприведенный анализ и рекомендации по применению современных уровнемеров. Окончательный выбор уровнемеров может быть сделан после проведения работ с приобретением и испытанием современных уровнемеров.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЦЕССА ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ КВАРЦ-ТОПАЗА Дьяченко А.Н.1, Андреев В.А.2, Буйновский А.С. Томский политехнический университет, г. Томск, пр. Ленина, 30, e-mail: diachenko@phtd.tpu.edu.ru Северская государственная технологическая академия, г. Северск, пр.Коммунистический, 65, e-mail: secretary@ssti.ru Проблема получения жаропрочной керамики – муллита актуальна в связи с разработкой фторидной технологии, которая отличается низкой стоимостью, малым количеством отходов производства и получением высококачественной конечной продукции. Основным производственным процессом в технологии является обескремнивание кварц-топаза с помощью фторида аммония NH4F и бифторида NH4F·HF аммония.

SiO2 + 3NH4F·HF = (NH4)2SiF6 + 2H2O + NH При этом происходит образование гексафторосиликата аммония (ГФСА) (NH4)2SiF6, который сублимируется при температуре 319оС, таким образом, происходит удаление избыточного оксида кремния из системы.

Для изучения физико-химических основ процессов, протекающих при обескремнивании кварц-топаза, был выбран дериватографический анализ.

Исследования проводились на установке Derivatograth–Q 1500D, подключенной к персональному компьютеру, что значительно упрощало управление экспериментом и обработку полученных данных.

Серия экспериментов состояла из двух этапов. На первом этапе исследовали взаимодействие основных компонентов топаза и кварц топаза – Al2O3 и SiO2 с бифторидом аммония. На втором этапе исследовали смесь природного кварц-топаза с бифторидом аммония.

Для изучения процесса взаимодействия кварц-топаза с бифторидом аммония проведен дериватографический анализ смесей оксида кремния с NH4F·HF, а так же Al2O3 c NH4F·HF и смеси Al2O3 с SiO2 и NH4F·HF.

Скорость нагрева во всех опытах составляла 5оС/мин.

На рисунке 1 приведена термограмма смеси SiO2 + NH4F·HF. Общая масса навески составила 700 мг, при соотношении оксида кремния и фторида аммония 1 : 2.

Новые технологии G,мг 600 T,C 50 100 150 200 250 300 350 400 Рис.1. Дериватограмма смеси SiO2 + NH4F.

1 – DTA, 2 – DTG, 3 – G.

Два пика на кривой DTA при 53оС и 100оС свидетельствуют, соответственно, об удалении избытка аммиака и начале испарения воды, которая присутствует во фториде аммония вследствие его высокой гигроскопичности. Потеря массы навески составляет около 30%. Пик, начинающийся при 170оС, объясняется разложением фторида аммония до бифторида по реакции:

2NH4F = NH4F·HF + NH с последующим испарением последнего при температуре 240 оС. Так же при данной температуре начинает образовываться ГФСА и происходит его сублимация, которая заканчивается при 340оС полным испарением смеси. Следует отметить также, что в фториде аммония всегда присутстувет до 10% бифторида аммония, на что указывает пик при 109оС, свидетельствующий об образовании эвтектики этих веществ.

Изучение взаимодействия оксида алюминия с бифторидом аммония проводилось при соотношении массы Al2O3 и NH4F·HF 1 : 3, при общей массе навески 700 мг. Дериватограмма смеси приведена на рисунке 2.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

G,мг 100 T,C 50 100 150 200 250 300 350 400 Рис. 2. Дериватограмма смеси Al2O3 и NH4F·HF.

1 – DTA, 2 – DTG, 3 – G.

Наибольший интерес на кривой DTA представляет пик при температуре 290оС, указывающий на образование фторида алюминия AlF3, которое происходит в две стадии и сопровождается испарением воды, аммиака и фтороводорода [2]. Потеря массы навески составляет 50%.

Al2O3 + 6NH4F·HF = 2(NH4)AlF4 + 3H2O + 4NH4F;

(NH4)AlF4 = AlF3 + NH3 + HF.

Вторая стадия образования AlF3 протекает при температуре 360оС, а при 400оС происходит пирогидролиз фторида алюминия парами воды.

Данный процесс начинает протекать уже при влажности воздуха 50% [3] с образованием фтороводорода и оксида алюминия по реакции:

AlF3 + H2O = Al2O3 + HF Для изучения взаимодействия кварц-топаза с бифторидом аммония приготовили навеску массой 900 мг, соотношение минерала и NH4F·HF составляло 1 : 2. Скорость нагрева составляла 5о/мин. Результаты представлены на рисунке 3.

Новые технологии G,мг T,C 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Рис. 3. Дериватограмма смеси кварц-топаз – бифторид аммония.

1 – DTA, 2 – DTG, 3 – G.

В целом, данная дериватограмма отражает ранее изученные процессы образования эвтектики при 109оС, разложения фторида аммония и испарения избытка бифторида аммония (потеря массы составила 40%), а так же пик сублимации (NH4)2SiF6, количество сублимировавшегося вещества составляет 18% от массы навески. Кроме того, пик при температуре 400оС свидетельствует о пирогидролизе фторида алюминия, однако его количество незначительно, не более 1 %масс.

Таким образом, в данной работе были изучены физико-химические основы процесса обескремнивания топаза и кварц-топаза с помощью бифторида аммония. На основании данных исследований можно сделать вывод, что данный процесс принципиально возможен, поскольку взаимодействие NH4F·HF происходит в первую очередь с SiO2, который удаляется из смеси в виде гексафторосиликата аммония. Взаимодействие NH4F·HF с оксидом алюминия является незначительным и приводит к образованию фторида алюминия с последующим его пирогидролизом.

ЛИТЕРАТУРА 1. Химическая энциклопедия. В 2-х томах. Т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1987.

С. 275.

2. Раков Э.Г. Химия и технология неорганических фторидов Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБЪЕКТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ ПО ПРЕДМЕТАМ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО ЦИКЛА Жидкова Е.В., Лукьянец С.В., Вьюжанина Н.Ю.

Томский политехнический университет, Институт инженерной педагогики, г.Томск, пр. Ленина 30, elena@tpu.ru В статье рассмотрены преимущества тестовой технологии диагностики знаний. Приведены результаты основных этапов ее развития и экспериментального использования для проведения экзаменов по химии, указаны направления ее дальнейшего развития.

