Х.Б. Бадарчи, А.Ч. Кылгыдай, Ш.Ч. Соян
Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, Кызыл, Россия herel_badarchi@mail.ru
Ключевые слова: грузоперевозки, регионы, факторы экономического роста, железнодорожное сообщение, экономические проекты, виды транспортного сообщения
Страницы: 146-155
Актуальность исследования обусловлена наличием в периферийной приграничной зоне России ряда значительно отстающих в развитии регионов, в частности, Республики Тывы. Главной причиной экономического отставания Тывы априори считается отсутствие железнодорожного сообщения и относительная географическая удаленность от крупных экономических центров страны. Предполагается, что создание новой ветки железнодорожного сообщения априори приведет к росту хозяйственной активности во всех отраслях экономики региона. Но, с одной стороны, проблемы отраслей и хозяйствующих субъектов региона могут быть связаны с большей долей влияния других факторов, чем транспортных ограничений и издержек. С другой стороны, железная дорога - это не только само дорожное полотно и подвижный состав, но и не в меньшей степени вопросы логистики, инфраструктуры и экономической эффективности самого перевозчика. При значительном дисбалансе объемов ввозимого и вывозимого груза при варианте тупиковой железнодорожной ветки вопрос экономики перевозок может иметь критическую важность. Гипотеза исследования состоит в отсутствии жестко детерминированных связей между объемными характеристиками региональной экономики в сопоставимых (удельных) значениях и уровнем обеспеченности объектами транспортной инфраструктуры. С целью раскрытия данного вопроса исследована роль транспортной инфраструктуры как инструмента экономического роста, а также ее ключевых параметров, оказывающих влияние на рост. Проведен кластерный анализ по признакам схожести объемно-структурных показателей экономики регионов в контексте обеспеченности объектами транспортной инфраструктуры. Ввиду неравномерного расселения жителей страны и соответствующих объективных территориальных контрастов между регионами в целях обеспечения сопоставимости анализ обеспеченности субъектов России транспортной инфраструктурой осуществлен не относительно единицы площади, как принято традиционно, а относительно численности населения субъектов. По мнению авторов, это имеет больший экономический смысл. С применением многомерного факторного анализа выявлены и интерпретированы соответствующие статистические связи между показателями. При констатации очевидной связи между возможностью реализации отдельных экономических проектов, а также наличием и состоянием тех или иных технологически увязанных видов транспортной инфраструктуры следует вывод о том, что появление новых видов транспортного сообщения или улучшение состояния существующей инфраструктуры не гарантирует автоматического улучшения экономической ситуации в регионе и может больше зависеть от особенностей внутренней и внешней экономической конъюнктуры.
Л.П. Железнов
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, Новосибирск, Россия zgeleznov@sibnia.ru
Ключевые слова: оболочка, полимерный композиционный материал, нелинейность, устойчивость, метод конечных элементов, сжатие
Страницы: 153-162
Приводятся результаты исследования прочности и устойчивости овальных композитных цилиндрических оболочек при воздействии осевого сжатия. Геометрически нелинейная задача для оболочки решается с использованием метода конечных элементов. Геометрические размеры оболочки близки к размерам фюзеляжей современных пассажирских самолетов. Исследовано влияние параметра овальности поперечного сечения оболочки, нелинейности исходного напряженно-деформированного состояния, укладки монослоев по толщине на критические нагрузки и весовую эффективность композитных и металлических оболочек
И.Г. ЯЩЕНКО, И.В. РУССКИХ
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия sric@ipc.tsc.ru
Ключевые слова: металлоносная нефть, баженовская свита, ванадий, никель, месторождения, Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн
Страницы: 256-266
Приведен анализ характеристик металлоносной нефти баженовской свиты Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна, при разработке которой существует опасность попадания тяжелых металлов (например, ванадия и никеля) в окружающую среду в процессе добычи, транспортировки и переработки нефти. В работе использованы информация из базы данных Института химии нефти СО РАН (Томск) и методы статистического и пространственного анализа географических информационных систем. На основе классификации трудноизвлекаемой нефти выявлены месторождения баженовской свиты с высоким и средним содержанием ванадия и никеля. Показано распределение нефти из указанных месторождений по глубине залегания. С ростом глубины залегания содержание металлов в нефти уменьшается почти на порядок. Выявлены литологические особенности пород коллекторов: металлоносная баженовская нефть находится в основном в песчаниках (86.2 % образцов нефти) и песчано-алевролитовых породах (13.8 % образцов), что подтверждает принадлежность коллекторов свиты к терригенному типу. Определены средние значения пластовых параметров, характеризующих фильтрационно-емкостные свойства залежей месторождений. Для проведения анализа металлоносной баженовской нефти использована выборка объемом 68 образцов нефти из 33 месторождений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых и совершенствовании существующих методов и технологий добычи и переработки металлоносной нефти с учетом экологических последствий.
