Ф.А. Быковский1, С.А. Ждан1,2, Е.Ф. Ведерников1 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия zhdan@hydro.nsc.ru 2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, аммиак, воздух, водород, поперечные детонационные волны, кольцевая камера сгорания
Страницы: 152-155
В проточной кольцевой цилиндрической камере диаметром 503 мм впервые реализованы режимы непрерывной спиновой детонации безуглеродных смесей аммиак/водород - воздух.
Методами металлографии исследовано схождение медных цилиндрических оболочек, подвергнутых действию взрыва. Поверхность оболочек была покрыта слоем взрывчатого вещества. Взрыв инициировали в восьми точках, равномерно расположенных на цилиндрической поверхности. При схождении на внутренней поверхности оболочек образовалось восемь выбросов, т. е. произошла потеря устойчивости гладкого фронта деформации. Предложено объяснение образования выбросов, основанное на возникновении пластических (кумулятивных) струй при взаимодействии соседних ударных и деформационных волн. Структурный механизм схождения медных толстостенных оболочек состоит из образования, расширения и смыкания выбросов. Обнаружен еще один механизм потери устойчивости фронта деформации, предшествующий образованию выбросов, --- гофрирование.
Тихоокеанская железная дорога (ТЖД) проходит в субширотном направлении от каменноугольного Эльгинского месторождения на юго-востоке Республики Саха (Якутия) до мыса Манорский в Тугуро-Чумиканском муниципальном районе Хабаровского края. Общая протяженность трассы составляет 626 км, зона ее влияния распространяется на бассейн р. Уды и Джугджурский хребет. Показано, что развитие этой зоны может быть связано в первую очередь с недропользованием. В пределах хребта и бассейна р. Уды геологами выявлено шесть месторождений и около 540 рудопроявлений, пунктов минерализации различных полезных ископаемых. В силу труднодоступности территории все проявления минеральных ресурсов изучены очень слабо. Преимущественной распространенностью пользуются рудопроявления черных металлов, а также редкоземельных, редких, драгоценных и цветных металлов, что и определяет направления развития горнодобывающей промышленности этой зоны. Исследованы особенности структурной позиции объектов, их состав, возможная протяженность оруденения на глубину. С учетом экономической значимости металлов, агросырья и других полезных ископаемых выделено 27 проявлений для первоочередного геологического изучения. Определены новые направления в экономике территории. Делается вывод о необходимости доизучения и последующего освоения давно известных проявлений редкоземельных, комплексных фосфор-железо-титановых, марганцевых руд и фосфоритов. Реализация крупных горнодобывающих проектов позволит сформировать Удской территориально-промышленный комплекс и, соответственно, увеличить налоговые поступления в государственные бюджеты, что обеспечит существенный рост социально-экономического развития характеризуемой территории.
Рассматривается бегущая краевая дислокация в безграничной упругой среде, моделирующая стационарный сдвиговый разрыв в земной коре на глубине сейсмической активности, растущий со скоростью, близкой к скорости поперечных волн. На основе разложения векторного поля перемещений на сумму потенциального и соленоидального полей строится точное сингулярное решение задачи в плоской постановке в виде сходящихся рядов. Приближенное решение в виде отрезков рядов анализируется в компьютерной системе Matlab с помощью процедур численного дифференцирования и интегрирования. Показана независимость инвариантного J-интеграла, значение которого равно движущей силе дислокации (энергии, затрачиваемой на продвижение дислокации на единичное расстояние), от ее скорости
И.Г. ЯЩЕНКО
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия sric@ipc.tsc.ru
Ключевые слова: трудноизвлекаемая нефть, месторождения, коллектор, пористость, нефтегазоносный бассейн, глубина, возраст
Страницы: 267-276
В связи с истощением резервов традиционно добываемой нефти как в России, так и во всем мире разработка нефти из низкопоровых коллекторов актуальна и перспективна. Приведен статистический анализ распределения величины пористости в отложениях основных нефтегазоносных бассейнов (НГБ) России - Волго-Уральском, Тимано-Печорском, Северо-Кавказском и Западно-Сибирском. Эти бассейны обладают большими резервами трудноизвлекаемой нефти из сложнопостроенных низкопоровых пластов. Представлены компьютерные карты размещения месторождений с низкопоровыми коллекторами. В Западно-Сибирском НГБ выявлено 15 таких месторождений, в Тимано-Печорском - 13, в Северо-Кавказском - 63, самое большое количество месторождений находится в Волго-Уральском НГБ - 82. Показана большая роль низкопоровых пород в нефтегазовом потенциале бассейнов, в Волго-Уральском НГБ сосредоточено 80 % российских запасов низкопоровых отложений. По литологическим характеристикам низкопоровые коллекторы в основном относятся к карбонатным отложениям, но пористость терригенных пород выше по сравнению с последними. Установлена приуроченность коллекторов к различным стратиграфическим отделам от кайнозоя до палеозоя, но большинство пород относится к палеозойскому возрасту. Проанализировано распределение низкопоровых коллекторов с возрастанием глубин. Показано, что пористость уменьшается на больших глубинах (более 5000 м) в 2-3 раза, при этом доля низкопоровых отложений по сравнению со средне- и высокопористыми породами с глубиной увеличивается. В перспективе на больших глубинах роль низкопоровых коллекторов как источника добычи трудноизвлекаемой нефти будет только расти.
