Т.П. КУКИНА1, И.А. ЕЛШИН2 1Новосибирский институт органической химии СО РАН им. Н. Н. Ворожцова, Новосибирск, Россия kukina@nioch.nsc.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия lanosterol@yandex.ru
Ключевые слова: молочай лозный, ГХ-МС, тритерпеноиды, стеролы
Страницы: 502-508
Изучен состав липофильных компонентов молочая лозного (Euphorbia virgata Waldst. et Kit.). Кислые и нейтральные компоненты идентифицировали при помощи газо-жидкостной хроматографии с масс-спектрометрической детекцией (ГХ-МС) после щелочного гидролиза цельного экстракта. В качестве экстрагента сырья использован метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). Выделенные в процессе пробоподготовки суммарные кислоты анализировали после метилирования диазометаном. Состав нейтральных компонентов неомыляемого остатка исследовали без дериватизации, но после разделения методом колоночной хроматографией на силикагеле на группы веществ различной полярности. В результате сравнения спектров с базами данных идентифицированы алифатические кислоты с длиной цепи 10-30 атомов углерода, в том числе ненасыщенные. Кроме того, обнаружены два соединения, редко встречающиеся в растительном сырье: рицинолевая и октадека-9-ен-12-иновая кислоты. Идентифицировано более 100 тритерпеновых и алифатических соединений неомыляемого остатка и 25 компонентов кислых фракций. Установлено, что углеводородная фракция содержит, помимо н-алканов, значительное количество непредельного разветвленного углеводорода сквалена. Высокоактивные тритерпеновые спирты и кетоны в основном представлены урсановыми, лупановыми и циклоартановыми производными. Основной компонент стеролов (β-ситостерол) сопровождается холестеролом, кампестеролом, стигмастеролом, стигмаст-7-ен-3-β-олом и стигмастан-3-β-олом. Выявлен значительный вклад эуфановых соединений, характерных для растений семейства эуфорбиевых (Euphorbiaceae).
"К.В. Павский1,2, А.Л. Ревун1,2, С.А. Рудин1, Е.Н. Перышкова1,2, М.Г. Курносов1,2"
"1Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия pkv@isp.nsc.ru 2Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, Новосибирск, Россия pm@artemrevun.ru"
Ключевые слова: высокопроизводительные системы, параллельные программы, барьерная синхронизация, OpenMP
Страницы: 116-125
Предложены решения, позволяющие повысить эффективность исполнения параллельных программ на высокопроизводительных вычислительных системах, при моделировании гетероэпитаксиального роста на многопроцессорных системах с общей памятью. Разработанные алгоритмы ориентированы на выполнение программной реализации моделирования гетероэпитаксиального роста на многопроцессорных NUMA-узлах с общей памятью. Основное требование к эффективному выполнению параллельных программ на ресурсах многопроцессорного узла заключается в учёте архитектурно-ориентированного подхода к реализации алгоритмов передачи данных через разделяемую память NUMA-узлов. Предложенные алгоритмы оптимизации синхронизации в системах с общей памятью повышают эффективность доступа к общей памяти многопроцессорного узла и позволяют сократить время выполнения барьерной синхронизации. Разработанные методы и алгоритмы реализованы в виде программного обеспечения для многопроцессорных NUMA-узлов с общей памятью.
В статье представлены результаты аналитического решения задачи о распространении тепла внутри массивного твердого образца при концентрированном теплоподводе к поверхности этого образца. С использованием интегральных косинус-преобразования Фурье и преобразования Ганкеля получены аналитические выражения для нестационарного распределения температуры внутри тела. Представлены примеры применения решений для оценки характерных времен достижения точек Чернова Ac1 и Ac3 модельных гипоэвтектоидных сталей при воздействии на них лазерного излучения. Продемонстрировано приложение указанного решения для расчета динамики охлаждения керамических образцов Al2O3 и SiO2 под воздействием импактных воздушной и водяной струй.
"В.Э. Пожар1, Е.А. Дьяконов2"
"1Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, Россия vitold@ntcup.ru 2Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия ead1989@gmail.com"
Ключевые слова: акустооптический перестраиваемый фильтр, дифракция света на ультразвуке, оптические спектральные системы, спектральная функция пропускания, управляемые в реальном времени оптические системы
Страницы: 111-119
Рассмотрена проблема построения электронно-перестраиваемого оптического фильтра с синтезируемой спектральной характеристикой. В качестве технической основы взят фильтр на базе дифракции света на акустических волнах, в котором все главные характеристики определяются параметрами фазовой объёмной дифракционной решётки, создаваемой в кристаллической среде акустическим полем, формируемым пьезоизлучателем. Исследована возможность формирования передаточной функции (спектральной характеристики) акустооптического перестраиваемого фильтра путём формирования управляющего сигнала и создания в среде неоднородной динамической фазовой дифракционной решётки. Показано, что в широкоапертурной геометрии акустооптических фильтров, используемой в современных гиперспектральных системах, может быть построена однокоординатная модель акустооптического взаимодействия. Определена связь между параметрами управляющего высокочастотного сигнала, акустической волны, создающей решётку, и спектральной функцией пропускания фильтра. Сформулированы принципиальные ограничения на ширину спектрального окна пропускания. Полученные соотношения позволяют описать работу акустооптического фильтра при произвольном законе амплитудной и частотной модуляций управляющего ультразвукового сигнала при ограниченном коэффициенте передачи. Результаты могут найти применение при проектировании оптических спектральных систем с управляемой функцией пропускания акустооптического фильтра.