Проанализированы сепарационные комплексы, обеспечивающие гибкое управление качеством добываемой рудной массы с возможностью получения концентратов с высоким содержанием металла. Обоснованы технологические решения, позволяющие вовлекать в отработку небольшие золоторудные месторождения, удаленные от действующих горно-перерабатывающих предприятий и расположенные на территориях с неразвитой или полностью отсутствующей энергетической инфраструктурой. На мобильном перерабатывающем комплексе осуществляется двухстадийная рентгенорадиометрическая сепарация сортируемых классов рудной массы с выделением хвостов, промпродуктов и концентрата, при этом несортируемый класс разделяется на промпродукт и концентрат посредством тяжелосредной сепарации. Промпродукты перерабатываются на месте добычи с применением кучного и кюветного выщелачивания, концентрат транспортируется на обогатительную фабрику на значительное расстояние. Раздельная переработка полученного разносортного минерального сырья позволяет обеспечить высокое извлечение металла при приемлемых затратах.
А.В. Бойко, А.В. Довгаль, А.М. Сорокин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: гидродинамическая устойчивость, отрыв пограничного слоя, обтекание уступа поверхности, нестационарное течение
Страницы: 172-176
Проведено экспериментальное исследование обтекания двумерного уступа поверхности пластины потоком несжимаемого газа в условиях контролируемого низкочастотного воздействия на отрывное течение. Установлено, что колебания потока, частота которых на порядок величины меньше частоты, характерной для конвективной неустойчивости оторвавшегося пограничного слоя, вызывают существенные изменения средних по времени и пульсационных характеристик течения в зоне отрыва
Осуществлен экосистемный подход к оценке объекта накопленного экологического вреда (НЭВ), заключающийся в возможности применения методов биотестирования совместно с химико-аналитическими методами для экологической оценки почвогрунтов и донных отложений закрытой санкционированной свалки, расположенной в бассейне Финского залива. Выявлено, что причиной загрязнения территории бассейна является длительное хранение свалочных масс смешанного состава без соблюдения технологий природоохранной защиты окружающей среды. Установлено, что действующая нормативно-методическая база не обеспечивает достоверного учета факторов влияния объектов НЭВ, что приводит к искажениям параметров экобезопасности территорий и оценок воздействия на вмещающие их геосистемы. На объектах накопленного экологического вреда могут образовываться новые загрязняющие вещества, обладающие высокой токсичностью. Их наличие невозможно предсказать только на основе химического анализа. В связи с этим в систему экологического контроля необходимо включать интегральные методы оценки токсичности природных сред, к которым относится метод биотестирования. Биотестирование, которое выполняет функцию тактического контроля, позволяет приблизиться к оценке воздействия объектов НЭВ на экосистему и достаточно быстро установить опасность объекта для окружающей среды. В настоящей работе экотоксикологические исследования почвогрунтов и донных грунтов методами биотестирования проведены с использованием набора биотест-систем, включающих представителей различных трофических уровней (рачков, инфузорий, водорослей и семян высших растений). В исследовании использованы элюатные и контактные методы биотестирования, которые позволили определить наиболее чувствительные биотесты. Полученные результаты исследования дают возможность правильно обосновать научно-прикладные решения по восстановлению кумулятивного техногенного фона природно-хозяйственных систем, расположенных в бассейне Финского залива.
Рассматривается устройство, позволяющее получать сильно разреженный поток микрокапель для их последующего использования в различных областях техники или научных исследований. Созданная установка дает возможность получать микрокапли в периодическом режиме. Период колебаний составляет порядка 30 секунд. С помощью пульсаций газового потока отфильтровываются относительно мелкие капли, что дает более однородное по размеру распределение капель.
Синтезированы и исследованы нанокомпозитные криогели на основе поливинилового спирта (ПВС) и углеродных нанотрубок (УНТ) с высокими пределами прочности. С целью преодоления проблем, связанных с агломерацией УНТ в полярных растворителях, что ограничивает их равномерное распределение в полимерной матрице, проведена оптимизация состава криогеля для достижения высоких прочностных характеристик материалов. Для получения однородных дисперсий УНТ применялась гомогенизация в растворителях (вода, диметилсульфоксид (ДМСО) и смесь ДМСО/вода = 80 : 20 по объему) в сочетании с ультразвуковой обработкой. В ходе эксперимента проведено одноосное растяжение образцов криогелей, что позволило получить значения предела прочности для каждого образца. Обработка данных осуществлена с использованием программного обеспечения STATISTICA 10. С применением регрессионного моделирования установлены зависимости между пределом прочности нанокомпозитов и параметрами синтеза (концентрация исходного раствора ПВС, его молекулярная масса, содержание воды в растворителе и концентрация УНТ). Получено адекватное по F-критерию Фишера регрессионное уравнение с коэффициентом детерминации R2 = 0.81, что подтверждает точность модели и ее применимость для предсказания прочностных характеристик криогелей. В дополнение к регрессионному анализу проведен анализ графиков зависимости функции желательности Харрингтона от параметров синтеза. Этот подход позволил выделить оптимальное соотношение компонентов для получения нанокомпозитных криогелей УНТ/ПВС, что значительно повысило эффективность разработки материалов с высокими прочностными свойствами. Результаты исследования подчеркивают важность учета различных факторов при оптимизации условий синтеза, а также открывают новые перспективы для дальнейших исследований в области полимерных композитов.
Представлены результаты экспериментального исследования эволюции вихревого течения, формирующегося при воздействии субмиллиметрового дугового разряда, движущегося в постоянном магнитном поле в сверхзвуковом потоке воздуха вблизи плоской поверхности. Благодаря высокой воспроизводимости параметров разряда и точной синхронизации оборудования удалось подробно изучить структуру течения с использованием методов PIV и шлирен-визуализации. Установлено, что изменение направления электромагнитной силы, возникающей в течение разряда, позволяет эффективно контролировать пространственно-временные характеристики создаваемых вихревых структур.