Проведены флотационные испытания с целью отделения мелкозернистого монацита от тяжелых минералов и пустой силикатной породы при различных технологических параметрах: концентрация реагентов, pH пульпы, время кондиционирования и время флотации. Выполнена оптимизация параметров экспериментально и методом поверхности отклика. Выявлены следующие оптимальные условия: pH пульпы - 9; плотность пульпы - 30 %; концентрация силиката натрия (подавителя) - 1.2 кг/т; концентрация олеиновой кислоты (собирателя) -1.2 кг/т, время кондиционирования 5 мин, флотации 10 мин. При оптимальных условиях в рамках одной стадии флотационного обогащения получен концентрат с содержанием монацита 94.8 % и извлечением 95.3 % из предварительного (сырого) концентрата с содержанием монацита 52.3 %. Концентрат монацита пригоден для извлечения редкоземельных элементов.
А.В. Иванов, А.Д. Черепанов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия andi@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аэродинамика, циклоидальный ротор, движитель, летательный аппарат, управляемый вектор тяги
Страницы: 177-190
Представлена история развития различных циклоидальных роторов (ЦР), применяемых в качестве движителя для летательных аппаратов. Описан принцип работы ЦР с качающейся лопастью. Приведен обзор работ, обобщаются и анализируются количественные данные и выявляются наиболее важные параметры, влияющие на характеристики ЦР с качающейся лопастью. Получены оптимальные значения основных параметров для улучшения характеристик ЦР с качающейся лопастью. Предложен метод инженерной оценки тяги ЦР с качающейся лопастью
Приведены сведения о нарушенных землях в районах добычи нефти в Западной Сибири и Ненецком автономном округе. Рассмотрены техногенные нарушения поверхности, возникающие при разведке и добыче углеводородного сырья. Выявлены стадии восстановления растительного покрова на геологоразведочных площадках в Ненецком автономном округе. Дан анализ первичных сукцессий растительности, возникающих после полного уничтожения почвенно-растительного покрова. Выявлено, что на исследованных геологоразведочных площадках путем смены растительных сообществ формируются ивняковые сообщества. Установлено, что в Западной Сибири за 25-летний период на насыпных буровых площадках, возвышающихся над участками нарушенных болот на 1-4 м, формируются растительные сообщества, существенно отличающиеся от растительности болот. Сделан вывод, что процесс восстановления растительных сообществ происходит по пути формирования лесных экосистем, наряду с травянистыми растениями поселяются древесные: березы, сосны, кедры, ивы. Этому способствует создание на локальных участках благоприятных условий для роста древесных и кустарниковых растений за счет насыпей, увеличения толщины корнеобитаемого слоя, улучшения гидротермического режима. Предложены практические мероприятия по рекультивации нарушенных земель и снижению их отрицательного влияния на окружающую среду. Опробованы различные травосмеси при проведении рекультивационных работ. Выявлены перспективные виды растений для задернения нарушенных тундровых участков на территории НАО. Установлена целесообразность использования для посева наряду с культурными растениями семян дикорастущих видов, более устойчивых к местным условиям. Предложено привлечение коренного населения, мигрирующего по тундре со стадами оленей, к сбору семян дикоросов и проведению работ по посеву растений на нарушенных участках. Впервые испытана и доказана целесообразность использования малогабаритной (садовой) техники, транспортируемой вертолетом, для рекультивации труднодоступных нарушенных участков. Предложены адаптированные к условиям Севера технологии восстановления нарушенных земель.
С.А. Гапонов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой пограничный слой, порождение, горение, продольные структуры
Страницы: 159-168
Впервые проведены модельные исследования возбуждения продольных структур в пограничном слое с горением. Моделирование невозмущенного течения в пограничном слое выполнено на основе локально автомодельных решений пограничного слоя, учитывающих наличие продольного градиента давления и источника тепла в пограничном слое с горением, согласующихся с численным моделированием. На основе полученного невозмущенного течения решена задача о взаимодействии внешней продольной завихренности с пограничным слоем в условиях воздушно-водородного пламени. Установлено, что в результате такого взаимодействия внутри пограничного слоя возникают интенсивные продольные структуры с неоднородностью скорости в боковом направлении, превышающие скорость внешней завихренности в несколько десятков раз. При этом максимальная амплитуда неоднородности по температуре много выше неоднородности по скорости.
Метод прямого статистического моделирования (ПСМ) широко применяется для решения задач динамики разреженного газа. Выбор модели столкновений частиц между собой при реализации алгоритма ПСМ существенно влияет на точность моделирования и трудоемкость вычислений. Одной из наиболее часто используемых моделей столкновений является VSS-модель. В представленной работе моделируется течение, возникающее при помещении нагретой проволочки в атмосферу покоящегося газа. В качестве покоящегося газа рассматриваются гелий и аргон. Показано, что использование VSS-модели с параметрами, основанными на вязкости и диффузии, может приводить к погрешности при оценке теплового потока с проволочки в окружающий газ.
D.-J. Zhang1, J.-Q. Wu2, Z.-G. Liang3, R. Yu4, Y.-H. Hou4, R. Guo2, H. Zhou5 1Xi'an Modern Control Technology Research Institute 1715516202@qq.com 2School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China 3School of Equipment Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang, China 1007272651@qq.com 4Xi'an Modern Control Technology Research Institute, Xi'an, China 5National Special Superfine Powder Engineering Research Center, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China
Ключевые слова: микрокумулятивный заряд, полимерная облицовка, образование струи, пробивание
Страницы: 172-183
Проведены эксперименты и численное моделирование процесса формирования струи и характеристик пробивания мишени микрокумулятивными зарядами с полимерными облицовками. Проанализировано влияние материала облицовки, расстояния от заряда до мишени и его структуры на работу кумулятивного заряда. Результаты показывают, что по сравнению с медной струей глубина проникания полимерной струи уменьшилась, а диаметр кратера при пробивании увеличился.