Yi C.1,2,Nyberg U.1,2,Johansson D.1,2,San Miguel C.R.1,2
1 Division of Mining and Geotechnical Engineering, Luleå University of Technology, Lulea 2 Swedish Blasting Research Centre (Swebrec), Lulea
Ключевые слова: алюминизированное эмульсионное взрывчатое вещество, неидеальная детонация, эксперимент, модель воспламенения и роста, оптимизация параметров
Страницы: 125-133
Эмульсионные взрывчатые вещества демонстрируют сильное неидеальное поведение при детонации. Их взрывное действие обычно увеличивается при добавлении алюминиевого порошка. Была проведена серия испытаний эмульсионных взрывчатых веществ с добавкой 5 % алюминиевого порошка в оболочке из цемента. Определялись скорость детонации и профиль фронта детонации зарядов различных диаметров. С использованием результатов этих экспериментов проведено численное исследование детонационных свойств алюминизированных эмульсионных взрывчатых веществ по модели воспламенения и роста очагов (I&G). Впервые разработана процедура, объединяющая программу оптимизации LS-OPT с гидрокодом LS-DYNA, для определения параметров модели I&G. Рассчитаны детонационные давление и температура для зарядов разного диаметра. Результаты согласуются с опубликованными данными.
С.А. Ильиных
"Новосибирский государственный университет экономики и управления "НИНХ", Новосибирск, Российская Федерация ili.sa@mail.ru"
Ключевые слова: библиотека, просветительская функция, мемориальная функция, коммуникативная функция, пространство библиотеки, качество услуг
Страницы: 194-205
Представлены два подхода к библиотекам: функциональный и пользовательский. Библиотека с позиции функциональной значимости выполняет функцию и формирования личности, просветительскую, мемориальную, коммуникативную функции. Библиотека с позиции качества получаемых посетителями услуг предстает как архитектурно-строительный и профессионально-библиотечный синтез. Пользователь может оценить качество предоставляемых услуг в реальном и виртуальном пространстве. Библиотека может оказать досуговые услуги - клубы, кружки, вечера, лекции, концерты. Функциональная значимость библиотеки в сочетании с высоким качеством предоставляемых услуг должна быть привлекательным местом для посетителей. Для исследования реального положения дел приведены результаты социологических исследований, проведенных ВЦИОМ по России в 2011, 2015, 2022 гг., а также в библиотеках г. Новосибирска в 2020 и 2024 гг. Результаты ВЦИОМ отражают посещаемость и варианты решения проблемы низкой посещаемости. Результаты исследования в Новосибирске отражают оценку социальных настроений в отношении библиотек. Такая оценка проведена посредством контент-анализа системы сбора отзыва клиентов о товарах, услугах, организациях Flamp. Результаты исследования библиотек Новосибирска сопоставлялись с некоторыми результатами ВЦИОМ. Сделан вывод о некоторой «надуманности» проблем непосещения, за которыми скрывается личностная недостаточная активность, низкая мотивация работы с книжными изданиями. Результаты исследования могут быть использованы при планировании деятельности библиотеки по развитию системы обслуживания пользователей.
Высокотемпературные керамические материалы Cf/ZrB2-SiC, состоящие из тугоплавкой матрицы ZrB2-SiC, армированной непрерывными углеродными волокнами (Cf), представляют повышенный интерес для разработки теплозащиты нового поколения двигательных установок, призванных работать в экстремальных условиях температур, механических нагрузок и агрессивных газовых потоков. В фокусе исследований таких композитов - окислительная и абляционная устойчивость, которые являются определяющими характеристиками для практического применения высокотемпературных материалов. В настоящей работе высокотемпературные композиты Cf/ZrB2-SiC были получены методом керамических препрегов, основанном на пропитке углеродного жгута керамической суспензией, формировании однонаправленных керамических лент с последующей их выкладкой, пиролизом и силицированием. Методом электронной микроскопии с привлечением энерго-дисперсионного анализа, выполненного при разных ускоряющих напряжениях, изучена морфология и распределение фаз по объему керамических композитов Cf/ZrB2-SiC. Впервые исследовано поведение таких материалов в условиях воздействия скоростного потока плазмы при температуре вплоть до 2100 °С. Давление воздуха составляло 0.35 МПа, расход воздуха - 6 м3/ч. Композит демонстрирует устойчивое поведение вплоть до 2000 °С в течение 300 с. Проведен сравнительный анализ микроструктуры композита до и после газодинамических испытаний. Определены фазовый и элементный состав, а также морфология сечения композита. Показано, что абляционная устойчивость композита обусловлена формированием сложной микроструктуры, в которой можно выделить несколько подслоев, каждый из которых препятствует диффузии кислорода внутрь композита. Повышение температуры до 2100 °С приводит к значительной деградации композита. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшего совершенствования состава высокотемпературных композитов, пригодных для устойчивого функционирования деталей и узлов энергетических установок в экстремальных условиях.