N. Venu Kumar1, S. P. Sivapirakasam1, K. Harisivasri Phanindra2, S. L. Aravind3, M. Sreejith1 1Industrial Safety Lab, Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Tiruchirappalli, India vknannapaneni@gmail.com 2Department of Mechanical Engineering, Vel Tech Rangarajan Dr. Sagunthala R&D Institute of Science and Technology, Chennai, India drharisivasriphanindrak@veltech.edu.in 3Department of Automobile Engineering, Kumaraguru College of Technology, Coimbatore, India aravinder1987@gmail.com
Ключевые слова: детонационное давление, параметр детонации, теплота образования, продукты детонации
Страницы: 157-171
Представлен новый эмпирический метод прогнозирования давления детонации различных типов органических и неорганических взрывчатых веществ. Метод идентифицирует продукты детонации по продукту, который выделяет максимальное количество тепла на один атом кислорода. Предложенная модель обеспечивает точные и надежные оценки продуктов детонации по сравнению с существующими моделями. С использованием этих идентифицированных продуктов рассчитаны такие параметры детонации, как количество молей газообразных продуктов, их средняя молекулярная масса и максимальная теплота детонации. Установлена степенная связь между параметром детонации и экспериментальными значениями давления детонации для разных взрывчатых веществ. В отличие от других моделей, рассчитанное по новой модели давление детонации хорошо согласуется с экспериментальными значениями для органических и неорганических взрывчатых веществ. Эти результаты показывают, что прогнозы давления детонации на основе новой модели являются простыми, точными и более надежными, чем прогнозы на основе существующих моделей, и тем самым способствуют разработке экологически чистых, высокоэффективных взрывчатых веществ.
Проведено исследование лазерного зажигания образцов бурого угля (марка 2Б, разрез Кайчакский) до и после деминерализации прямоугольными импульсами длительностью 1 и 10 мс при помощи квазинепрерывного иттербиевого лазера YLR-150/1500-QCW-MM-AC (1070 нм, 1.6 кВт). Показано, что деминерализация угля приводит к увеличению величины плотности энергии, необходимой для его зажигания.
Исследуется пространственная задача о нормальном контакте упругого клина с одной свободной от напряжений гранью с бесконечной периодической прямолинейной системой жестких штампов, расположенных вдоль ребра клина (двугранного угла). Система штампов вызывает бесконечное нормальное смещение грани клина (в частном случае полупространства). Для регуляризации расходящегося ядра интегрального уравнения относительно контактных давлений используется дополнительная периодическая система нормальных сил, действующих вне области контакта. Эта система параллельна цепочке штампов и имеет тот же период. Силы в регуляризующей цепочке равны по модулю и направлены противоположно силам, приложенным к штампам. Рассматриваются два случая регуляризации, когда цепочка сил приложена вне ребра клина (первый случай) или на ребре (второй случай). Для решения регуляризованного интегрального уравнения применяется численный метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и контактные давления
В.Е. Жуков, Н.Н. Мезенцева
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия zhukov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: неазеотропная смесь, спирто-водяная смесь, внутренние интенсификаторы, теплоотдача в канале, перепад давления
Страницы: 573-584
Известно, что интенсификация теплоотдачи в трубах пассивным методом осуществляется путем воздействия на поток вставными интенсификаторами или изменением формы поверхности теплообмена. Представленная работа посвящена изучению процесса интенсификации с использованием сферических турбулизаторов, расположенных в горизонтальном канале из нержавеющей стали. Получены экспериментальные данные по интенсивности теплоотдачи и перепаду давления при циркуляции спирто-водяной смеси с концентрацией 30 % масс. при давлении в сосуде 0,03 - 0,04 МПа. Проведено сравнение эффективности сферических интенсификаторов и перепада давления на секции со сферическими интенсификаторами с эффективностью спиральных интенсификаторов и перепадом давления на секции со спиральными интенсификаторами при аналогичных режимных параметрах. Показано, что эффективность сферических интенсификаторов соразмерна с эффективностью спиральных интенсификаторов при существенно меньших перепадах давления.
Т.Н. Матвеева, Н.К. Громова, В.А. Минаев
Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия tmatveyeva@mail.ru
Ключевые слова: Сульфидные минералы, лазерная микроскопия, бис-пиперазиндитиокарбамат, адсорбция, краевой угол смачивания, гидрофобность
Страницы: 142-150
В связи с необходимостью расширения спектра перспективных реагентов российских производителей для замены импортных аналогов изучено воздействие реагента класса дитиокарбаматов на поверхность сульфидных минералов, входящих в состав комплексной золотосодержащей руды. Использованы новые методы исследования механизма взаимодействия реагентов с минералами-носителями золота при флотации комплексных руд. Установлена эффективность применения нового реагента бис-пиперазиндитиокарбамата в качестве селективного собирателя сульфидных минералов-носителей благородных металлов при флотации комплексной золотосодержащей руды. Применялись методы УФ-спектроскопии, измерения краевого угла смачивания, а также растровая электронная и сканирующая лазерная микроскопии. Определены и визуализированы различные формы адсорбированных фаз реагента на минералах при их совместном присутствии в аншлифе. Избирательное закрепление реагента на рудных минералах сможет обеспечить их селективное извлечение в разноименные концентраты при флотации комплексных руд.