Г.Г. ДУЛЬЦЕВА1,2, С.Н. ДУБЦОВ1,2, Т.В. КОБЗЕВА1 1Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия dultseva@kinetics.nsc.ru 2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия dubtsov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: фотохимическое аэрозолеобразование, атмосферный органический аэрозоль, биогенные альдегиды, загрязнение воздуха городов
Страницы: 528-536
Исследован механизм образования атмосферного органического аэрозоля при взаимодействии выделяемых растительностью альдегидов с типичными загрязнителями городского воздуха. В лабораторных условиях изучена кинетика образования аэрозолей в парах альдегидов и определено влияние озона и оксидов азота на скорость и механизм образования конденсирующихся продуктов. Показано, что химическая природа концевых групп растущей органической цепи меняется в присутствии повышенных концентраций озона. Оценено влияние биогенных альдегидов на уменьшение токсичности загрязненного городского воздуха. Проведены натурные измерения, в которых выявлена роль растительности в снижении токсического действия антропогенных загрязнителей атмосферы.
А.Л. Казаков1,2, Л.Ф. Спевак2 1Институт динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова СО РАН, Иркутск, Россия kazakov@icc.ru 2Институт машиноведения им. Э. С. Горкунова УрО РАН, Екатеринбург, Россия lfs@imach.uran.ru
Ключевые слова: нелинейная параболическая система, диффузионная волна, теорема существования, точное решение, численный метод
Страницы: 217-229
Построены и исследованы решения типа диффузионной волны для системы двух вырождающихся нелинейных параболических уравнений. Рассмотрена задача об инициировании диффузионной волны для произвольного вида нелинейности уравнений системы, а также для произвольных направлений движения нулевых фронтов двух искомых функций. Для рассмотренной задачи доказана теорема о существовании четырех различных (в зависимости от направления движения нулевых фронтов) аналитических решений. Предложен новый численный метод, позволивший впервые решить задачу для случая разнонаправленного движения двух нулевых фронтов. В явном виде построено новое точное решение, которое было использовано для верификации результатов расчетов. Проведен вычислительный эксперимент, показавший сходимость численного метода и его эффективность при различных параметрах задачи
П.В. Зинин, П.А. Гришаев, К.М. Булатов
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, Россия zosimpvz@mail.ru
Ключевые слова: дистанционное измерение температуры, дистанционное измерение излучательной способности, метод наименьших квадратов, полиномиальная модель излучательной способности, погрешности измерения температуры, погрешности измерения излучательной способности
Страницы: 585-693
Статья посвящена исследованию бесконтактного измерения температуры и излучательной способности. Существует множество параметров, от которых зависит излучательная способность: температура, длина волны, состояние поверхности и т.д. При бесконтактных измерениях излучательной способности тел, где последняя зависит от длины волны, приближения серого тела недостаточно. В работе представлен гибридный метод, позволяющий свести многомерную минимизацию к одномерной для расчета коэффициентов разложения излучательной способности. Рассмотрены модели серого тела, линейная и квадратичная модели излучательной способности. С увеличением числа коэффициентов полиномиального разложения излучательной способности наблюдается увеличение числа решений. Предлагается подход к выбору правильного решения. Представлены новые возможности по ограничению увеличения числа параметров модели полиномиального разложения излучательной способности, связанные с увеличением относительной погрешности каждого параметра и использованием критерия Акаике.
К.К. Размахнин1,2, Л.В. Шумилова1, И.Б. Размахнина1 1Читинский филиал Института горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Чита, Россия igdranchita@mail.ru 2ФГАУ Научно-исследовательский институт “Центр экологической и промышленной политики”, Москва, Россия
Ключевые слова: Цеолитсодержащие породы, извлечение, редкие щелочные металлы, гидроминеральное сырье, растворы сложного состава, сорбция, обогащение, модифицирование, наилучшие доступные технологии
Страницы: 151-160
Предложена технология обогащения и модификации цеолитсодержащих пород Шивыртуйского и Талан-Гозагорского месторождений с целью получения высококачественных сорбционных материалов, используемых при извлечении редких щелочных металлов из гидроминерального сырья. Представлен минеральный состав цеолитсодержащих пород и приведены результаты их электромагнитной и электростатической сепараций. На примере модельного раствора, содержащего катионы редких щелочных металлов, проанализирована сорбционная способность исходных, обогащенных и модифицированных цеолитсодержащих пород Шивыртуйского и Талан-Гозагорского месторождений. Исследована зависимость степени сорбции редких щелочных металлов от соотношения раствор/сорбент. Изучено влияние катионов, входящих в состав модельного раствора, на емкость цеолитов. Полученные показатели очистки вод характеризуются как достаточно высокие и позволяют обеспечить необходимый уровень качества стоков.
В 1960-1970 гг. академиком Виктором Борисовичем Сочавой было разработано учение о географических системах, положившее начало новому направлению в науках о Земле. За прошедшие с тех пор более 60 лет научное мировоззрение во многом изменилось. Эти изменения коснулись и теории геосистем. Авторами исследованы пути развития учения о геосистемах. Сделан вывод, что основные положения этого учения концептуально актуальны и в наше время. Показано, что ряд путей развития теории геосистем были предусмотрены В.Б. Сочавой еще в самом начале разработки данного учения. Практически признается создание единого учения об иерархическом структурно-функциональном устройстве природных систем, что позволяет организовать природопользование таким образом, чтобы оно было адаптировано к природной организации территории и являлось бы единой, устойчиво функционирующей системой. Рассмотрены некоторые направления дальнейшего развития теории геосистем, такие как функционирование природных комплексов при наличии слабых связей между компонентами и применение теории графов для исследования внутренних и внешних взаимодействий. Эффективный метод изучения геосистем представляет собой фрактальный анализ, позволяющий связать плотность и размещение природных и антропогенных компонентов и элементов с их устойчивостью и саморегуляцией.