Согласно гидродинамической теории Лаврентьева глубина проникания кумулятивной струи определяется ее полной длиной. Однако, как показывает опыт практического применения кумулятивных зарядов, прекращение проникания обычно наступает раньше, чем струя израсходуется полностью. Для достоверного описания экспериментальных результатов вводятся параметры «эффективная длина» или «эффективная (критическая) скорость» кумулятивной струи, суть которых состоит в исключении из рассмотрения замыкающего участка струи, по различным причинам не участвующего в проникании. Значения эффективной скорости вводятся в расчетные методики как постоянные для конкретной пары материалов струи и преграды или в виде эмпирической зависимости от фокусного расстояния. Рассмотрена возможность разделения струи на эффективный и неработоспособный участки по физически обоснованным причинам без необходимости построения эмпирических зависимостей.
А.Г. Петров1, В.А. Румянцева2 1Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия petrovipmech@gmail.com 2Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия valar@bmstu.ru
Ключевые слова: метод Лагранжа, квадратичные формы, нормальные координаты, диссипативные системы, электрическая цепь
Страницы: 141-156
Для консервативных механических систем используется метод нормальных координат для приведения двух квадратичных форм к сумме квадратов. В этом случае система дифференциальных уравнений расщепляется на систему независимых осцилляторов. Линейная диссипативная механическая система с конечным числом степеней свободы определяется тремя квадратичными формами: кинетической и потенциальной энергией системы, а также диссипативной функцией Рэлея, которые к сумме квадратов, вообще говоря, не приводятся. Рассмотрены условия, при которых все три квадратичные формы одним преобразованием приводятся к сумме квадратов точно или приближенно. Показано, что для таких систем можно ввести нормальные координаты, в которых система расщепляется на независимые системы второго порядка. Это позволяет построить точные или приближенные аналитические решения в общем виде, причем в случае приближенного решения - с оценкой относительной погрешности. Преимущества такого подхода показаны для задач теоретической механики и электротехники, в которых строятся аналитические решения и проводится оптимизационный анализ. При этом традиционные методы позволяют выполнять лишь численные расчеты при заданных значениях параметров
С использованием картографического метода исследования и градиентного анализа экологических факторов среды обитания проведено зонирование трансекты на ландшафтно-геоморфологические участки: горная светлохвойная тайга (р. Берёзовая - г. Могоча), горная подтайга (р. Улей - пгт Жирекен - пгт Аксёново-Зиловское - р. Берёзовая) и горная лесостепь (пгт Холбон - г. Нерчинск - пгт Чернышевск - р. Улей). Выделенные участки существенно различаются по составу, строению и пространственному сочетанию растительных сообществ. В горной лесостепи преобладающим типом растительности являются степи, которые занимают около 60 % закартированной территории. Леса представлены березняками и занимают около 12 % территории. В долинах преобладают прирусловые заросли и луга. Значительная доля площадей приходится на антропогенно трансформированную растительность (около 18 %). На участке горной подтайги больше половины территории (64 %) занято светлохвойными лесами и их производными, среди которых распространены сосновые и лиственнично-сосновые леса. Степи занимают крутые южные и юго-западные склоны (около 3 % территории исследования). Характерными сообществами участка являются кустарниковоберезово-ивово-рододендроновые мохово-травяные заросли в сочетании с ерниковыми зарослями, занимающие высокие надпойменные террасы и длинные подгорные шлейфы (6 %). Приречные ряды растительных сообществ становятся более сложными. В горной светлохвойной тайге леса занимают чуть больше половины участка (53 %). Широкое распространение получают мари (30,9 %). На очень крутых и хорошо прогреваемых склонах редко встречаются ксерофитно-разнотравные закустаренные луга (убуры). В долинах пойменные леса приобретают таежный характер. Даны характеристики местообитания растительных сообществ по комплексу экотопических факторов: теплообеспеченности, богатству, увлажнению и карбонатности почв, криоусловиям почвогрунтов.
П. Н. КУЗНЕЦОВ1, Б. АВИД2, А. В. ОБУХОВА1, Л. И. КУЗНЕЦОВА1, С. С. КОСИЦЫНА1, С. Ю. ЛЫРЩИКОВ3, Б. ПУРЕВСУРЕН2, А. Н. ЗАОСТРОВСКИЙ3, З. Р. ИСМАГИЛОВ3 1Красноярский научный центр СО РАН, Институт химии и химической технологии СО РАН, Красноярск, Россия kpn@icct.ru 2Институт химии и химической технологии МАН, Улан-Батор, Монголия avidmas@gmail.com 3Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия serstud@mail.ru
Ключевые слова: уголь, степень углефикации, молекулярное строение, ароматичность, регрессионный анализ
Страницы: 845-857
Представлены результаты химического, технического и петрографического анализа образцов углей разной стадии углефикации, отобранных на различных месторождениях России и Монголии. С применением метода 13C ЯМР-спектроскопии в твердом теле с использованием техники кросс-поляризации и вращения образца под магическим углом (CP/MAS 13C ЯМР) изучены особенности молекулярного строения углеродного каркаса органической массы, установлены существенные различия в строении поликонденсированных ароматических структур, сделана оценка в соотношении пери- и катаконденсированных ароматических ядер в зависимости от степени углефикации. Выполнен корреляционный анализ, установлены взаимосвязи между различными химико-технологическими параметрами углей и показателями их молекулярного строения. Наиболее тесная связь существует между степенью ароматичности углей, долей периконденсированных структур, выходом летучих веществ и коэффициентом отражения витринита. Установленные особенности молекулярного строения органической массы углей и выявленные регрессионные зависимости могут служить физико-химической основой выбора углей для получения поликонденсированных ароматических веществ как сырья для производства углеродных материалов.