В Томском политехническом университете в формате педагогического эксперимента в Комплексной программе развития университета по направлению «Совершенствование образовательной деятельности»

создана независимая экспертная система, позволяющая осуществлять контроль знаний студентов по предметам естественнонаучного цикла на любом этапе обучения (тематический, рубежный, итоговый). Система включает в себя банк стандартизированных контрольно-измерительных заданий, разработанных на основе критериально-ориентированного подхода, компьютерную программу «ПОРТ», с помощью которой производится генерация и формирование индивидуальных тестовых заданий, обработка результатов и интерпретация итогов тестирования в удобном для пользователя виде.

На этапе планирования подготовлены условия разработки тестов, обладающих содержательной валидностью. С этой целью проведен анализ нормативных документов, определяющих содержание дисциплины «Химия»: Государственных образовательных стандартов, образовательного стандарта ТПУ, примерной программы Научно методического совета по химии МО РФ, рабочих программ обеспечивающей кафедры, а также учебников и учебных пособий, изданных в последние годы с рекомендательным грифом. Разработан перечень базовых знаний и умений, которыми должны овладеть все студенты независимо от особенностей направления или специальности их подготовки.

При составлении тестовых заданий необходимо определить их форму, соответствующую целям контроля. В педагогических тестах обычно используются четыре типа заданий, отличающихся формой ответа: 1) закрытые, 2) открытые, 3) установление соответствия между элементами двух множеств, 4) установление правильной последовательности символов, понятий или действий в соответствии с изученной закономерностью. Но возможны и другие формы заданий, отражающие Новые технологии специфику дисциплины. В этом смысле химия «удобна» для разработчиков тестовых заданий: её материал разнообразен и специфичен.

По химии предложен расширенный перечень из десяти типов тестовых заданий. Все они имеют дихотомическое оценивание ответа: верно – 1, неверно – 0. Но если для единого государственного экзамена учащихся школ и на промежуточных этапах контроля в вузах такая форма заданий приемлема, то при итоговом контроле студентов необходимы задания, с помощью которых была бы возможна диагностика продуктивных знаний и умений и их дифференцированное оценивание. Поэтому для экзамена были составлены двухуровневые, преимущественно открытые задания с оцениванием их выполнения в трёхбальной шкале: 2 – полный правильный ответ, 1 – правильный ответ на одно подзадание, 0 – оба ответа неправильные.

По этой технологии были проведены семестровые экзамены по химии в 2004 и 2005 годах во время зимней и летней сессий. В эксперименте участвовало более 2000 студентов.

Кроме индивидуальных результатов экзамена, программа ПОРТ проводит расчёт обобщающих показателей, необходимых для управления учебным процессом. Вычисляются результаты успеваемости по факультетам и университету. На рисунке 1 приведены сравнения результатов экзамена в целом по вузу в зимние сессии 2004 и 2005гг., из которых видно некоторое уменьшение неудовлетворительных и увеличение хороших и отличных оценок в сессию 2005г. по сравнению с зимней сессией 2004г. По-видимому, это связано с адаптацией студентов к новой системе контроля, а также с повышением познавательной активности и ответственности студентов перед экзаменом по объективной системе оценивания знаний.

56% 60% 54% 50% 40% ТПУ 30% 23% ТПУ 21% 19% 18% 20% 10% 4% 4% 0% отлично хорошо удовл. неудовл.

Рис.1. Результаты экзамена студентов Томского политехнического университета по химии в зимнюю сессию 2005г.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

Проведенный эксперимент доказал преимущества новой технологии диагностики качества обучения:

1. Всем студентам обеспечиваются равные возможности на экзамене (экзаменационные билеты равноценны);

2. Экзаменационным билетом охватывается весь спектр знаний и умений по дисциплине, а не отдельные темы;

3. Исключается субъективизм в выставлении оценки преподавателем.

Участвуя в разработке аттестационных материалов, преподаватели повышают квалификацию и улучшают методическое обеспечение своей дисциплины, а у студентов повышается ответственность и познавательная активность.

Испытания экспериментальной тестовой системы итогового контроля (экзамена) подтверждают её главное преимущество – объективность.

Вместе с тем, испытания показали необходимость совершенствования новой технологии. Её доработка проводится по следующим направлениям:

1. Составление дополнительных заданий, так как имеющиеся не охватывают всех элементов содержания дисциплины.

2. Замена заданий с закрытыми ответами на задания с открытыми ответами и увеличение доли заданий, проверяющих продуктивные знания и компетентность студентов.

3. Статистическая обработка результатов: вычисление характеристик тестовых заданий (трудность, дифференцирующая сила, точечно бисериальный коэффициент, равноценность дистракторов в закрытых заданиях и т.д.) и тестов (дисперсия, асимметрия, эксцесс, надёжность), с учётом которых будет проводиться их коррекция.

4. Введение весовых коэффициентов заданий и формирование вариантов экзаменационного билета одинаковой трудности.

Преподаватели отмечают полное или почти полное соответствие результатов экзамена прогнозам, основанным на показателях входного контроля и достижениях студентов в семестре. Студенты также признают объективность оценок. Поэтому случаи апелляций в конфликтную комиссию единичны. Такая технология проведения экзамена имеет перспективы для организации контроля качества знаний по предметам физики и математики.

ЛИТЕРАТУРА 1. Люсин Д.В. Основы разработки и применения критериально-ориентированных педагогических тестов. – М.: Исследовательский центр МО РФ, 1993. – 51 с.

2. Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов:

Учебное пособие. – М.: Логос, 2002. – 432 с.

3. Стась Н.Ф. Классификация и составление параллельных заданий для тестов по химии // Вопросы тестирования в образовании. – 2004. – № 11. – с. 46–52.

4. Минин М. Г., Михайлова Н. С. Современный подход к контролю знаний в системе разноуровневого обучения // Химия в школе. – 2000. – №1. – с. 47– Новые технологии КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ Истомина Н.Ю.1, Жиганов А.Н.1, Истомин А.Д.1, Носков М.Д.1, Гордов Е.П.2, Старченко А.В. ФГОУ ВПО СГТА, 636036, г.Северск, Томск. обл., пр. Коммунистический, Институт оптики атмосферы СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, Томский государственный университет, 634036, г. Томск, пр. Ленина, Обсуждаются архитектура и функции комплексной системы контроля и прогнозирования радиационной обстановки при возникновении аварийных выбросов радиоактивных веществ в атмосферу.