А.Р. САЙДЕНЦАЛЬ, М.Р. ШОЛИДОДОВ
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия saydentsal_ar@mail.ru
Ключевые слова: глубокие эвтектические растворители, донорно-акцепторное взаимодействие, эвтектика, ИК-спектроскопия, фазовая диаграмма, двухкомпонентная система, трехкомпонентная система
Страницы: 666-673
Выполнен синтез двухкомпонентных и трехкомпонентной систем глубоких эвтектических растворителей (ГЭР) на основе многоатомного спирта - пентаэритрита (ПЭР), диамида угольной кислоты - карбамида (КА) и четвертичной аммониевой соли - хлорида холина (ХХ): ПЭР-ХХ, ПЭР-КА, ХХ-КА, ПЭР-КА-ХХ. В полученных системах ГЭР определены точки эвтектики. Показано, что наименьшая температура плавления (-14.5 °C) наблюдается для трехкомпонентной системы ГЭР на основе ПЭР-КА-ХХ при заданном молярном соотношении компонентов 1.3 : 2.4 : 1 соответственно. Определена растворимость указанной трехкомпонентной системы методом растворения в воде до начала выпадения ГЭР в осадок. Установлено, что плотность водных растворов бинарных систем ГЭР находится в диапазоне 1.2158-1.2458 г/см3. Методом ИК-спектроскопии выявлено наличие водородных связей в бинарных и тройной системах ГЭР, где ХХ выступает акцептором водородных связей, а ПЭР и КА - донорами. Наличие водородных связей между компонентами ГЭР обеспечивает образование устойчивых молекулярных комплексов и снижение температуры плавления/кристаллизации эвтектических составов ГЭР из-за ослабления межмолекулярных сил и разрушения кристаллических структур исходных веществ.
Л.В. Степанова, О.Н. Белова, Д.В. Чаплий, Ю.С. Быкова
Самарский национальный исследовательский университет им. С. П. Королева, Самара, Россия stepanova.lv@ssau.ru
Ключевые слова: поврежденность, асимптотика поля напряжений, трещина, ползучесть, степенной закон накопления повреждений
Страницы: 169-180
Приведены и обсуждаются результаты вычислений полей сплошности и напряжений (в связанной постановке) вблизи фронта трещины в условиях ползучести, выполненных методом конечных элементов, для определения асимптотических распределений напряжений и сплошности (поврежденности) вблизи края разреза. Для различных значений материальных постоянных определена форма области поврежденности материала при ползучести, развивающейся перед вершиной разреза. В результате анализа полученных в расчетах с использованием метода конечных элементов радиальных распределений напряжений установлено, что процесс аккумуляции повреждений обусловливает изменение асимптотического поведения напряжений вблизи вершины трещины в материале, описываемом степенным определяющим уравнением. Показано, что в отсутствие накопления повреждений численное решение задачи выходит на асимптотику Хатчинсона - Райса - Розенгрена, тогда как учет процесса аккумулирования повреждений влияет на поле напряжений вблизи выреза или трещины. Использование конечно-элементных радиальных распределений напряжений и сплошности позволяет установить характерные размеры областей доминирования различных асимптотик вблизи вершины трещины
Представлен программный комплекс SUNSHYNE, предназначенный для численного моделирования течений сжимаемого газа на современных многопроцессорных вычислительных системах, включающих высокопроизводительные графические ускорители. Комплекс обладает графическим интерфейсом пользователя и позволяет выполнять расчеты в областях со сложной геометрией для промышленных приложений за счет различных способов задания граничных условий, использования неструктурированных и блочных структурированных сеток, а также сопряжения с системами автоматизированного проектирования. Описываются реализованные в коде физические модели и численные методы, функциональные возможности пакета, приводятся примеры расчетов, выполненных с его помощью, включая расчеты неравновесных течений, прямое численное моделирование перехода к турбулентности и моделирование гетерогенной детонации
Q.-A. Liu, G.-K. Zhang, X.-Z. Song, J. Chen, D. Zhang, B. Li, L.-F. Xie, J. Yao
School of Safety Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China yaojian1991@njust.edu.cn
Ключевые слова: термобарическое взрывчатое вещество (ВВ), взрывная волна, начальное давление окружающей среды, импульс, корреляционная модель
Страницы: 151-151
Для изучения влияния начального давления окружающей среды на параметры взрыва термобарических взрывчатых веществ (ВВ) были проведены статические взрывные эксперименты с использованием тринитротолуола (ТНТ) в качестве эталона как при низком, так и при высоком начальном давлении окружающей среды. Были испытаны различные марки термобарических ВВ и предложена корреляционная модель для анализа избыточного давления и импульса взрывной ударной волны в различных начальных средах с учетом атмосферного давления. Анализ данных по давлению показал, что общие характеристики распространения и затухания взрывных ударных волн от ТНТ и термобарических ВВ в основном одинаковы при различных начальных давлениях окружающей среды. По мере уменьшения начального давления окружающей среды как избыточное давление ударной волны, так и импульс уменьшаются. Скорость распространения взрыва также становится ниже с уменьшением начального давления окружающей среды. Кроме того, по мере увеличения массы ВВ уменьшение избыточного давления и импульса снижается как для термобарических ВВ, так и для ТНТ, а также уменьшается разница в скоростях распространения ударной волны от этих двух типов ВВ. Сравнение результатов корреляционной модели с экспериментальными данными дало средние максимальные значения относительной погрешности 12.3 % для ТНТ и 8.8 % для термобарических ВВ в средах с низким давлением относительно избыточного давления ударной волны. Погрешности для импульса составили 12 % для ТНТ и 13.7 % для термобарических ВВ. Эти результаты свидетельствуют о высокой степени точности корреляционной модели. Данная корреляционная модель позволяет при различных начальных давлениях окружающей среды определять избыточное давление и импульс ударной волны взрыва, оценивать мощность ударной волны, генерируемой термобарическими ВВ.