Представлен способ расчета векторов распределения геологических масс с использованием технологии «Пластика рельефа» и авторского метода определения потенциала литодинамических потоков, структур и систем. За основу взяты длины потоков-векторов и углы их отклонения. Все результаты переведены в метрическую систему. Способ был апробирован на двух литодинамических структурах, расположенных в Индии (долина р. Брахмапутры) и России (Крымские горы). Вычисления показали, что векторы геологических масс обеих структур распределены так, что их разность стремится к нулю, а значит - и к равновесию. Таким образом, в литосфере одновременно происходят процессы уравновешивания масс и в вертикальном, и в горизонтальном направлениях. Помимо этого было установлено, что отделившееся от основной массы горной структуры оползневое тело ставит под угрозу общее равновесное состояние всей структуры, которое может быть восстановлено появлением нового оползня. Данная работа может быть использована как на начальном этапе познания равновесия в горизонтальной плоскости, так и на практике. Ряд примеров, приведенных в статье и полученных за рамками исследования, позволил предположить, что, наряду с электромагнитным полем и гравитацией, принцип динамического равновесия присутствует в природе повсеместно, в данном случае - в литосфере. Это естественное состояние вещества. Использование человеком данных знаний позволит учитывать и контролировать не только процессы в литосфере, но и хозяйственную деятельность: в территориальном планировании, строительстве, рекреации, для предотвращения чрезвычайных ситуаций и др.
Д.В. ОСТАПЕНКО, Т.В. ЧЕШКОВА
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия darya.ostapenko@icloud.com
Ключевые слова: асфальтены, окисление, связанные структурные фрагменты, окклюдированные соединения
Страницы: 656-665
С помощью реакции окисления, катализируемой ионами рутения, изучено строение асфальтенов нефтей, отобранных в различных нефтегазоносных провинциях и различающихся по химическому типу и содержанию асфальтеновых компонентов. Показано, что в составе всех исследуемых образцов присутствуют структурные фрагменты, связанные посредством мостиков Сар-С ковалентной связью с ароматическим ядром их молекул, и соединения, захваченные (окклюдированные) в полые ячейки макромолекулярных образований асфальтенов. Связанные фрагменты представлены алканами нормального и разветвленного строения, хейлантанами, гопанами и ароматическими структурами бифенильного типа. Среди окклюдированных соединений идентифицированы типичные биологические маркеры - н-алканы и гопаны. В составе неокисленных соединений нефти нафтеноароматического типа дополнительно установлены н-алкилбензолы, н-алкилтолуолы, н-алкилксилолы, н-алкилтриметилбензолы и алкилбензотиофены.
В.Д. Кургузов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия kurguzov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: пластическая анизотропия, смешанная мода разрушения, излом траектории трещины, упругопластическое разрушение, критическая нагрузка
Страницы: 156-168
Рассматривается инициирование наклонной краевой трещины смешанного типа (моды I и II разрушения) в тонкой полосе из листовой стали под действием растягивающих нагрузок. В процессе прокатки первоначально изотропный листовой металл, как правило, приобретает значительную анизотропию, характеризующуюся различием пластических свойств в направлении прокатки и поперечном направлении. Для описания пластической анизотропии используется квадратичный критерий пластичности Хилла. Процесс разрушения таких материалов описан с помощью модифицированной модели Леонова - Панасюка - Дагдейла. При сложном нагружении траектория трещины искривляется, поэтому угол излома траектории определяется с использованием силового интегрального критерия прочности. В асимптотических представлениях компонент напряжений в окрестности вершины трещины учитываются несингулярные слагаемые ( T-напряжения). Для получения критических параметров разрушения полосы с наклонной краевой трещиной предложен двухпараметрический критерий прочности. Проведен анализ параметров, входящих в полученную аналитическую модель. Безразмерные геометрические параметры конструкции найдены численно методом конечных элементов. Получена система двух нелинейных уравнений относительно критической длины зоны предразрушения и критической нагрузки в случае сложного напряженного состояния. С использованием критерия пластичности Хилла определены форма и размеры зоны пластичности в окрестности вершины трещины в пластически анизотропном материале
В.Н. Ярыгин, В.Г. Приходько, И.В. Ярыгин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия yarygin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые струи разреженного газа, гомогенная конденсация, газодинамическая структура, кластеры
Страницы: 151-156
Представлены результаты экспериментального исследования влияния подвода тепла за счет гомогенной конденсации в сверхзвуковой расширяющийся поток на распределение плотности и ударно-волновую структуру недорасширенных струй разреженного газа. Показано, что это влияние является существенным при моделировании силового и теплового воздействия струй двигателей ориентации и управления на прилегающие элементы конструкции космических аппаратов
В.В. Герасимов1,2, С.Е. Краснопевцев1,2, Г.Р. Туркия1, Д.В. Фромичев3, В.А. Степанов3 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия v.v.gerasimov@inp.nsk.su 2Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия k.s.e@nsu.ru 3Новосибирский завод полупроводниковых приборов, Новосибирск, Россия fromichev@nzpp.ru
Ключевые слова: пироэлектрический детектор, тетрааминодифенил, видимый диапазон, быстродействие, чувствительность
Страницы: 122-136
Исследовались быстродействие и чувствительность в видимом спектральном диапазоне коммерческого пироэлектрического детектора на основе органического кристалла тетрааминодифенила МГ-32 (АО «НЗПП Восток») c входным окном из полипропилена толщиной 0,5 мм. Постоянная времени датчика варьировалась посредством подключения к схеме обратной связи усилителя приёмника ёмкости C в диапазоне от 2 нФ до 3,8 мкФ. С ростом ёмкости в диапазоне 0,1-3,8 мкФ постоянная времени приёмника увеличивалась линейно от 0,2 до 5 мс, а при меньших ёмкостях достигала насыщения, задавая предел ≈25 мкс. Вольтовая чувствительность тестировалась с помощью излучения диодного лазера (λ = 637 нм) и при C = 0,1 мкФ составила 3600 В/Вт, что на 8 % меньше, чем чувствительность приёмника без полипропиленового окна. Эквивалентная мощность шума и обнаружительная способность практически не зависели от ёмкости обратной связи в диапазоне C = 0,002-0,1 мкФ и примерно на 1-2 порядка превосходили характеристики других коммерческих пироэлектрических детекторов и оптоакустической ячейки Голея в видимом диапазоне, что делает исследуемый приёмник достаточно перспективным и универсальным для многих приложений.