Эксплуатация предприятий ядерно-топливного цикла связана с потенциальной возможностью возникновения аварийных ситуаций, приводящих к выбросам в атмосферу радиоактивных веществ. В кратчайшие сроки после выброса необходимо принятие организационных решений, позволяющих свести к минимуму число лиц, которые могут подвергнуться радиационному воздействию, и снизить дозовые нагрузки.

При этом руководитель, ответственный за принятие решений должен четко представлять динамику развития событий, иметь в распоряжении набор конкретных мер по сведению к минимуму последствий аварийной ситуации. Представления о динамике событий зависит от своевременного и достаточного обеспечения разнородными и меняющимися с течением времени данными, а также от наличия возможности их обработки и анализа. Меры по ликвидации последствий возможных аварийных ситуаций должны содержать перечни работ, процедуры их выполнения и контроля. Кроме представлений о динамике развития событий практическая пригодность разрабатываемых мер зависит от многообразия принимаемых во внимание технологических, погодных, географических, хозяйственных условий. В силу стрессовости ситуации и недостатка времени сведения, поступающие из различных источников нередко противоречивы и недостаточны для подготовки решений. В этих условиях повышение оперативности, адекватности и эффективности вырабатываемых решений возможно с помощью комплексной системы контроля и прогнозирования радиационной обстановки. Комплексная система должна предоставлять возможность хранения и обработки разнородных меняющихся с течением времени данных мониторинга, прогнозировать и оценивать динамику радиационной обстановки, выдавать решения по минимизации последствий сложившейся ситуации.

Мониторинг позволяет установить значения параметров, характеризующих радиационную обстановку. Оперативное прогнозирование Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

пространственной и временной картины развития событий должно происходить с использованием методов математического моделирования с учетом текущих метеоусловий, параметров источника выброса, сведений о районе расположения предприятия ядерно-топливного цикла.

Возможности интеграции этих разнородных данных, их хранения и визуализации предоставляются геоинформационными технологиями.

Подготовка решений осуществляется на основе полученных данных и знаний, представляющих собой нормативные критерии радиационной безопасности населения. Структурирование данных в знания, их хранение и представление, формирование решений заложены в экспертных системах. Таким образом, комплексная система оценки последствий выбросов радиоактивных веществ в атмосферу должна включать в себя подсистему мониторинга радиационной обстановки, геоинформационную, моделирующую и экспертную подсистемы.

Концепция комплексной системы контроля и прогнозирования радиационной обстановки при возникновении чрезвычайной обстановки разрабатывалась с учетом современных тенденций в региональных исследованиях окружающей среды и требований, предъявляемых к информационному обеспечению поддержки принятия решений в условиях аварийной ситуации [1, 2]. Архитектура комплексной системы, ее функционирование и взаимодействие с пользователем представлены на рис. 1. Подробно назначение модулей и других элементов геоинформационной, моделирующей и экспертной подсистем, а также их взаимодействие обсуждаются в статьях [2, 3]. Контроль и прогнозирование радиационной обстановки при возникновении выбросов радиоактивных веществ в атмосферу с помощью комплексной системы будет включать в себя этапы сбора и анализа данных мониторинга, прогнозирования динамики радиационной обстановки, ее анализа и подготовки рекомендаций. Для выполнения этих этапов необходима предварительная подготовка информационных ресурсов. К информационным ресурсам относятся статические данные (не изменяющиеся в процессе функционирования системы), включающие в себя сведения о расположении реальных объектов местности, их атрибутах, свойствах подстилающей поверхности, радиационных свойствах нуклидов, возможных составах выбросов, нормативных данных и т.д. Ввод этих данных представляет собой достаточно длительный процесс и требует определенной квалификации. Поэтому предварительная подготовка необходимых информационных ресурсов должна выполняться в штатных условиях специалистом, обладающим всей полнотой знаний. Выполнение данного этапа значительно повысит оперативность и эффективность контроля и прогнозирования радиационной обстановки с помощью комплексной системы в условиях аварийной ситуации.

Новые технологии На этапе сбора и анализа данных мониторинга взаимодействуют подсистема мониторинга, геоинформационная и экспертная подсистемы. С помощью технических устройств подсистемы мониторинга происходит сбор данных о мощности дозы гамма-излучения, а также метеоданные (скорость и направление ветра, интенсивность осадков, температура или давление). Данные мониторинга мощности дозы поступают в модуль анализа радиационной обстановки экспертной системы. Здесь на основе их сопоставления с нормативной базой данных и базой данных аварийных планов готовится решение и выдается пользователю в виде отчета.

Одновременно эти данные поступают в цифровую модель радиационной обстановки геоинформационной подсистемы для хранения и визуализации.

Данные мониторинга метеообстановки поступают в модуль идентификации параметров модели для проведения прогнозных расчетов.

Геоинформационная подсистема Моделирующая подсистема Цифровая модель Модуль расчета доз радиационной обстановки Модуль расчета распространения Цифровая модель местности примеси Модуль расчета метеообстановки ЦМ ЦМ опасных реципиентов Модуль управления расчетом объектов Модуль общения Пользователь Модуль анализа радиационной Модуль Модуль идентификации обстановки общения параметров модели База данных База данных База данных База данных параметров нормативных аварийных параметров планов документов рассеяния расчета доз Экспертная подсистема Модуль общения Модуль обработки данных мониторинга База данных мониторинга База данных мониторинга мощности дозы метео параметров Подсистема Технические устройства сбора данных мониторинга Рис. 1. Архитектура комплексной системы контроля и прогнозирования радиационной обстановки при возникновении чрезвычайных ситуаций.

Прогнозирование динамики радиационной обстановки начинается по команде пользователя. Начальными данными для расчетов являются данные мониторинга и значения параметров, определенных с помощью модуля идентификации параметров модели экспертной системы. Процесс прогнозирования сводится к вычислению полей метеорологических Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

параметров атмосферы (скорость ветра, температура, коэффициенты турбулентной диффузии), расчету распространения радиоактивных примесей в атмосфере и расчету внешних и внутренних доз [4, 5].

Результаты моделирования через определенные интервалы времени передаются в геоинформационную подсистему для хранения и визуализации.