"В.Н. Стрелецкий1,2"
"1Институт географии РАН, Москва, Россия vstreletski@mail.ru 2Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Москва, Россия"
Ключевые слова: Запад и Восток, историческая и культурная география, социокультурное пространство, территориальная идентичность, культурный регионализм
Страницы: 103-111
Проведено сравнение разных концептов цивилизационного развития России в формате четырех потоков историософской мысли («Россия - Запад»; «Россия - Восток»; «Россия - мост между Западом и Востоком»; «Россия как особый и самодостаточный евразийский мир»). Обсуждаются аргументы за и против каждого из концептов с историко- и культурно-географических позиций. Делается вывод о том, что Россия в существенно большей степени страна «европейская», нежели «евразийская», но имеющая свою цивилизационную специфику, сильно отличающую ее от Западной Европы. Эти различия отчетливо проявляются в том числе в разных типах их социокультурных пространств. В зарубежной Европе регионализация культуры протекала в первую очередь по мере «уплотнения» освоенного пространства, его «обустройства», в России - в основном по мере формирования локальных субкультур в процессе колонизации новых территорий и инкорпорации в социокультурное пространство иноэтнических ареалов. В России, особенно в пределах этнокультурного мегаядра страны (с численно преобладающим русским населением), вертикальная поляризация пространства (город-село, крупный город-малый город) выражена более рельефно, чем его горизонтальная дифференциация (различия между культурными районами). На основе анализа данных всероссийских переписей населения выделены новейшие этноструктурные, этнокультурные и этнотерриториальные сдвиги в российском пространстве, характерные для постсоветского периода. В конце XX-первые десятилетия XXI в. происходит «коренизация» населения большинства национальных республик России (рост удельного веса титульных национальностей и сокращение в этих республиках доли русского населения). При этом этносы России все более стягиваются в свои национальные республики, концентрируются в пределах «своих» этнических территорий. Тренды трансформации социокультурного пространства свидетельствуют о том, что страна становится все более мультикультурной, и это предопределяет необходимость многовекторности развития России.
И.И. Чупин1,2, М.В. Гаврило1 1Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия chupin.i@mail.ru 2Институт систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: кречет, Falco rusticolus, остров Визе, Карское море, Арктика
Страницы: 821-833
Кречет Falco rusticolus (Linnaeus, 1758) - редкий тундровый сокол, распространенный в циркумполярной Арктике. Для островов и архипелагов российской Арктики он известен лишь как изредка залетающий вид. Молодая самка кречета была встречена далеко за пределами основного ареала, где за ней наблюдали около полумесяца. Регистрация кречета на о. Визе в 2020 г. - самая северо-восточная находка этого вида в евразийской Арктике. Сокол смог адаптироваться и освоил новый кормовой ресурс - молодых моевок. Птенцы моевок в гнездах на карнизах зданий оказались для него недоступны. Молодой сокол, оказавшись изолированным на острове со скудными кормовыми ресурсами в условиях голода, мог питаться и несвежей пищей, но обязательно добытой им самим. Любые новые данные о распространении этого редкого вида расширяют представление о его возможностях к расселению и освоению новых местообитаний, адаптациям к неизвестным ранее трофическим условиям и кормовой пластичности.
М. Б. Фардеева, Н. А. Чижикова, Н. Р. Шафигуллина
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия orchis@inbox.ru
Ключевые слова: редкая тубероидная орхидея, сфагновые болота, абиотические и биотические факторы, динамика популяций, Республика Татарстан
Страницы: 988-1005
Флуктуационная динамика (за 9-27 лет) численности, плотности, возрастной и пространственной структуры Dactylorhiza maculata (L.) Soó на оз. Долгое Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника отражает механизмы поддержания популяции на южной границе ареала. Материал был внесен в электронную базу данных. Абиотические и биотические условия переходных кустарничково-осоковых сфагновых болот являются наиболее подходящими для развития редкого вида, где сохраняется комплекс бореальных и аркто-бореальных видов, а благоприятными микроместообитаниями являются открытые и влажные участки сплавины с pH субстрата 4,1-4,5. Биоразнообразие сфагновых мхов в местообитаниях D. maculata представлено девятью видами, где ковровым видом является Sphagnum angustifolium, в открытых и влажных микроместообитаниях появляется Sph. divinum, при зарастании участков редколесьем - Sph. centrale. Выявлена достоверная связь численности D. maculata от климатических факторов: положительная - с суммой осадков, отрицательная - со средними температурами вегетационного периода. Однако в условиях влажных микроместообитаний численность генеративных D. maculata не связана с осадками. На основе морфометрических параметров вегетативных и генеративных растений достоверно выделяются онтогенетические группы особей: j (ювенильные), im (имматурные), v (взрослые вегетативные), g1 (молодые генеративные), g2 (средневозрастные генеративные). Базовый спектр популяции D. maculata на оз. Долгое составляет 11,5 : 17 : 29 : 42,5 (j : im : v : g), доля прегенеративных особей за 9-27 лет варьирует в пределах 57-66 %, что обусловлено высокой долей плодообразования - до 60 %. Пространственная структура популяции - контагиозного типа с агрегациями радиусом 0,5-1,2 м, расположенными относительно друг друга случайно. Динамика пространственных мозаик, сопровождаемая дисперсией семян и, соответственно, особей D. maculata в благоприятные микроместообитания, является естественным компенсаторным механизмом устойчивости, обеспечивающим динамическое равновесие популяции.