Л.П. Чечель, Л.В. Замана
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия lpchechel@mail.ru
Ключевые слова: Месторождение, техногенный водоем, состав воды, карьер, хвостохранилище, предельно допустимая концентрация, уровень экологической опасности
Страницы: 170-182
Исследовано качество вод техногенных водоемов в районах бывшей и действующей отработки некоторых вольфрамовых, молибденовых и полиметаллических месторождений восточной и юго-западной частей Забайкалья. Химический анализ вод проводился методами атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой. Рассчитан формализованный суммарный показатель загрязнения. Установлен аномально высокий уровень экологической опасности водных объектов, что соответствует обстановке чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия. Наибольшую угрозу для поверхностных и подземных вод несут техногенные водоемы Первомайского, Шерловогорского, Букукинского и Бом-Горхонского месторождений. Использование таких вод местным населением в рекреационных целях недопустимо и может быть опасно из-за негативного влияния на здоровье.
Л.А. Кияница, И.В. Лугин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия kijanitza@misd.ru
Ключевые слова: Инерционный фильтр, пылегазовый поток, вычислительная гидродинамика, модель многофазного потока, стендовый эксперимент
Страницы: 152-164
Перспективным решением для обеспыливания воздуха в системе тоннельной вентиляции метрополитенов является использование инерционных фильтров, не имеющих значительного аэродинамического сопротивления и способных эффективно улавливать крупные и средние фракции пыли без сложного технического обслуживания, так как движение запыленного воздуха через фильтры осуществляется за счет поршневого действия движущихся поездов. Обоснован подход к построению численной модели процесса течения многофазного потока в инерционном фильтре. Валидация подхода подтверждена качественным и количественным совпадением результатов численного моделирования с результатами лабораторного испытания инерционного фильтра. С использованием результатов проведенных численных исследований определено влияние скорости воздуха, крупности частиц пыли и характеристик поверхности фильтра на эффективность пылеулавливания и разработана конструкция фильтра, предназначенная для установки в пристанционную вентиляционную сбойку метрополитена с однопутными тоннелями.
P.А. Хайрулин, Р.Н. Абдуллаев, С.В. Станкус
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия kra@itp.nsc.ru
Ключевые слова: плотность, система рубидий-свинец, расплав, гамма-метод
Страницы: 795-802
Методом просвечивания образца узким пучком гамма-излучения впервые исследованы плотность и тепловое расширение жидкого сплава рубидий - свинец, содержащего 50 ат. % Pb, в интервале температур от ликвидуса до ~1000 K. Установлено, что мольный объем расплава Rb50Pb50 на 30 % меньше мольного объема идеального раствора того же состава. Температурная зависимость плотности расплава является сильно нелинейной, в результате чего объемный коэффициент теплового расширения уменьшается более чем в 1,5 раза при увеличении температуры от 864 до 1010 K. На основе современных представлений о структуре жидкометаллических систем с частично ионным характером межатомного взаимодействия кратко анализируются особенности поведения термических свойств жидкого сплава.
Описаны режимы модифицирования углеродного материала, полученного из древесного сырья, с целью улучшения электроемкостных характеристик для его последующего применения в качестве электродного материала в суперконденсаторах. Рассмотрено влияние двух способов модифицирования: обработка водородом при 1000 °С; обработка концентрированным раствором пероксида водорода (37 мас. %) при 60 °С. Выявлено, что для улучшения функциональных характеристик материала наиболее эффективно применение обработки пероксидом водорода. Было установлено, что модификация приводит к увеличению удельной поверхности образца на 20 % за счет образования микропор. При этом, согласно данным ИК-спектроскопии, в образце образуются электрохимически активные карбонильные группы. Тестирование полученного электродного материала в модельной электрохимической ячейке, имитирующей работу суперконденсатора, показало увеличение его электрической емкости на 60 % относительно исходного образца.
Выполнено исследование процесса вибрационного подъема сыпучих материалов по каналу трубчатого виброподъемника двухмассовой конструкции. На примере вибротранспортирования строительного песка изучено влияние частоты и амплитуды колебаний транспортирующих органов подъемника, угла наклона стенок виброподъемника и плотности заполнения канала устройства материалом на максимальную высоту подъема и скорость вибротранспортирования материала. Показано, что при выборе режимов работы устройства следует осуществлять отстройку частоты вынужденных колебаний от резонансной. Наиболее эффективное управление работой устройства осуществляется путем выбора амплитуды колебаний транспортирующих органов и угла наклона виброподъемника к горизонту. Приведены рекомендации по совершенствованию модели процесса вибротранспортирования сыпучей среды в аппарате и определено направление дальнейших исследований
"Е. А. ТУМАНОВА1, В. В. ПУНЕГОВ1, А. В. КУЧИН2, В. П. МИШУРОВ1, А. И. ВЯЛКОВ3, С. В. МОРОЗОВ3"
"1Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар 167982 2Институт химии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар 167982 3Новосибирский институт органической химии СО РАН, Новосибирск 630090 (Россия)"
Страницы: 111-115
На примере сорбции эфирного масла иссопа лекарственного при использовании градиентного элюирования водными растворами этанола различной концентрации экспериментально установлено, что метод твердофазной экстракции с применением сорбента ДИАСОРБ-130-С16Т можно успешно использовать для получения фракций терпеноидов природных эфирных масел.