В ходе заключительного этапа работы комплексной системы происходит анализ данных о радиационной обстановке, содержащихся в геоинформационной подсистеме. Анализ заключается в сопоставлении результатов расчетов с критериями безопасности населения, веденными пользователем или содержащимися в базе нормативных документов.

Результатами работы модуля анализа радиационной обстановки являются:

решения о мерах защиты населения объектов реципиентов;

зонирование территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению. Информация о радиационной обстановке и мерах защиты населения предоставляется пользователю в виде таблиц и карт зонирования местности. В экспертной системе должна быть предусмотрена возможность формирования пользователем запросов на поиск объектов с заданными характеристиками (например, уровень активности и/или мощности дозы на поверхности), введения контрольных точек, сечений, участков поверхности с целью получения интегральных значений параметров этих объектов. По окончанию работы комплексной системы формируется отчет, содержащий параметры аварийной ситуации, метеоданные, результаты моделирования и анализа радиационной обстановки. Пользователь в ходе анализа радиационной обстановки имеет возможность добавления в отчет карт, графиков и таблиц.

Для разработки комплексной системы контроля и прогнозирования радиационной обстановки при возникновении чрезвычайной обстановки планируется объеденение усилий научных коллективов Северской государственной технологической академии, Томского государственного университета и Института оптики атмосферы СО РАН.

ЛИТЕРАТУРА 1. Гордов Е.П. Современные тенденции в региональных исследованиях окружающей среды// География и природные ресурсы. Специальный выпуск, 2004. – с. 11- 2. Истомина Н.Ю., Носков М.Д., Истомин А.Д. Информационное обеспечение поддержки принятия решений по минимизации последствий аварийного выброса радиоактивных веществ в атмосферу//Экологические системы и приборы. –2004.– № 6. – С. 5-8.

3. Истомина Н.Ю., Носков М.Д., Истомин А.Д., Жиганов А.Н. Применение геоинформационного экспертно-моделирующего комплекса «АРИА» для оценки последствий выбросов радиоактивных веществ в атмосферу//Известия ТПУ. – 2005. – Т. 308, № 3. – C. 84 – 4. Старченко А.В. Численное моделирование городской и региональной атмосферы и оценка ее влияния на перенос примеси.//Вычислительные технологии.– 2004. – Т. 9, ч.2. –– С. 98 -107.

5. Жиганов А.Н., Истомина Н.Ю., Носков М.Д. Моделирование последствий выброса радиоактивных веществ в атмосферу// Известия вузов. Физика, т. 43, № 4, 2000, (приложение), с. 100-104.

Новые технологии ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Калаев В.Е.,1 Щипков А.А., Леонов С.В. ФГОУ ВПО «Северская государственная технологическая академия», ГОУ ВПО Томский политехнический университет e-mail:siberia99@mail.ru В статье рассматриваются перспективные области использования герметичного электропривода. Приведен пример конструктивного исполнения экранированной электрической машины.

Еще пару десятков лет назад основным в химических производствах являлось оборудование, допускающее утечки рабочего продукта в окружающую среду (уменьшить их стремились путем установки в зоне ввода вала приводного двигателя в корпус агрегата сальниковых, торцевых или комбинированные уплотнений и т.п.). Однако, обеспечить полной герметизации таким способом не удавалось.

При этом из-за ненадежной работы уплотнительных устройств требовалось постоянное наблюдение за работой механизмов, а также их частые остановки для замены изнашиваемых элементов: подтяжка сальников производится через 4-5 ч работы, замена набивки - через 5- суток, срок службы торцовых уплотнений колеблется от 20 до 60 дней.

Таким образом, применение машин с различного рода уплотнениями не позволяет к тому же осуществить полную автоматизацию процесса.

Здесь же хотелось отметить, что существуют нормы предельно допустимого содержания в воздухе пыли, дыма и паров перекачиваемых сред (они предполагают наличие хорошей вентиляции), при котором человек может находиться в рабочем помещении длительное время без ущерба для здоровья. Но ведь системы кондиционирования на химических заводах требуют затрат энергии, равных 10-20% всей потребляемой энергии.

Основные качества герметичных электрических машин - способность работать без утечек продукта и без ремонтов длительное время определяют область их применения. В первую очередь это различные отрасли промышленности, где необходимо перекачивание токсичных, агрессивных, взрыво- и пожароопасных сред. Использование герметичных агрегатов в фармацевтической и пищевой промышленности диктуется требованиями стерильности.


В последнее время для водяного отопления предприятий и жилых зданий стали внедряться герметичные электронасосы, устанавливаемые непосредственно на трубопроводах. Экономия от проведения этого мероприятия оказалась весьма значительной, несмотря на то, что к. п. д.

бессальниковых электронасосов несколько ниже к. п. д. насосов обычного типа. Целесообразно использование экранированного электропривода и в тех случаях, когда восполнение утечек связано с большими затратами на подготовку рабочей жидкости, например, на тепловых станциях.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

Сегодня промышленностью широко выпускаются экранированные асинхронные двигатели с номинальной частотой вращения 1500 и об/мин. Однако механизмы, для которых создается электропривод, чаще требуют существенно более низких частот вращения или скоростей перемещения. Традиционным решением в таких случаях является высокоскоростной двигатель с редуктором. Анализ с позиций наибольшей эффективности приводит к выводу, что суммарная масса, габаритные размеры, стоимость и КПД при таком подходе в достаточно большом классе применений весьма существенно отличаются от соответствующих параметров самих двигателей. Поэтому, на наш взгляд, большой практический интерес представляет безредукторный электропривод (т.е.

низкоскоростной электродвигатель). Кроме того, так как номинальная производительность машин, подающих воду, сыпучие материалы или какое – либо другое сырье, выбирается, зачастую, с большим запасом, то возникает необходимость регулирования режимов их работы таким образом, чтобы объем продукта в любой момент времени соответствовал требуемому по условиям технологического процесса.

В настоящее время наиболее перспективными из всех типов электродвигателей, применяемых в регулируемых электроприводах малой и средней мощности, являются вентильные двигатели с возбуждением от высокоэнергетических магнитов Nd-Fe-B. Конструктивные и технико эксплуатационные преимущества двигателя довольно подробно представлены в литературе. При решении же задачи выбора типа двигателя для герметичного агрегата наиболее существенными являются:

• отсутствие скользящих электрических контактов;

• наивысшие энергетические показатели;

• более простая схема преобразователя по сравнению с асинхронным частотно–регулируемым электроприводом;

• минимальные массогабаритные показатели при прочих равных условиях.