"В.А. Егоров1, В.Л. Пуляевская2"
"1Арктический государственный институт культуры и искусств, Якутск, Российская Федерация vladimir_egorov@mail.ru 2Центр стратегических исследований при Главе Республики Саха (Якутия), Якутск, Российская Федерация valyapll@mail.ru"
Ключевые слова: креативная экономика, креативные индустрии, инновации
Страницы: 217-226
Инновации и стремительное развитие технологий, в особенности внедрение искусственного интеллекта, сегодня диктуют новый вектор развития для креативных индустрий. Попытки оценить масштабы креативных индустрий и их влияние на национальную экономику предпринимаются во многих странах. В настоящее время существуют исследования, фокусирующие на разных аспектах креативной экономики. В статье предложен рейтинг регионов ДВФО по официальным статистическим показателям, оценивающим развитие креативной экономики.
Рассмотрено влияние вертикальных и горизонтальных турбулентных потоков тепла на величину дисперсии температуры воздуха в условиях температурных инверсий различной интенсивности. Показано, что неучет горизонтальных турбулентных потоков тепла в этих условиях может быть причиной существенной недооценки высоты слоя перемешивания существующими моделями.
А.С. Кузавко
"Смоленский государственный университет, Россия, Смоленск akuzavko@gmail.com"
Ключевые слова: приграничье, межгосударственная интеграция, международная торговля, экономика приграничных регионов, Союзное государство, конкуренция, рынок труда, стратегия развития
Страницы: 326-354
В статье представлены результаты исследования некоторых элементов экономики регионов российско-белорусского приграничья: внешней торговли, конкуренции, рынка труда. В процессе исследования была проверена рабочая гипотеза о возникновении положительных и отрицательных последствий для экономики регионов российско-белорусского приграничья по итогам строительства Союзного государства Республики Беларусь и Российской Федерации. Посредством статистического и социологического методов исследованы как уже возникшие, так и потенциально возможные изменения во внешней торговле хозяйствующих субъектов из российско-белорусского приграничья. Опросы руководителей организаций позволили выявить преобладание межотраслевой торговли резидентов приграничья над внутриотраслевой. Также выделены основные группы торгуемых товаров. В результате межгосударственной интеграции изменился уровень конкуренции в приграничье, что приводит к трансформации бизнеса и определяет необходимость поиска новых ниш в ряде отраслей экономики. В статье представлены статистические и социологические данные о рынках труда в приграничных белорусских и российских регионах. Выводы, полученные по результатам исследования, могут быть использованы органами власти приграничных регионов для корректировки внутренних стратегий развития, а также дорожных карт строительства Союзного государства. Автором исследования предлагается разработать межгосударственную стратегию социально-экономического развития регионов российско-белорусского приграничья, направленную на поддержание положительных и нивелирование отрицательных последствий приграничных интеграционных процессов.
С.А. Павлов
"Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия pavlov_s_a@inbox.ru"
Ключевые слова: Шахта, очистной забой, сверхдлинная лава, очистной комбайн, струйный вентилятор, аэродинамическое сопротивление, механизированная крепь, концентрация метана, угольная пыль
Страницы: 152-164
Приведены результаты исследования влияния работы струйного вентилятора, установленного на очистном комбайне, на изменение параметров аэродинамического сопротивления выемочного участка, концентрации метана и угольной пыли. Исследования проводились в программном комплексе Ansys Fluent, на основании натурных данных, полученных в угольных шахтах Кузбасса. Объектом исследования служила пылегазовоздушная атмосфера сверхдлинных угольных лав протяженностью 400 м с мощностью вынимаемого пласта 2.4 и 3.7 м. Выявлено, что применение струйного вентилятора способно снизить аэродинамическое сопротивление выемочного участка до 35 %, что позволяет увеличить на 24 % количество подаваемого в лаву воздуха без увеличения мощности на главных вентиляционных установках. Поток воздуха, исходящий из струйного вентилятора, способствует устранению застойных метановоздушных зон вблизи работающего комбайна и снижает концентрацию угольной пыли на рабочих местах машинистов на 13.8 - 36.7 %.