А. К. ЦВЕТНИКОВ, Л. Н. ИГНАТЬЕВА, Ю. М. КАПЛИН, В. М. БУЗНИК
"Институт химии Дальневосточного отделения РАН, Владивосток 690022 (Россия) E-mail: chemi@online.ru"
Предложена технологическая схема нейтрализации ракетных окислителей с использованием лигнина. Применение электрометаллургических и гальванических отходов позволяет получить продукты (фторированные нитропроизводные лигнина), обладающие биоцидными и бактерицидными свойствами. Методом ИК-спектроскопии показано, что в процессе технологической обработки происходят фторирование и нитрование лигнина, а также образование металлокомплексов фторированных нитропроизводных.
М. Р. Предтеченский, А. H. Черепанов*, В. H. Попов*, Ю. Д. Варламов
"Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт теоретической и прикладной механики СО РАH, 630090 Hовосибиpск"
Численно исследованы термо- и
гидродинамические процессы при
соударении жидкой металлической капли с
многослойной подложкой. Математическая
модель основана на уравнениях Hавье —
Стокса для несжимаемой жидкости и
уравнениях теплопереноса в подложке и
капле с учетом сил повеpхностного
натяжения и фазового перехода при
затвеpдевании металла. В результате
численных экспериментов исследовано
влияние скорости соударения, исходного
размера капли, перегрева металла,
температуpы и теплофизических свойств
подложки на моpфологию затвеpдевшей
частицы, ее высоту, размеp контактного
пятна и время полного затвеpдевания.
Результаты численных расчетов
удовлетворительно согласуются с данными
эксперимента.
Приведены данные, подтверждающие малоотходность атомно-энергетического комплекса и несостоятельность суждений о невозможности экологически безопасного возвращения нарабатываемых радиоактивных отходов (РАО) в геологическую среду. Вывод о том, что экологическая опасность атомной энергетики намеренно преувеличивается, опирается на оценки запасов естественных радиоактивных элементов, численные значения толерантного интервала природного радиационного фона и удельной работы вод зоны активного водообмена. Подчеркивается необходимость создания геохимических барьеров в местах захоронения РАО.
16 января 2001 года исполнилось 70 лет заслуженному деятелю науки РФ, лауреату премии Совета министров СССР, доктору технических наук, профессору Анатолию Михайловичу Харитонову. На протяжении ряда лет А. М. Харитонов возглавляет Международный центр аэрофизических исследований при ИТПМ СО РАН. Он является инициатором и одним из организаторов регулярно проводимой Международной конференции по методам аэрофизических исследований ICMAR. Анатолий Михайлович — жизнерадостный, отзывчивый, всегда готовый прийти на помощь человек.
Д. Н. Горелов, Ю. Н. Кузьменко*
"Омский филиал Института математики СО РАН *Новосибирская государственная академия водного транспорта"
Страницы: 329-334
В гидроканале проведено экспериментальное исследование модели трехлопастного ветроколеса с вертикальной осью вращения и прямыми лопастями. Для набора разных лопастей определен предельный коэффициент использования энергии потока, получаемый без учета потерь, вносимых траверсами. Установлено, что этот коэффициент для ветроколеса с вертикальной осью вращения может достигать более высоких значений, чем для ветроколеса с горизонтальной осью вращения.
С использованием свойств осесимметричных излучающих систем получена аналитическая форма представления коэффициента самооблучения внутренней поверхности плоской бесконечной цилиндрической спирали.
В. М. Грузнов, В. Г. Филоненко, А. Т. Шишмарев
Конструкторско-технологический институт геофизического и экологического приборостроения СО РАН, Новосибирск
Страницы: 617-620
Рассмотрены условия экспрессного улавливания паров в ловушках газоаналитических обнаружителей. Эффективность ловушки характеризуется проскоком <!mdash!> отношением количества вещества, прошедшего через ловушку, к количеству вещества, поступившего на ее вход. Предложена расчетная модель проскока, согласующаяся с результатами измерений. Дана безразмерная зависимость сигнала отклика обнаружителя от расхода, приведенного к параметрам ловушки, для веществ с известным коэффициентом диффузии.
Л. В. ПОМАЗКИНА, Е. В. ЛУБНИНА, О. В. РЕПИНА
"Сибирский институт физиологии и биохимии растений (СИФиБР СО РАН, 664033 Иркутск, а/я 1243"
Страницы: 105-113
В мониторинговых исследованиях (1992-1997 гг.) проведена оценка эмиссии CO2 из пахотных почв в пару и посевах яровой пшеницы. Показана ее зависимость от гидротермических условий, а также связь между содержанием гумуса и величиной газообразных потерь углерода. Обсуждаются причины усиления эмиссии CO2 из почв в условиях техногенного загрязнения. Выявлено, что вклад непосредственно локальных техногенных выбросов CO2 в атмосферу не столь значителен по сравнению с косвенным воздействием загрязнения на усиление эмиссии CO2 из почв в агроэкосистемах.