В традиционной цилиндрической машине герметизация достигается введением немагнитного экрана между ротором и статором.

В связи с этим выбор формы и материала герметичной оболочки существенно влияет на функционирование механизма, так как она воспринимает перепад давлений и при работе ее постоянно пересекает вращающееся поле. Значит, материал должен быть механически прочным и коррозионностойким к среде. В то же время в металлических экранах наводятся вихревые токи, уменьшающие передаваемый момент. Поэтому желательно, чтобы используемый материал имел еще и большое электрическое сопротивление при минимальной магнитной проницаемости. (Однако в тихоходных передачах электрические потери от вихревых токов даже в толстых экранах незначительны. Шунтирование же магнитного потока может быть устранено конструкцией оболочки.) Новые технологии В нетокопроводящих экранах потерь нет. Но так как большинство известных видов пластмасс и керамики (опыт применения их все же еще не достаточен) механически менее прочны, чем сталь, то приходится увеличивать толщину оболочки. При этом растут и размеры всей конструкции.

Торцовые электрические машины в ряде случаев обладают существенными преимуществами по сравнению с цилиндрическими:1) лучшее охлаждение активной части – реально увеличить тепловую нагрузку, и, как следствие, уменьшить габариты;

2) возможность модульного исполнения, при котором необходимая мощность электродвигателя набирается рядом дисков;

3) достигается существенный выигрыш по занимаемому пространству за счет приближения электродвигателя к рабочему механизму;

4) малая осевая длина, а значит и компактность, удобство эксплуатации.

Ограниченное применение дисковых преобразователей энергии связано с рядом их особенностей. Так, этот класс машин требует несколько иной технологии изготовления, у них индукция вдоль стержня заметно отличается на периферии от индукции на меньшем радиусе (трехмерное магнитное поле), работа может осложниться рядом побочных явлений.

Преимущества же новых конструкций нужно еще уметь реализовать. Во всяком случае, это требует дополнительных проектно-конструкторских решений и исследовательских работ.

Макет спроектирован с двумя торцевыми роторами (их магнитопроводы выполнены в форме дисков), которые удерживаются на валу посредством резьбы и закрепляются контргайкой. Вал вставляется в опоры с подшипниковыми узлами. Статор электрической машины состоит из стержней (зажимаются между изоляционными прижимными щитами), на которых расположены катушки обмотки. В воздушном зазоре между статором и ротором устанавливается немагнитный экран (сразу отметим, что это в итоге приводит к увеличению тока фазы).

Полученная конструкция двигателя характеризуется наличием "зубцового" эффекта, обусловленного построением магнитной системы (сосредоточенное исполнение полюсов). Сгладить это нежелательное явление нам удалось за счет реализации в дисковой машине скоса пазов.

В результате экспериментальных исследований выявлено, что при смещении роторов относительно друг друга на полюса машины, момент сопротивления уменьшается примерно в 2,5 раза. При этом происходит снижение энергетики машины за счет уменьшения величины основного магнитного потока на величину не более 10%.

Определение электрических параметров и параметров магнитной цепи, основных и добавочных потерь, моментов базируется на знании величин и характера распределения электромагнитного поля в отдельных активных и конструктивных элементах электрической машины. По нашему Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

мнению, достаточно просто и удобно делается расчет трехмерного поля методом интегрирования по источникам поля, который описан в [2].

Там же приведена математическая модель, положенная в основу программы, используемой для оптимизации конструкций электромеханических устройств. Высокая степень автоматизации всех производимых операций дает возможность любому разработчику сосредоточиться над решением своей задачи, не отвлекаясь на изучение математических основ вычислительных алгоритмов и их особенностей реализации.

Анализ состояния элементов конструкции включает следующие последовательные шаги:

- подготовка геометрии;

- задание материалов изделия (разработана доступная для пополнения библиотека свойств);

- параметры конечно – элементной сетки задаются автоматически программой в зависимости от размеров изделия;

- запуск программы расчета (наиболее трудоемкая часть вычислительного процесса) – на этом этапе машина решает нелинейную систему уравнений;

- визуализация результатов, для чего существует ряд вариантов:

формат HTML, графические (jpg, bmp), мультимедийные (AVI, XGL) файлы.

К достоинствам программного продукта также можно также отнести русскоязычный интерфейс и контекстно – зависимое меню. Все это упрощает взаимодействие пользователя с программой.

В настоящее время ведутся работы по оптимизации магнитной системы герметичного двигателя с целью получения в дальнейшем (с учетом уже сделанных выводов о влиянии сдвига роторов на форму МДС и величину статического момента сопротивления, а также зависимости энергетических характеристик от величины воздушного зазора машины) конструкции с еще более привлекательными характеристиками.

Работа выполняется при поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации (грант № МК-1128.2004.08).

ЛИТЕРАТУРА 1. Леонов С.В., Макеев Л.С., Щипков А.А. и др. Герметичная электрическая машина для технологических аппаратов // Материалы 7ой научно-технической конференции Сибирского химического комбината (в 4-х частях). Часть 2. Северск, 22 –25 октября 2002 г. - Северск: СГТИ, 2003. – С.152.

2. Леонов С.В., Муравлев О.П., Калаев В. Е. и др. Вопросы исследования трехмерного магнитного поля электрических машин с аксиальным магнитным потоком \\ Изв.

Вузов Электромеханика, 2004.-№5. – С. 8-12.

3. Синев Н.М., Удовиченко П.М. Герметические водяные насосы атомных энергетических установок.-М.: Атомиздат, 1967.-375 с.

Новые технологии УЛУЧШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСКОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Лялин А.В.1, Щипков А.А2., Леонов С.В. Северская государственная технологическая академия Управление образования ЗАТО Северск Томский политехнический университет e-mail:siberia99@mail.ru В данной статье описано влияние смещения роторов дисковой электрической машины на её энергетические показатели и приведены результаты одного из опытов.

В ряде отраслей промышленности при автоматизации технологических процессов приходится решать задачи герметизации. Это вызвано тем, что используемые в технологическом цикле вещества являются вредными и их попадание за пределы данного производства, может привести к огромным экологическим проблемам и нанести вред как населению, так и окружающей среде. К таким отраслям производства можно отнести химическое, нефтедобывающее и нефтеперерабатывающее, а так же производство по переработки радиоактивных материалов.

