ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 338.4
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-4-175-185
Аннотация
Смещение основных добывающих производств в северные и северо-восточные регионы страны, интенсификация промышленного и жилищного строительства в районах Крайнего Севера поставили ряд слож-ных технологических задач по адаптации различных видов основного и вспомогательного оборудования к экстремальным климатическим условиям Арктического и Субарктического регионов. К числу такого оборудования относятся системы вентиляции и охлаждения производственных помещений, различной стационарно размещенной и мобильной техники. Как показал анализ фактической эксплуатации вентиляторов в условиях низких климатических температур и высокой влажности северных территорий, использование для их изготовления традиционных материалов, например полимерных композиционных материалов на полибутилентерефталатной матрице, оказывается в ряде случаев невозможным из-за их низкой хладо- и трещиностойкости, приводящих к разрушению корпусов и крыльчаток вентиляторов. В работе проведен анализ возможности применения полимерных композиционных материалов для изготовления основных узлов осевого вентилятора, эксплуатация которого предполагается в условиях арктического климата, выполнено математическое моделирование условий эксплуатации вентилятора в программном комплексе ANSYS и FMEA-анализ рисков, проведена оценка критических факторов воздействия на надёжность и долговечность вентиляторов, изготовленных из различных полимерных композиционных материалов и эксплуатируемых при экстремально низких температурах воздуха, выполнена оценка деградации механических свойств полимерных композиционных материалов в условиях длительного воздействия низких температур окружающей среды, повышенных температур эксплуатации, показано влияние переходов температуры окружающей среды через ноль) и повышенной засоленности воздуха. Показана возможность изготовления корпусов и крыльчаток вентиляторов для эксплуатации в условиях Арктики из стеклонаполненных полимерных композиционных материалов с поликарбонатной матрицей.
Ключевые слова
математическое моделирование, анализ рисков, полимерные композиционные материалы, деградация свойств в условиях климата Арктики
Для цитирования
Ермаков С.Б. Выбор материала и обеспечение качества вентиляторов из полимерных композиционных ма-териалов для климатических условий Арктического и Субарктического регионов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №4. С. 175-185. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-4-175-185
1. Ермаков Б.С., Швецов О.В., Ермаков С.Б. Особенности применения полимерных композиционных материалов при обустройстве нефтегазовых месторождений Арктического пояса // Глобальная энергия. 2025. Т. 31. № 1. С. 112–121.
2. Горбунов В.П. Решение проблем адаптации и эксплуатации систем жизнеобеспечения воздушных судов западного производства в условиях экстремально низких температур Крайнего Севера, Сибири и Арктики // Научный вестник МГТУ ГА. 2015. №218. С. 50-53.
3. Рухлинский В.М., Горбунов В.П. Решение проблем эксплуатации ВС иностранного производства в условиях экстремально низких температур // Системы управления жизненным циклом изделий авиационной техники: актуальные проблемы, исследования, опыт внедрения и перспективы развития (1-2 ноября 2012 г.): тезисы докладов III Междунар. науч.-практ. конф. Ульяновск: УлГУ, 2012. С. 40–42.
4. Муравьев К.А. Особенности эксплуатации оборудования нефтяной и газовой промышленности в условиях Крайнего Севера и Арктики. Сургут: ТИУ, 2023. 41 с.
5. Арктика: вентиляторы. URL: igp-tc.ru›arktika-ventilyatory.html
6. Description 2018 ASHRAE Handbook—Refrigeration URL: https://www.ashrae.org/technical-resources/ashrae-handbook/description-2018-ashrae-handbook-refrigeration.
7. Клочков Ю.С., Коваль Н.О. Развитие метода развертывания функций качества на этапе проектирования продукции // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2024. Т. 26. № 4–3 (120). С. 428–436.
8. Клочков Ю.С., Фокин Г.А., Сыровацский О.В. Учет неопределенности при проведении процедуры FMEA-анализа // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2021. Т. 23, № 6(104). С. 26–32.
9. Иванов И.И., Чеповский А.Е. Программные средства обработки результатов расчетов в инженерных пакетах Ansys CFX и Abaqus для высокопроизводительных вычислительных установок. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 193 с.
10. Кулезнёв В.Н., Шершнёв В.А. Химия и физика полимеров. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колосс, 2007. 367 с.
11. Бартенев Г.М., Френкель С.Я. Физика полимеров / под ред. д-ра физ.-мат. наук Ельяшевича А.М. Л.: Химия, 1990. 432 с.
12. Мосиюк В.Н. Теплостойкое эпоксибисмалеимидное связующее с повышенной трещиностойкостью для изготовления полимерных композиционных материалов по безавтоклавным технологиям формования: дис. … канд. техн. наук. Обнинск: АО «Обнинское производственное предприятие «Технология» ГНЦ РФ, 2024. 116 с.
13. Рекомендации по проектированию и расчету кон-струкций с применением пластмасс / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М., 1969. 149 с.
14. Влияние температуры на физико-механические свойства монолитного поликарбоната / Авадеев К.В, Бобров В.В., Тучин М.А., Домашова Е.В., Кудрявцев Н.А., Скакун П.В. // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2024. №20(1). С. 73-83.