"Г. В. ГРАБОВЕЦКИЙ1, С. А. ХАРИТОНОВ1, Е. Б. ПРЕОБРАЖЕНСКИЙ1, Ф. А. КУЗНЕЦОВ2, М. Ф. РЕЗНИЧЕНКО2, В. П. ПОПОВ3, Ю. И. КРАСНИКОВ3, В. М. БЕРЕСТОВ4"
"1Новосибирский государственный технический университет, проспект К. Маркса, 20, Новосибирск 630092 (Россия) 2Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия) 3Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 13, Новосибирск 630090 (Россия) 4ЗАО "ЭРАСИБ", проспект К. Маркса, 3, Новосибирск 63087 (Россия) E-mail: phys@che.nsk.su"
Страницы: 921-928
На основании анализа мировых тенденций динамики развития и современного состояния приборов и устройств силовой электроники приводится сравнение параметров приборов, оцениваются перспективы и тенденции применения различных типов приборов в устройствах и системах силовой электроники. Определены области применения как систем, так и входящих в них приборов. Представлены перспективные структуры и схемотехнические решения устройств силовой электроники, которые учитывают свойства применяемых приборов и специфику возможных потребителей электроэнергии.
В рамках односкоростной модели Иорданского<!mdash!> Когарко численно исследованы динамика формирования и особенности структуры двумерной зоны реакции детонационной волны, распространяющейся в двухслойной пузырьковой среде.
"Ю. Л. ЯКИМОВА1, Н. А. РЫЧКОВА2, Н. В. ЦЫБУЛЯ3"
"1Центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, Новосибирск 2ЗАО "Центр семейной реабилитации", Новосибирск 3Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск"
Страницы: 249-253
Исследовано микробиологическое состояние воздушной среды помещений 22 детских учреждений г. Новосибирска и области. Исследуемые помещения игровых комнат условно разделили на три группы, в которых микробная обсемененность была: 1) в пределах нормы, 2) выше нормы в 2-3 раза и 3) выше нормы более чем в 3 раза. Проведенный качественный анализ соотношения условно-патогенных бактерий и факультативной микрофлоры воздуха, а также бактериологическое наблюдение за обсемененностью носа и зева у детей из детских садов показали, что обсемененность верхних дыхательных путей коррелировала с обсемененностью воздушной среды помещений. На основании качественного и количественного анализа микробной обсемененности воздуха подбирался ассортимент тропических и субтропических растений с выраженным фитонцидным действием.
"Н. В. КОСОВА1, Е. Т. ДЕВЯТКИНА1, В. Ф. АНУФРИЕНКО2, Н. Т. ВАСЕНИН1, С. В. ВОСЕЛЬ3, Т. В. ЛАРИНА2"
"1Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск 630128 Е-mail: kosova@solid.nsk.su 2Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН, пр-т акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 3Институт минералогии и петрографии СО РАН, пр-т акад. Коптюга, 3, Новосибирск 630090"
Страницы: 127-134
Механическая активация (МА) в высокоэнергетических планетарных активаторах использована для приготовления дисперсных и разупорядоченных катодных (LiMn2O4, LiCoO2 и Li1+xV3O8) и анодных (Li4Ti5O12) материалов, а также твердых оксидных электролитов (La0.67-xLi3xTiO3) для перезаряжаемых литиевых аккумуляторов. Исследовано влияние различных факторов, включая механические и структурные свойства исходных реагентов, степень окисления ионов переходных металлов и др., на процесс механохимического синтеза. Особенности кристаллической и электронной структуры синтезированных соединений изучены различными методами в сравнении с материалами, полученными традиционным керамическим методом.
Исследована устойчивость некруговых
оболочек с учетом нелинейности
деформирования в докритической стадии.
Получены явные выражения для перемещений
элементов некруговых цилиндрических
оболочек как твердых тел, которые
использованы при построении функций
формы эффективного четырехугольного
конечного элемента естественной
кривизны. На основе полученного элемента
разработан алгоритм решения задач
нелинейного деформирования и
устойчивости оболочек. Исследована
устойчивость цилиндрической оболочки с
эллиптическим контуром поперечного
сечения. Определено влияние
эллиптичности и нелинейности
деформирования оболочки в докритической
стадии на величину критической нагрузки.
Проведено сравнение результатов расчета
с известными экспериментальными данными.
Исследовалось влияние штаммов Trichoderma asperellum, Bacillus subtilis и Pseudomonas fluorescens, перспективных для биоконтроля сосудистых микозов сеянцев хвойных, на биологическую активность и структуру микробоценоза почвы лесопитомника. Установлено, что использование антагонистов снижает общую численность микрофлоры только до момента формирования корневой зоны, ограничивая развитие фитопатогенных грибов. В дальнейшем внесенные биологические агенты изменяют структуру микробоценоза, способствуя увеличению численности популяции неспоровых бактерий и ограничению количества фитопатогенов. Самым эффективным биологическим агентом для ограничения численности фитопатогенных микромицетов является Trichoderma asperellum.
Представлен анализ результатов исследования эволюции микроструктуры в материалах, отличающихся типом кристаллической решетки и исходным состоянием (размер зерна, начальная плотность дефектов), после взрывного нагружения по методу полого толстостенного цилиндра. Показана роль кристаллической структуры в формировании микроструктуры монокристаллов и крупнозернистых образцов меди при взрывном деформировании. Проведено сопоставление формируемых микроструктур с соответствующими им деформациями. Показано, что в процессе высокоскоростной деформации фрагментация элементов структуры происходит на всех масштабных уровнях. Механизм фрагментации и обусловленные этим процессом свойства при последующей деформации определяются исходными структурой и состоянием материала. Установленные в работе закономерности эволюции микроструктуры в материалах учтены при создании новых материалов динамическими и квазидинамическими методами.