Данные производства нуждаются в герметичном электроприводе, с помощью которого можно управлять технологическим процессом.

Основные требования, предъявляемые к герметичным электрическим машинам можно сформулировать так: абсолютная герметичность оборудования;

способность управлять скорость вращения и положением исполнительного механизма.


В различных отраслях промышленности задачи герметизации решаются путём использования электропровода с сальниковыми уплотнителями. Но, как известно, ни одна из существующих конструкций сальников не обеспечивает надёжного уплотнения вала, особенно при высоких давлениях. Теоретически утечку можно полностью исключить, если зазор между сальником и валом равен нулю. Однако практически нулевой зазор обеспечить невозможно, так как потребовалось бы создать очень большие напряжения сжатия набивки, что привело бы к недопустимым потерям на трение. К тому же известно, что наибольшее количество вынужденных остановок таких герметичных электроприводов (ГЭП) связано с теми или иными нарушениями в работе сальников.

Показателем нормального состояния и удовлетворительной работы сальникового уплотнения принято считать наличие небольшого просачивания жидкости через зазор между набивкой и поверхностью вала, то есть негерметичность.

В дисковом герметичной электрической машине (ГЭМ) изображённой, на рисунке 1, статорная перегородка выполнена в виде Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

обычного листа металла (как правило, нихром). Очевидным преимуществом дисковой конструкции ГЭМ, является более высокий момент на единицу объёма ротора. Этот факт нельзя не учитывать, так как вследствие увеличения воздушного зазора (из-за статорной перегородки) момент достаточно сильно уменьшится.

Рис.1. Конструкция дисковой ГЭМ 1 – полюс статора, 2 – обмотка статора, 3 – герметичный ввод, 4 – корпус статора, 5 – герметичная статорная перегородка, 6 – боковая крышка, 7 – ярмо ротора, 8 – постоянные магниты, 9 – подшипники.

По сути своей конструкции электрическая машина изображённая на рисунке 1 является синхронной машиной с постоянными магнитами (СМПМ). У этих машин существует чёткая связь между частотой импульсов электромагнитного поля и перемещением ротора (при условии синхронизма), что даёт возможность избавиться от датчика скорости. А если учесть, что при помощи магнитного поля создаваемого ротором, можно осуществить обратную связь по положению ротора через статорную перегородку (датчики положения будут находится в герметичном объёме), то возникает возможность организации управляемого электропривода.

Особенность СМПМ состоит в том, что ротор в конце движения приходит в фиксированное положение даже при снятии питания с обмотки статора, так как постоянные магнитны (ПМ) создают магнитное поле не зависимо от тока статора. Здесь проявляется механизм фиксации (зубцовый эффект) и данное положение называется положением фиксации.

Как правило, положение фиксации совпадает с конечными положениями при возбуждении одной фазы.

Естественно при вращении двигателя зубцовый эффект как помогает моменту двигателя, так и препятствует ему. Этот факт оказывает влияние на равномерность вращения вала двигателя, особенно на малых скоростях, когда электрическая машина начинает работать в режиме шагового Новые технологии двигателя. В ряде случаев зубцовый эффект снижает диапазон регулирования скорости электропривода вследствие значительных пульсаций на малых скоростях вращения вала.

Явнополюсное исполнение магнитной системы дает существенную несинусоидальность магнитного поля в воздушном зазоре, МДС которого изменяется по форме больше напоминающей трапеции и паузами между ними.

Для снижения зубцового эффекта в дисковой явнополюсной электрической машине рекомендуем повернуть относительно друг друга роторы с ПМ. В данном случае, магнитное поле статора будет изменяться по форме более близкой к синусоидальной. Примерное распределение магнитного поля в зазоре машины до и после смещения изображены на рисунке 2.

Рис. 2. Картина магнитного поля на одном полюсном делении без смещения (а) и со смещением (б) роторов.

В – индукция магнитного поля статора, В1 и В2 – составляющие магнитной индукции от ротора 1 и ротора 2, Вsin – индукция синусоидальной формы.

Сдвиг роторов на угол 16° (ротор содержит 6 полюсов) позволил снизить проявление зубцового эффекта и статического момента сопротивления в 2,5 раза. Снижение мощности электродвигателя составило при этом не более 6%.

Из данных результатов видно, что даже при питании двигателя от преобразователя частоты с максимальной синусоидальной частотой 50 Гц диапазон изменения частот вращения двигателя (с равномерным вращением) составит от 5 до 1000 об/мин. Проверка электрической машины со сдвигом в 16° в генераторном режиме, так же показало картину ЭДС максимально схожую с синусоидальной.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕГИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ОКСИДОВ РЕДКИХ И РАССЕЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Малиновская Т.Д., Сачков В.И.

ФГНУ «Сибирский физико-технический институт им. академика В.Д. Кузнецова», 634050, г. Томск, пл. Ново-Соборная, 1, e-mail:malin@elefot.tsu.ru В работе рассмотрено влияние технологических факторов на эффективность легирования полупроводниковых оксидов на основе редких и рассеянных элементов, получаемых золь-гель методом.

Одной из наиболее сложных задач технологии широкозонных вырожденных полупроводниковых материалов является получение на их основе проводящих пигментов, концентрация свободных носителей заряда которых определяется эффективностью легирования.

Для определения эффективности легирования дисперсных оксидов редких и рассеянных элементов предлагается использовать зависимости концентрации свободных носителей заряда, нормированные на концентрацию легирующей примеси (Ne уд.) от содержания этой примеси.

Для этого необходимо определить отношение величины истинной концентрации ( N e ) свободных носителей заряда к теоретической( N eтеор. ):

ист.

100 N ebcn / M N e ист.

N e уд. = =, (1) zN a C N e теор.

где Na - число Авогадро, моль-1;

- плотность материала, г/см3;

M - молярная масса материала, г/моль;

C - концентрация легирующей примеси, ат. %;

z - стехиометрический коэффициент.