Экспериментально измерено газовыделение при разрушении образца угля в мельнице. По методике ИГД им. А. А. Скочинского рассчитано количество газа, которое может выделиться из угля в зависимости от размера его частиц. Образцы отбирались с выбросоопасного угольного пласта. Установлено, что уменьшение размеров частиц угля до 0.1 мм повышает газовыделение в несколько раз. Разработана модель силового взаимодействия молекул метана в микропористой структуре с поверхностью макромолекулы угля и методика расчета газовыделения из угля в зависимости от степени его разрушения.
В.В. Лаптев, О.В. Белогородцев, С.В. Лукичев
"Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия v.laptev@ksc.ru"
Ключевые слова: Система разработки с подэтажным обрушением, параметры конструктивных элементов, торцевой выпуск руды, потери, разубоживание, показатели извлечения, метод дискретных элементов, численное моделирование, фигура выпуска
Страницы: 116-123
Для исследования закономерностей движения горной массы в условиях взаимного влияния сближенных забоев использован метод дискретных элементов в трехмерной постановке. С его помощью воспроизведены технологические схемы выпуска руды при отработке подземных запасов апатит-нефелиновых руд Хибинского массива. Анализ режимов выпуска руды из очистного пространства позволил выявить закономерности формирования потерь, а также определить рациональные параметры конструктивных элементов системы разработки и планограммы выпуска. Результаты численного моделирования проверялись в ходе проведения натурных экспериментов по скважинной отбойке и торцевому выпуску руды для различных горно-геологических и горнотехнических условий рудников КФ АО “Апатит”. Разработаны принципы методики моделирования торцевого выпуска и методических указаний по нормированию потерь и разубоживания при подземной отработке месторождений апатит-нефелиновых руд.
Описана усовершенствованная физико-математическая модель стационарного течения водонефтяной смеси в поровом пространстве керна, представляемого в виде совокупности капиллярных кластеров. Рассматривается изотермическая постановка задачи, при этом температура является параметром, определяющим свойства флюидов и величину потерь давления из-за межфазного взаимодействия. Разработанная модель позволяет вычислять функции относительных фазовых проницаемостей при различных температурах на основе данных стандартных лабораторных исследований керна и экспериментов по однофазной фильтрации флюидов при разных температурах или наличии соответствующих зависимостей. С использованием модели рассчитаны относительные фазовые проницаемости при различных температурах для слабосцементированной породы одного из месторождений Западной Сибири, которое содержит высоковязкую нефть. Проведены численные исследования влияния температуры на характер течения в капиллярном канале переменного сечения. Для численного моделирования использовалась платформа OpenFOAM. Установлено, что изменение свойств флюидов и породы при увеличении температуры приводит к уменьшению интенсивности формирования четочного течения и способствует его переходу в капельное течение.
С. Сривастава1, С. К. Саранжи2 1Инженерный колледж Раджкия г. Азамгарх, Азамгарх, Индия sambhrantsrivastava4@gmail.com 2Национальный технологический институт г. Джамшедпур, Джамшедпур, Индия sarojksarangi@yahoo.com
Ключевые слова: зубные имплантаты, композитный материал, титановый сплав, метод конечных элементов, искусственная нейронная сеть
Страницы: 164-180
Исследуется влияние конструкции зубного соединения на долговечность и эффективность зубных имплантатов. В среде автоматизированного проектирования моделируются соединения зубных имплантатов трех типов и армированный углеродом полиэфирэфиркетон. Проведена оценка эффективности модифицированного механизма фиксации зубного имплантата по сравнению с традиционным внутренним шестиугольным соединением и коническим абатментом. С использованием искусственной нейронной сети определен модуль упругости материала зубного имплантата. В результате изучения напряжений и деформаций в материале зубного соединения создана новая система фиксации. Установлено, что композитный материал, представляющий собой армированный углеродом полиэфирэфиркетон, обеспечивает высокую защиту кости
В статье показано, что дальнобойность равновесной микроструи SF6, нормированная на диаметр сопла, не зависит от размерной температуры торможения при сохранении четырех безразмерных параметров (нерасчетность, число Рейнольса по диаметру сопла и два температурных фактора). В отличие от равновесного случая, дальнобойность колебательно возбужденной микроструи SF6 существенно немонотонно зависит от размерной температуры торможения.