С помощью электроконтактного метода исследовано влияние пористости, дисперсности и диаметра образцов на скорость детонации индивидуального низкочувствительного взрывчатого вещества триаминотринитробензол (ТАТБ). Получены данные по кривизне фронта детонационной волны. Результаты показывают, что при одинаковых условиях инициирования процесс развития детонации ТАТБ завершается после прохождения детонационной волной расстояния 3.5 диаметра образца взрывчатого вещества и не зависит от пористости, дисперсности и диаметра образцов.
А. Афради1, А. Ибрахимабади2, А. Р. Гхазикалих3 1Филиал Исламского университета Азад, Каэмшехр, Иран 2Тегеранский филиал Исламского университета Азад, Тегеран, Иран a.ebrahimabadi@iauctb.ac.ir 3Инвестиционная компания Sadr Arian, Тегеран, Иран
Ключевые слова: Производительность тоннелепроходческих комплексов, скорость проходки, искусственная нейронная сеть, водопроводные тоннели
Страницы: 152-169
Представлен подход к прогнозированию производительности тоннелепроходческих комплексов с помощью искусственной нейронной сети на примере строительства водопроводных тоннелей в Иране. Выполнен анализ данных, включающих геологические и горнотехнические условия местности, а также параметры машин. Получена модель для прогнозирования оптимальной скорости проходки. Результаты показали близкое соответствие между фактическими и спрогнозированными данными с коэффициентом корреляции 0.94; значения коэффициента детерминации и среднеквадратичной ошибкой составили 0.90 и 1.2 соответственно.
А.М. Красюк1,2, Е.Ю. Русский1,2, С.А. Колотов1 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала, Новосибирск, Россия krasuk@cn.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Ротор, рабочее колесо, осевой вентилятор, изгибные колебания, прочность, напряжения, собственные частоты, конструктивные параметры
Страницы: 143-151
Исследованы изгибные колебания конструкции роторов осевых вентиляторов главного проветривания. Их особенностью является наличие двух рабочих колес, попеременно выполняющих функции спрямляющего и направляющего аппаратов, при этом в активном режиме вращается только одно колесо. Такая конструкция позволяет достичь высокой производительности в реверсивном режиме, сохраняя 90 - 95 % от производительности прямого режима. Наличие двух рабочих колес в роторе влияет на частотные характеристики вентилятора, которые могут меняться в широких пределах в зависимости от ряда параметров, определяющих массовые и геометрические показатели ротора. Представлены результаты анализа частотных характеристик ротора, полученные решением системы дифференциальных уравнений изгиба. Определены зависимости собственных изгибных частот колебаний коренных валов от масс рабочих колес для различных значений присоединенной массы трансмиссионного вала, а также для различных длин участков коренного вала. Показано, что в исследуемом диапазоне длин коренных валов, масс рабочих колес и присоединенных масс трансмиссионного вала, возможна безопасная эксплуатация по фактору вибрационной надежности роторов вентиляторов с двумя рабочими колесами.
В работе с помощью методов численного моделирования проведено исследование процессов взаимодействия воздушных высокотемпературных струй в камере смешения трехструйного плазмохимического реактора прямоточного типа. Получены трехмерные распределения скорости и температуры газа внутри камеры смешения, локализованы области циркуляции течений, определены пространственные распределения температуры на внутренней поверхности реактора. Получены данные о тепловой нагрузке на внутренние стенки камеры смешения в зависимости от наличия или отсутствия теплозащитного покрытия на внутренних стенках. Указанный подход может быть использован для численного моделирования многоструйных реакторов различной компоновки и назначения.