Рассмотрим случай легирования оловом оксида индия. При замещении атома индия оловом (IV) атом олова должен давать в зону проводимости один электрон. При этом следует учесть то, что молекула SnO2 и молекула In2O3 по стехиометрии соотносятся как 1:2 по атомам металла. С учетом этого получим следующие выражения для теоретической и удельной концентрации свободных носителей заряда.

zN a 2 6, 02 1023 7, N eтеор. = CSn = CSn = 3 1020 CSn 100 277, 100 M (2), N eист. N eист.

N eуд. = = 3 1020 СSn N eтеор.

. (3) Видно, что теоретическая концентрация свободных носителей заряда должна быть прямопропорциональна концентрации легирующей примеси.

Однако на практике это соблюдается только в области формирования твердого раствора замещения, когда все атомы легирующего компонента Новые технологии замещают узлы кристаллической решетки основного материала, при этом эффективность легирования должна быть на уровне 1. Таким образом, если величина эффективности легирования меньше 1, это может свидетельствовать о том, что 100(1- N e )% атомов введенного уд.

легирующего компонента не участвуют в замещении и, соответственно, в системе, помимо твердого раствора замещения, возможно, образуется другая фаза твердого раствора или химического соединения.

Определение концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике возможно рядом стандартных методов, например, по положению длины волны плазменного резонанса или по измерениям эффекта Холла.

На рис. 1 представлены зависимости, отражающие изменение эффективности легирования дисперсных индийоловооксидных материалов в зависимости от условий золь-гель синтеза, подробное описание которого дано в работе [1]. Характер кривых свидетельствует о том, что, независимо от условий и природы исходных реагентов, эффективность легирования в ITO материалах уменьшается с увеличением концентрации олова. Причем, повышенное легирование в области малых концентраций олова ( 1 ат. %) в значительной степени превышает значения, допустимые согласно модельным представлениям, предложенным в [2].

Такое увеличение эффективности легирования при малых концентрациях легирующей примеси, может свидетельствовать о значительном вкладе дефектности кристаллической структуры легированного оксида индия, а также о возможности формирования в кристаллитах материала электроннодонорных слоистых мезоструктур.

Возможность формирования таких структур может быть объяснена наноструктурными особенностями строения кристаллитов индийоловооксидных материалов, получаемых золь–гель методом, обуславливающих наличие повышенного концентрирования олова в приповерхностных слоях кристаллитов. Нивелирование данного эффекта при увеличении концентрации легирующей примеси может быть объяснено расслоением фазы твердого раствора в приповерхностных слоях с образованием непроводящей фазы SnO2. В случае существования таких электронных мезоструктур, наблюдаемая концентрация свободных носителей заряда представляет собой интегрально усредненную величину по толщине образца.

Исследования показали, что наибольшая эффективность легирования достигается при низких значениях [Sn], однако, в этом случае, ввиду недостаточно высокой концентрации легирующей примеси, не удается достичь высоких значений Ne. В этой связи оптимальным, по-видимому, следует считать область концентраций легирующей примеси (0,75±0,25) ат. %.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

Ne уд.

Ne уд.

3, 3, 2, 2, 1, 1, 1 0,5 0, 0 0 5 10 0 5 [Sn], ат.% [Sn], ат.% а) б) Рис. 1 – Зависимость удельной концентрации свободных носителей заряда в ITO материалах от концентрации Sn, полученных золь-гель методом из хлоридных (а) и из нитратных растворов (б), и отожженных в течение 10 часов при температуре 1000 оС Дальнейшее увеличение концентрации легирующей примеси – олова, приводит к снижению эффективности легирования и не позволяет повысить концентрацию свободных носителей заряда, что обусловлено расслоением фазы твердого раствора в поверхностных слоях с образованием непроводящей фазы SnO2 на поверхности.

Для выяснения влияния условий синтеза на эффективность легирования сурьмой оксида олова аналогичным образом были проанализированы зависимости концентраций свободных носителей заряда от способа получения, валентного состояния и соотношения исходных компонентов и температуры отжига. Типичные зависимости удельной концентрации свободных носителей заряда в АТО материалах представлены на рис. 2. Схемы синтеза АТО подробно изложены в [3].

Из представленных зависимостей видно, что, как и в случае с ITO материалами, при увеличении концентрации легирующей примеси, вклад, вносимый сурьмой в формирование электронной проводимости АТО материала, уменьшается. А превышение теоретических значений Ne уд. в области малых концентраций сурьмы объясняется неизотропностью ее распределения по диаметру частиц, которая, при увеличении концентрации сурьмы в материале, обуславливает расслоение фазы твердого раствора ATO с образованием непроводящей летучей фазы Sb2O и аморфной сурьмусодержащей фазы. Однако, в отличие от ITO, в АТО материалах не наблюдается немонотонного изменения параметра кристаллической решетки. Это, по-видимому, связано с тем, что образующаяся на поверхности материала фаза оксида сурьмы, обладая Новые технологии высокой летучестью, в процессе высокотемпературного отжига удаляется и не вносит заметных искажений в кристаллическую структуру SnO2.

Ne n продукт I ( 1, продукт V (1173К) 1, продукт V (1473 К) 1, ( продукт IV 1, К) 0, 0, 0, 0, 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [Sb], ат. % Рис. 2 – Эффективность легирования оксида олова сурьмой в различных условиях.

Анализ рис. 2 дает возможность оценить границу образования твердого раствора замещения в системе Sn-Sb-O. Видно, что повышение температуры синтеза материала увеличивает растворимость сурьмы в кристаллической решетке оксида олова, например, при увеличении температуры от 900 до 1200 оС, растворимость увеличивается на 25%.

Такого же увеличения растворимости удается достичь при использовании в исходных продуктах двухвалентного олова, что обусловлено экзотермичностью процессов окисления Sn(II) при высокотемпературном синтезе. При этом предел растворимости сурьмы в оксиде олова по механизму замещения составляет (4-5) ат. % Sb (при 900 оС), что находится в хорошем согласии с существующими в литературе данными.

ЛИТЕРАТУРА 1. Твердофазный синтез индийоловооксидных материалов/ Т.Д.Малиновская, Ю.П.Егоров, Е.П.Найден и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2002. - № 10. - С.735-741.

2. Nadaud N., Boch P. Indium oxide ceramics with titania additions, pt.2 // J. Ewro Ceramics. - 1997. - V.5. - P. 928-931.