Р.Н. ЯКУБОВ1, А.С. ПАВЛИК1, Л.Е. ЛЕНЧЕНКОВА1, В.А. СТРИЖНЕВ2, А.А. ПОЛИТОВ3, Е.И. ГУСАРОВА4, А.А. МАМЫКИН2, Г.А. ТЕПТЕРЕВА1, А.Г. ТЕЛИН2 1Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия rav_rb@bk.ru 2Уфимский научно-технический центр, Уфа, Россия strijnevva@ufntc.ru 3Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия anpolitov@yahoo.com 4Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия gusarovaei@ufntc.ru
Ключевые слова: полиакриламид, органический сшиватель, гидрогель, дисперсный наполнитель, волокнистый наполнитель, ремонтно-изоляционные работы, нефтяные скважины, органо-неорганические материалы
Страницы: 130-143
Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений зачастую сопровождается непредвиденными осложнениями, для ликвидации которых требуется проведение качественных ремонтно-изоляционных работ (РИР). В работе рассмотрены пути повышения эффективности проведения РИР в нефтяных и газовых скважинах с применением гелеобразующих тампонажных материалов. Предлагается использование различных гидрофильных и гидрофобных дисперсных и волокнистых наполнителей на основе полиакриламида и комплексного органического сшивателя в гидрогелях с целью улучшения их реологических свойств и увеличения блокирующей способности. Полученные таким образом органо-неорганические композиты демонстрируют разнообразие реологических свойств, что позволяет выбирать необходимые гелевые композиции для решения тех или иных задач РИР. Представлены результаты реологических (осцилляционных) и фильтрационных исследований, а также опытно-промысловых испытаний составов. В качестве дисперсных наполнителей при проведении осцилляционных исследований были использованы хризотил, черная сажа, гидрофильный нанокремнезем и механоактивированные древесная мука, шелуха риса, гидролизный лигнин. Среди волокнистых наполнителей рассмотрены полипропиленовая фибра, базальтовые и углеродные волокна. По результатам осцилляционных исследований определены величины модулей упругости (G') и вязкости (G''), точки кроссовера и линейного диапазона измерения для каждого из составов. Достигнуто увеличение модуля упругости до 48 % (G' = 53.3 Па) при добавлении черной сажи и до 50 % (G' = 54.2 Па) для состава с хризотилом и углеродным волокном по сравнению с базовым гидрогелем без наполнителей (G' = 36.1 Па). Добавление гидрофильного нанокремнезема позволило увеличить предел текучести (точка кроссовера) более чем на 300 % (до 210.4 Па). Фильтрационные исследования выполнены на модели идеальной трещины различной раскрытости (50, 100, 650 мкм) с использованием естественных образцов керна. Установлено, что при фильтрации воды гидрогель с добавками хризотила и полипропиленовой фибры имеет больший фактор остаточного сопротивления (ФОС = 167) в трещине с раскрытостью 100 мкм по сравнению с базовым гидрогелем (ФОС = 136) в трещине 50 мкм. При блокировании газонасыщенной модели идеальной трещины максимальный ФОС составил 2677. Опытно-промысловые испытания состава с дисперсным и волокнистым наполнителями для ликвидации катастрофических поглощений при бурении и проведении РИР прошли успешно.
Применение тепловизионной съёмки для реконструкции объектов исторического наследия ограничено влиянием современной распашки и отсутствием археологических объектов с контрастными термическими свойствами. Отличительная особенность предложенного алгоритма статистического анализа состоит в использовании текстурных признаков Харалика на этапе извлечения признаков. Последующая сегментация изображения позволяет выявить участки культурного слоя различной мощности как площадные ландшафтные объекты. Интерпретация их свойств основывается на эталонных данных междисциплинарных исследований - раскопок, геофизики, почвенных бурений. Оценка тенденций взаимного расположения сегментов разных классов и соотношение их площадей позволяет выдвинуть гипотезу о границах археологического памятника. Анализ структуры сегментированного тепловизионного изображения на участке средневекового Кушманского III селища (Удмуртия) показал принципиальные отличия в распределении гумусированного слоя грунта на поселении и прилегающей территории, не подвергавшейся антропогенному воздействию. Предложенный алгоритм может рассматриваться как эффективный инструмент изучения объектов исторического наследия.
С помощью численных экспериментов детально изучены ламинарные течения газопылевой среды с химическими реакциями в осесимметричной трубе. Исследование проведено для неокислительных реакций каталитического синтеза углеводородов из метана. Горячие стенки трубы прогревают двухфазный поток метана и каталитических наночастиц. Нагрев этого потока обеспечивает эндотермическую конверсию метана в углеводороды и водород. Показано, что наличие каталитических наночастиц в трубе, активирующих гетерогенно-гомогенные реакции, приводит к значительному отклонению течения двухфазной среды от течения Пуазейля однокомпонентного газа в силу изменения объема среды и ее вязкости. Исследовано изменение теплового режима по длине трубы при изменении теплопроводности реакционной среды. Проведены расчеты для различных значений температуры стенок, концентраций частиц, скорости ламинарного потока и прочих параметров. Найдено, что на скорость среды, распределение газовых компонент по объему и на выходе из трубы наиболее сильно влияют энергия активации метана на поверхности каталитических наночастиц, диаметр частиц и их концентрация.
П. Лазич, М. Костович, Д. Никшич
Белградский университет, Белград, Сербия predrag.lazic@rgf.bg.ac.rs
Ключевые слова: Предварительное обогащение, тяжелая среда, предконцентрат
Страницы: 143-149
Рассмотрена возможность применения гравитационного предварительного обогащения свинцово-медно-цинковой руды существующего производства в тяжелых средах. Испытания проведены на трех пробах руды месторождения “Рудник” в Сербии. При использовании рассматриваемого метода реализуется ряд преимуществ на этапе измельчения руды: сокращается удельный расход на тонну перерабатываемой руды в результате экономии электроэнергии; снижается количество флотореагентов. Изучен вопрос предварительного обогащения забалансовой руды. Потенциальное применение процедуры предобогащения позволит увеличить запасы руды при сохранении флотационной мощности на достигнутом уровне. Качество получаемого предконцентрата останется на уровне исходной руды, и загрузка флотационной фабрики сохранится.