Несмотря на все принимаемые меры повышения безопасности при обращении с объектами, содержащими взрывчатые вещества, вероятность их случайного или аварийного взрыва полностью не исключается. Эффективная защита окружающей среды от воздействия взрыва достигается при его локализации в замкнутом объеме взрывозащитного контейнера. Применение таких контейнеров может существенно повысить безопасность эксплуатации боеприпасов и других взрывоопасных устройств. Ключевые слова: контейнер, заряд, взрывчатое вещество, стеклопластик, композитный материал, оболочка, разрушение, деформация, прочность.
При численном моделировании волновых
течений гетерогенных сред с
терхтемпературной схемой межфазного
тепло- и массобмена возникает проблема
жесткости уравнений. Для описания данных
процессов построена дискретная модель
повышенной устойчивости. Как показали
тестовые расчеты взаимодействия ударной
волны с ограниченным слоем смеси газа и
капель, в предположении дискретной
модели в широком диапазоне исходных
данных, условия устойчивости не зависят
от интенсивности межфазных
взаимодействий (К-устойчивость).
Рассматриваются прямые и обратные задачи
формообразования при ползучести
длинномерных профилей двойной кривизны и
заданного угла закручивания.
Предлагается конечно-разностная схема
численного решения. Приводятся примеры
решения задач с различными типами
внешних воздействий для профиля
прямоугольного сечения. Проведено
сопоставление расчетных и
экспериментальных данных кручения
стержней с квадратным и круглым
сечениями в режиме ползучести при
температурах 725 и 740°С для стали марки
Ст. 45.
Исследовались микроструктура, деформационные характеристики и электропроводность композитов из смеси порошков меди и молибдена, полученных методом взрывного компактирования. Обнаружено, что с ростом скорости детонации при взрывной обработке увеличиваются микродеформации кристаллической решетки и дисперсность блочной структуры. Это способствует пластической деформации частиц, в большей степени медных, активации и свариваемости их границ, что повышает проводимость полученных компактов. Найдены оптимальные режимы взрывного компактирования и термообработки для получения композитов с высокой электропроводностью. Ключевые слова: смесь порошков, планетарная мельница, взрывное компактирование, термообработка, электропроводность, рентгеноструктурный анализ.
Ю. В. Захаров, К. Г. Охоткин*, А. Ю. Власов**
"Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, 660036 Красноярск; *Сибирский государственный технологический университет, 660049 Красноярск; **Сибирская аэрокосмическая академия, 660014 Красноярск"
Страницы: 132-134
Получены приближенные формулы,
записанные через элементарные функции,
для стрелы прогиба тонкого упругого
стержня при действии поперечной силы.
Найдены разложения для полных и неполных
эллиптических интегралов первого и
второго рода в окрестности k2
= 1/2.
Оценена токсикологическая ситуация пруда Бугач (бассейн р. Енисей) за период июнь 1999 г. – январь 2000 г. Биотестирование проводили с двумя тест-объектами – инфузорией Paramecium caudatum Ehrb. (Мамаева, 1979) и светящейся бактерией Photobacterium phosforeum (штамм 677F) на реперной станции № 1. Природные воды пруда Бугач оценены как токсичные. Биологически безопасные разбавления вод пруда Бугач определены на уровне 300–400-кратных разбавлений. Между динамикой токсичности природных вод пруда, биомассой доминирующих видов водорослей, а также концентрацией хлорофилла установлена высокая корреляционная зависимость (rхy = 0,40–0,98), т. е. токсичность вод пруда Бугач в оценке по реакциям микроорганизмов носит, более вероятно, эндогенный характер.
Формулируются уравнения для переноса частиц бидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге с учетом взаимодействия частиц между собой и с окружающей их жидкостью. Исследуется влияние начальной концентрации частиц на скорость их оседания и формирование слоя седимента. Показана возможность образования внутренней волны концентрации мелких частиц как результат увлечения мелких частиц крупными. Проверена применимость формулы численного дифференцирования функции, описывающей изменение концентрации частиц во времени, для определения скорости седиментации.
С. В. Разоренов, Г. И. Канель*, Е. Н. Крамшонков, К. Баумунг**
"Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, razsv@ficp.ac.ru; *Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, 127412 Москва; **Научный центр технологий и окружающей среды Карлсруэ, 76021 Карлсруэ, Германия"
Страницы: 119-123
С целью поиска возможности регистрации полиморфных превращений в условиях высокоскоростного растяжения проведена регистрация профилей скорости свободной поверхности образцов высокочистого кобальта, подвергнутых ударно-волновому нагружению при температурах 20–400°С. В данном температурном диапазоне измерена откольная прочность кобальта при скоростях растяжения 105 – 106 с-1 и оценены его релаксационные свойства при сжатии во фронте ударной волны. В проведенных экспериментах не удалось зафиксировать ожидаемые аномалии волновых профилей, связанные с предполагаемым высокотемпературным полиморфным превращением кобальта при растяжении. Вероятно, изменение объема при превращении слишком мало или превращение происходит слишком медленно, чтобы оказать заметное влияние на структуру волнового профиля.
Развита теория локального зондирования
прискважинных областей пористых и
проницаемых горных пород с помощью
акустических волн. Предполагается, что
акустические сигналы распространяются в
кольцевом зазоре между корпусом зонда и
пористой проницаемой стенкой скважины.
Исследованы количественные
характеристики и особенности динамики
волн в зависимости от характера
неоднородности пористой среды, в
частности, в случае, когда вокруг канала
имеются радиальные трещины или
низкопроницаемая "корка". Полученные
результаты показывают, что проницаемость
и пористость горных пород в ряде случаев
существенно влияют на эволюцию
акустических сигналов в скважине.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