3. Синтез и исследование сложных оксидов олова и сурьмы / Т.Д Малиновская., А.И Апарнев, Ю.П Егоров, Ю.М. Юхин // Ж.П.Х. - 2002 – Т.75. - Вып.10 – С. 1594-1597.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ПАКЕТА MATLAB В ВИЗУАЛЬНОЙ СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ C/C++ Паюсов А.Ю.

Северская государственная технологическая академия 636000, Томская обл., г. Северск, пр. Коммунистический, 65, vasiliev@ssti.ru В статье рассматривается разработка технологии использования возможностей MATLAB в визуальной среде программирования на языке C/C++ и применение данной технологии для создания автономного приложения.

Пользователям визуальных средств разработки Windows-приложений приходится сталкиваться со следующей ситуацией: разработав интерфейс пользователя, им необходимо реализовать обработчики кнопок, элементов меню и т.д., содержанием которых должно являться выполнение нетривиальных математических вычислений. Несмотря на то, что эти системы имеют удобные базовые средства по организации пользовательского интерфейса, позволяют просто работать с базами данных, имеют широкие возможности по созданию клиент-серверных приложений, приложений для Интернет и т.д., реализуемый ими стандартный язык программирования имеет очень ограниченный набор математических функций.

При возникновении такой ситуации пользователи идут разными путями. Либо спешно ищут (например, в Internet) соответствующую математическую библиотеку, совместимую с данной средой программирования. При этом часто неизвестно, корректно ли работает данная библиотека, каковы правила ее использования и обладает ли она достаточными возможностями. Либо пишут программный код необходимых математических процедур сами, что грамотно осуществить бывает довольно сложно и, более того, невозможно. Конечно, они могут прибегнуть к помощи мощных математических пакетов, в которых профессионально реализуется широкий спектр математических алгоритмов, накопленный за многие годы использования вычислительной техники, в них также делается упор на точность и математическую правильность работы соответствующих алгоритмов. Но каждая такая система имеет свой собственный язык программирования и интерпретатор, реализующий его возможности.

С другой стороны, специалистам, работающим в математических пакетах, хотелось бы создать приложение, которое помимо вычислительных возможностей обладало бы еще, как минимум, удобным пользовательским интерфейсом. Увы, соответствующие системы не обладают средствами разработки интерфейса пользователя, сравнимыми Новые технологии по возможностям с визуальными средами программирования. Такая проблема становится особенно актуальной тогда, когда уже имеется алгоритм, написанный на языке математического пакета, который бы хотелось использовать при создании подобного приложения, причем работающего независимо от многофункциональной и поэтому громоздкой и не столь быстрой родительской среды.

Но существует решение, которое должно удовлетворить как пользователей визуальных сред, так и пользователей математических пакетов – применить в процессе разработки автономного приложения в визуальной среде программирования уникальные в своем роде, специальные средства, предоставляемые математическим пакетом MATLAB. Последний имеет в своем составе мощную математическую библиотеку MATLAB C/C++ Math Library, включающую большой объем математически грамотно и, в то же время, алгоритмически эффективно написанных на C/C++ специализированных функций и процедур.

Таким образом, данная работа посвящена разработке технологии использования предоставляемых MATLAB средств для создания автономных приложений на C/C++ в визуальной среде программирования, в частности, в Borland C++ Builder v5.0-6.0. Т.е. последовательным системным образом описывается процесс разработки, начиная от создания «переводимого» на Си кода на языке MATLAB и заканчивая компоновкой приложения (какие, как и где подключить библиотеки).

Компилятор MATLAB (MATLAB Compiler) – это программный продукт фирмы "MathWorks", выполненный в виде консольной утилиты, на вход которой поступают m-файлы6, а в качестве выхода генерируется исходный код на C/C++. Компилятор MATLAB может формировать следующие виды кода:

• Код на C/C++, комбинируемый с другими модулями, необходимый для создания автономных прикладных систем (независимых приложений). Эти приложения не требуют MATLAB во время выполнения;

они могут исполняться, даже если MATLAB не установлен в системе. Но чтобы создавать исполняемые модули, MATLAB Compiler требует наличия MATLAB C/C++ Math Library (математической библиотеки MATLAB), которая включает в себя базовые математические и аналитические средства MATLAB.

Компилятор также требует MATLAB C/C++ Graphics Library, чтобы создавать независимые приложения, использующие вызов графических функций MATLAB.

• Разделяемые C-библиотеки (динамически подключаемые библиотеки, или DLL для Microsoft Windows 95/98/2000/XP) и Это текстовые файлы, содержащие программу или функцию, написанную на языке MATLAB. Обычно имеют расширение ".m".

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

статические C++-библиотеки. Они могут использоваться без MATLAB, но при наличии в системе MATLAB C/C++ Math Library.

Зачем необходимо компилировать m-файлы?

Имеется три основных причины, чтобы компилировать m-файлы:

• Создание автономных приложений или разделяемых C-библиотек (DLL в Windows) или статических C++-библиотек • Сокрытие исходного кода • Повышение скорости исполнения Автономные приложения и разделяемые библиотеки В последних версиях системы (MATLAB v6.5 и v7.0) появилась возможность создавать приложения MATLAB, что дает возможность использовать преимущество математических функций MATLAB, при этом не требуется, чтобы пользователь являлся обладателем MATLAB.

Автономные приложения являются очень удобным способом «упаковывать» вычислительную мощь MATLAB, а также распространять приложения частного характера его пользователям.

Используя MATLAB Compiler, стало возможным разработанный в MATLAB алгоритм для специализированных вычислений поместить в разделяемую библиотеку, написанную на Си, а также в статическую C++ библиотеку. Таким образом, появилась возможность интегрировать данный алгоритм в приложение на языках C/C++. После компиляции кода специализированные вычисления могут производиться прямо из приложения при помощи алгоритма, написанного на MATLAB.

M-файлы MATLAB – это текстовые ASCII-файлы, содержимое которых каждый может просматривать и модифицировать, в свою очередь, EXE-файл является двоичным файлом. Поэтому использование исполняемых модулей взамен m-файлов скрывает имеющийся алгоритм, возможно являющийся интеллектуальной собственностью, а также предотвращает модификацию кода.

Скомпилированный код на C/C++ обычно исполняется быстрее, чем их m-файловый эквивалент, потому, что – скомпилированный код обычно выполняется быстрее, чем интерпретируемый, – C/C++ могут избежать накладных расходов, связанных с излишним распределением памяти, которые выполняет интерпретатор.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.