Е.А. КУТИХИНА1, Т.А. ВЕРЕЩАГИНА1,2, А.А. БЕЛОВ3, О.О. ШИЧАЛИН3 1Красноярский научный центр СО РАН, Институт химии и химической технологии, Красноярск, Россия kutikhina@icct.ru 2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия vereschagina.ta@icct.krasn.ru 3Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия nefryty@gmail.com
Ключевые слова: ценосферы, цирконосиликаты, сорбенты, искровое плазменное спекание, минералоподобная керамика
Страницы: 814-824
Полые алюмосиликатные микросферы (ценосферы) стабилизированного состава (стеклофаза - 95.4 мас. %; (SiO2/Al2O3)стекло - 3.1), выделенные из летучих зол от сжигания угля, использованы для получения композитных сорбентов, содержащих сорбционно-активный компонент на основе цирконосиликатов каркасной структуры. Продукты синтеза охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии совместно с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, изучены их сорбционные свойства в отношении катионов Cs+, Pb2+ и Cd2+. Цирконосиликатный материал демонстрирует высокий коэффициент распределения в процессе сорбции Cs+, Pb2+ и Cd2+ из водных растворов (103-105 мл/г). На примере Pb2+ показано, что в результате высокотемпературного фазового превращения Pb2+-насыщенного цирконосиликата катионы Pb2+ стабилизируются в кристаллической фазе цирконата свинца PbZrO3. Исследована возможность применения технологии электроискрового плазменного спекания для создания минералоподобной керамики на основе цирконосиликатного сорбента для иммобилизации радионуклида Cs-137. Для спеченных при различных температурах (800-1000 °С) керамик изучена скорость выщелачивания цезия, которая является критерием гидролитической устойчивости радиоактивных керамик, предназначенных для захоронения в горных породах. Полученные значения скорости выщелачивания (~105 г/(см2⋅сут)) удовлетворяют требованиям к отвержденным высокоактивным отходам в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии НП-019-2000 “Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности”.
Для исследования закономерностей наращивания покрытий с применением метода холодного газодинамического напыления построена континуальная физико-математическая модель, в которой учитывается возможность столкновений частиц напыляемого материала с поверхностью подложки (покрытия) под различными углами. В результате расчета образования покрытия на подложке с волнистым рельефом при движении сопла с заданной скоростью показано, что условия напыления на спускающейся и поднимающейся поверхностях подложки различаются. Расчет с учетом отклонения сопла вперед и назад по ходу его движения показал, что существует оптимальный угол наклона, при котором толщина образующегося покрытия максимальна (коэффициент напыления максимален)
В экспериментах на крысах показано противолучевое действие нового фармакологического препарата – цитафата. Противолучевой эффект препарата обусловлен способностью ингибировать процессы пероксидного окисления липидов путем инактивации активных форм кислорода. Механизм действия препарата связан с наличием в его химической структуре атомов со свободной валентностью.
"А. Г. ХОЛМОГОРОВ1, Г. Л. ПАШКОВ1, О. Н. КОНОНОВА2, Ю. С. КОНОНОВ1, В. П. ПЛЕХАНОВ1"
"1Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия) E-mail: chem@krsk.infotel.ru 2Красноярский государственный университет, проспект Свободный, 79, Красноярск 660041 (Россия)"
Исследованы выщелачивание золота из продуктов химической подготовки арсенопиритных концентратов тиосульфатными и тиоцианатными растворами, а также сорбционное выделение комплексов золота на углеродных адсорбентах и ионитах.
Представлены результаты расчета и
приближенного описания средней скорости
вибротранспортирования в среде с
сопротивлением, пропорциональным
скорости, в зависимости от различных
параметров, характеризующих систему.
А. Т. КАНАЕВ
"Казахский государственный национальный университет имени аль-Фараби, проспект аль-Фараби, 71, Алматы 480078 (Казахстан) E-mail: Kanajev@ok.kz"
Приводятся данные о геоэкологических и микробиологических особенностях месторождения Миргалимсай (Казахстан). Установлено, что в самом верхнем горизонте микробиологические процессы идут наиболее активно, а с глубиной влияние микрофлоры на окисление руд значительно уменьшается.
Исследована задача о свободной тепловой конвекции между двумя твердыми непроницаемыми дисками. Получено семейство точных решений системы уравнений Навье — Стокса и конвективной теплопроводности для термогравитационной конвекции в приближении Буссинеска в классе Кармана для поля скорости. Рассмотрена задача, когда один из дисков нагрет неравномерно. Найдено, что краевая задача может иметь несколько решений. Описаны все типы течений, возникающие в этой задаче. Полученные решения исследовались на устойчивость в классе автомодельных возмущений того же типа, что и решения. Установлено, что существуют устойчивые режимы течений, которые теряют устойчивость при некоторых значениях чисел Прандтля и Грассгофа. Показано, что потеря устойчивости решения может приводить к трем различным видам дальнейшей эволюции: 1) решение переходит в другое устойчивое стационарное решение, 2) возникают автоколебания, 3) возмущения неограниченно возрастают во времени, что свидетельствует об отсутствии регулярных автомодельных решений для некоторой области определяющих параметров.
Разработаны методики и созданы экспериментальные стенды для исследований термических, калорических и переносных свойств фторорганических жидкостей методами просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения и высокочастотных тепловых волн. Проведены измерения свойств жидких гексафторбензола и перфтортриэтиламина, в результате которых существенно уточнены данные по плотности, коэффициентам теплового расширения, теплопроводности и теплоемкости этих соединений.
Экспериментально исследовано истечение жидкости в пространство с пониженным давлением. Обнаружено, что начиная с давлений порядка 10 Па и ниже пристенная пленка, стекающая по внутренней поверхности канала, на выходной кромке разворачивается на 180° и движется по наружной поверхности в обратном направлении.
А. А. Азбукин, М. А. Булдаков, Б. В. Королев, В. А. Корольков, И. И. Матросов*
"Институт оптического мониторинга СО РАН, Томск *Томский государственный университет"
Страницы: 613-616
Разработан автоматический газоанализатор, предназначенный для непрерывной круглосуточной регистрации концентраций окиси азота и двуокиси серы в уходящих газах теплоэлектростанций. Работа газоанализатора основана на использовании нелазерного источника УФ-излучения и метода дифференциального поглощения.
В статье приводятся результаты анализа снеговых проб, которые отбирались в различных районах города Барнаула сразу после снегопада. В отобранных пробах определялось содержание твердой фазы, а после оттаивания в получившейся жидкой фазе определялись концентрации сульфатов и нитратов, а также рH.
Предлагается оптоемкостный преобразователь, способный преобразовывать оптическую энергию в электрический сигнал через изменение емкости твердотельной структуры. В нем использовано свойство полупроводников изменять поверхностное сопротивление при воздействии оптического излучения. Емкость твердотельной структуры изменяется за счет изменения поверхностного сопротивления арсенида галлия (GaAs). Оптоемкостный преобразователь позволяет обнаруживать наличие оптического излучения, измерять изменение емкости в зависимости от изменения ширины светового пятна, мощности и частоты оптического излучения.
Гидродинамическим и термодинамическим расчетами показано, что при движении газа по замкнутому газодинамическому контуру СО2-лазера включение разряда должно сопровождаться дополнительными потерями давления. В то же время экспериментом установлено, что подвод тепла тлеющим разрядом может не приводить к повышению потерь давления. Визуализация течения показала, что в газоразрядном канале и в расположенном за ним диффузоре существуют стационарные вихри, вращающиеся в плоскости стенки канала. Влияние разряда на движение газа заключается в разбиении крупномасштабных вихрей на мелкие. Одной из причин стратификации анодного слоя является неоднородность потока, которая сокращается под действием тлеющего разряда. Предложен метод определения потерь давления и параметров вентилятора, основанный на сопоставлении температур торможения для изоэнтропических и неизоэнтропических процессов.
На основе математической модели реагирующей двухфазной среды в двухскоростном двухтемпературном приближении численно исследуется процесс вхождения плоской ударной волны в облако частиц алюминия. Падающая ударная волна может иметь как прямоугольный, так и треугольный профиль, т. е. может сопровождаться волной разрежения. В результате анализа расчетных данных определены условия, при которых возможно установление режима стационарной детонации в облаке. Определены сценарии возникновения и типы детонационных течений в облаке в зависимости от амплитуды падающей ударной волны и энергии инициирования. Получены критерии инициирования детонации для различных фракций частиц, выражающие зависимость запасенной энергии ударной волны от ее числа Маха.
Изучена зависимость времени прохождения отдельных этапов нодуляционного процесса на корнях растений гороха, зараженных бактериями Rhizobium leguminosarum, от условий окружающей температуры (оптимальной и пониженной) и субстрата, на котором выращивали растения (песок и водная среда). Показано, что низкая температура и условия гидрокультуры замедляют процесс нодуляции, особенно первый этап, включающий период от момента заражения до появления первых зачатков клубеньков. При этом более эффективным фактором является низкая температура. Установлено, что при всех изменениях условий произрастания на всех изучаемых этапах нодуляции происходят изменения в содержании "растворимых" (экстрагируемых этилацетатом и н-бутанолом) и "нерастворимых" (связанных с клеточными структурами) фенольных соединений (ФС). Однако не установлены общие закономерности в изменении содержания ФС для ингибирующих процесс нодуляции созданных нами условий среды.
Методами мёссбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифракции и гравиметрических измерений проведены исследования взаимодействия образца и продуктов износа измельчающих тел, изготовленных из нержавеющей стали, карбида вольфрама и упрочненной шарикоподшипниковой стали ШХ15. Установлено, что при прочих равных условиях наиболее износостойкой и менее склонной принимать участие в процессе механического сплавления является сталь ШХ15. Показано, что при выборе материалов измельчающих тел для исследования процессов механического сплавления необходимо принимать во внимание условие получения достоверной информации: увеличение массы исследуемой смеси в процессе механической обработки не должно превышать 10 %.
В приближении однородного распределения
дефектов на основе уравнений полевой
теории дефектов получено уравнение,
описывающее эволюцию упругой деформации
(напряжений) при заданной скорости
деформирования. В результате численного
решения данного уравнения и
качественного анализа фазового портрета
соответствующей динамической системы
построены кривые деформирования.
Исследована зависимость механических
свойств материалов от скорости
деформирования.
В. Д. ВАСИЛЬЕВСКАЯ, В. Я. ГРИГОРЬЕВ
"Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119899 Москва, Воробьевы горы, факультет почвоведения"
Страницы: 355-370
Взаимозависимости между характеристиками растительности (надземная и подземная фито-масса, надземная биомасса, видовой состав, проективное покрытие) и свойствами почв (мощность органогенного и корнеобитаемого слоя, содержание гумуса в слое 0-20 см, толщина абиотического наноса) позволили разработать биологические показатели и критерии количественной оценки устойчивости, степень физической и общей деградации, а также динамики самовосстановления нарушенного почвенно-растительного покрова тундр. Дано аналитическое описание процесса самовосстановления растительности и почв, позволяющее по доступному минимуму исходной информации определить продолжительность разных уровней деградации и общей длительности восстановления в разных условиях водного режима.
Ю. А. Аминов, М. М. Горшков, В. Т. Заикин, Г. В. Коваленко, Ю. Р. Никитенко, Г. Н. Рыкованов
РФЯЦ, ВНИИ технической физики, 456770 Снежинск, Yu.A.Aminov@vniitf.ru
Страницы: 121-124
Приведены результаты исследования торможения продуктов детонации взрывчатого вещества на основе ТАТБ с помощью модифицированного метода преград. Результаты экспериментов сравниваются с данными для близкого по составу взрывчатого вещества и с результатами расчета.
А. А. Букаемский
Научно-исследовательский физико-технический институт КрГУ Минобразования РФ 660036 Красноярск, buksir@nifti.krasnoyarsk.ru
Страницы: 121-126
Рассматривается физическая модель взрывного синтеза ультрадисперсного оксида алюминия, основанная на послойном разделении исходного вещества в волне сжатия по агрегатному состоянию и гранулометрическому составу. Исследована взаимосвязь между условиями синтеза и свойствами получаемого материала. Показано, что доля ультрадисперсной фракции в синтезированном порошке зависит от условий окисления металла при разлете, параметров ударно-волнового воздействия и скорости метания исходного материала в газовый объем взрывной камеры. Из экспериментальных данных определены размеры слоев и константы, характеризующие вероятность протекания парофазного окисления алюминия при взрывном синтезе. В координатах, соответствующих технологическим параметрам процесса (выход ультрадисперсной фракции, массы взрывчатого вещества и исходного металла), построена поверхность синтеза и определены параметры, наиболее благоприятные для получения вещества в ультрадисперсном состоянии. Ключевые слова: ультрадисперсный оксид алюминия, взрывной синтез, физическая модель, послойное разделение вещества в волне сжатия, условия синтеза, свойства материала.
Изложены результаты экспериментального
исследования режимов течения с кавернами
и без каверн за прямоугольным порогом в
открытом канале. Приведены фотографии,
иллюстрирующие формы свободного конца
каверн. Показано, что области
существования разных режимов
пересекаются в фазовом пространстве
параметров задачи, что приводит к
неединственности различных функций
параметров. Для профилей свободной
поверхности, коэффициента расхода и
давления на дне потока дана
количественная информация.
Рассматривается изотропная линейно-
упругая (вязкоупругая) плоскость,
содержащая различные эллиптические
физически нелинейные включения,
расстояния между центрами которых велико
по сравнению с их размерами. Решается
задача о выборе ориентации включений и
нагрузок на бесконечности,
обеспечивающих в каждом включении
заранее заданную величину главного
касательного напряжения. Получены
необходимые и достаточные условия
существования решения задачи для случая
несжимаемой неоднородной среды,
находящейся в условиях плоской
деформации.
Приведен оригинальный фотоснимок ретонационной волны, самопроизвольно возникшей в заряде смеси нитроглицерина с нитратом аммония 20/80 при плотности 0,9 г/см3 на расстоянии 0,8 длины заряда и прошедшей назад к месту инициирования половину длины заряда. Скорость прямой волны 2300 м/с, скорость ретонационной волны 1700 м/с. Ретонационная волна зарегистрирована только в одном, уникальном опыте. Ключевые слова: инициирование, детонация, ретонационная волна, скорость, нитроглицерин, нитрат аммония.
Ю. В. Захаров, К. Г. Охоткин*
"Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, 660036 Красноярск; *Сибирский государственный технологический университет, 660049 Красноярск"
Страницы: 124-131
Приведены точные решения задачи
нелинейного изгиба тонких стержней при
различных способах закрепления и
приложения сосредоточенной нагрузки при
неизменном направлении ее действия.
Проведена систематизация полученных
решений, записанных в едином
параметрическом виде и выраженных через
эллиптические функции Якоби. Эти решения
зависят от одного параметра—модуля
эллиптических функций.
О. М. КОЖОВА, Л. Р. ИЗМЕСТЬЕВА, Л. С. КРАЩУК
Научно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университете, 664003 Иркутск, ул. Ленина 3, а/я 24
Страницы: 505-510
Представлены результаты режимных наблюдений за концентрацией хлорофилла “а” в Балаганском расширении Братского водохранилища. Описываются сезонные изменения концентрации хлорофилла “а” и его распределение в водной толще. Показано, что после спада концентрации хлорофилла “а” до наименьших значений в 1993 г. в последующие годы началось его постепенное возрастание.
На основе уравнений магнитной газовой динамики проведен расчет характеристик открытой сильноточной дуги в аргоне атмосферного давления в зависимости от межэлектродного расстояния, силы тока и геометрии электродов. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментом.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