P. Kumar1, S. Kumar Ghosh1, S. Saravanan2, J. Deb Barma1, R. K. Bhogendro Meitei1 1Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Agartala, India prabhatkumar855@gmail.com 2Department of Mechanical Engineering, Annamalai University, Annamalai Nagar, India
Ключевые слова: сварка взрывом, композит из разнородных сплавов, микроструктура, механические свойства, коррозия
Страницы: 127-139
Исследовалось получение сваркой взрывом соединения алюминиевого сплава Al 5052 с магниевым сплавом AZ31B с добавкой и без добавки частиц карбида кремния (SiC(p)) в зону сварного шва. Методом сканирующей электронной микроскопии показано наличие зон расплава и пор в случае сварки без SiC(p) и их отсутствие при сварке с добавкой SiC(p). Рентгенография выявила интерметаллические соединения Al12Mg17 и AlMg в обычном сварном шве (без SiC(p)), тогда как в сварном шве, упрочненном SiC(p), интерметаллические соединения не обнаружены. Максимальная микротвердость наблюдалась вблизи границы раздела сваренных сплавов и связана со значительной пластической деформацией, возникающей при соударении пластин. Прочность сварного шва, армированного карбидом кремния, на сдвиг (124.5 МПа) и растяжение (201 МПа) была выше, чем прочность сварного шва без SiC(p) (104 и 135 МПа соответственно). Что касается коррозионных свойств, то после 120 дней погружения образцов в морской раствор наблюдалось незначительное снижение их массы (0.01692 г/см2).
Е.А. Бутенко1, И.А. Кузнецов2, А.Е. Курепин2, Л.В. Маланчева2, А.И. Малкин3, Д.А. Попов3, А.А. Рязанцева2, Н.И. Шишов1, В.Б. Яшин2 1Федеральный центр двойных технологий «Союз», Дзержинский, Россия soyuz@fcdt.ru 2ГосНИИмаш им. В. В. Бахирева, Дзержинск, Россия 3Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия mlkn@list.ru
Ключевые слова: взрывчатый состав, наполнитель, композиционная смесь, совместимость, фугасное действие, метательная способность, бризантность
Страницы: 98-108
Представлены результаты исследования взрывчатых составов при замене горючего наполнителя --- порошка алюминия на изготовленную методом механоактивации алюмоборсодержащую композиционную смесь. Термодинамические расчеты характеристик наполнителей и взрывчатых составов выполнены с использованием программного комплекса TERRA и базы данных NIST. Исследованы совместимость наполнителей с активными связующими и влияние наполнителя на детонационные характеристики, фугасное, метательное и бризантное действие модельных взрывчатых составов.
В.В. Хахинов1, Е.В. Лаврентьева1,2, И.Д. Ульзетуева3, Д.Д. Цыренова2, С.В. Зайцева2, Д.Д. Бархутова2 1Бурятский государственный университет, Улан-Удэ, Россия khakhinov@mail.ru 2Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ, Россия lena_l@mail.ru 3Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ, Россия idulz@mail.ru
Ключевые слова: соленые озера, минерализация, микроорганизмы, сульфатредукция, метаногенез, индекс токсичности
Страницы: 136-145
Рассмотрены результаты гидрохимических и микробиологических исследований четырех наиболее крупных минеральных озер юго-западного Забайкалья: Нижнего Белого, Верхнего Белого, Цайдам и Селенгинского (Сульфатного). Выявлено, что процессы формирования химического состава озерных вод в основном связаны с геоструктурными особенностями территории, гидрогеохимическими процессами и климатическими условиями. Сделан вывод, что на химический состав вод большое влияние оказывает испарение, связанное с высокой солнечной инсоляцией в регионе, процесс вымораживания вод в зимний период и поступление атмосферных осадков. В анионном составе преобладают ионы гидрокарбоната, хлора, сульфата, среди катионов ведущее место принадлежит ионам натрия. Установлено, что в данных озерах широко распространены алкалофильные и галофильные бактерии-деструкторы, деятельность которых оказывает влияние на формирование состава вод в подобных озерах. Количественная оценка скоростей микробных процессов показала, что скорость оксигенного фотосинтеза в данных озерах составляла 331-680 мг С/(м2 сут), аноксигенного фотосинтеза находилась в пределах 24-500 мг С/м2. Скорость темновой фиксации варьировала от 30 до 776 мг С/(м2 сут). Было показано, что в озерах ключевым терминальным процессом деструкции является сульфатредукция. В донных осадках и микробных матах озер большая часть органического вещества используется для восстановления сульфатов. Высокая численность целлюлолитических и амилолитических микроорганизмов указывает на поступление в озера аллохтонного органического вещества. Эти данные в сопоставлении с количеством сульфатредуцирующих бактерий в озерах позволяет говорить о водоемах как об испытывающих антропогенное воздействие. Установлены тенденции изменения данных характеристик вод озер в результате естественной эволюции и антропогенного влияния.
В.Д. Кургузов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия kurguzov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: смешанное нагружение, T-напряжения, излом траектории трещины, ветвление трещины, интегральный критерий прочности
Страницы: 135-152
Проведено исследование направления распространения прямолинейной плоской трещины в структурно-неоднородных (зернистых) материалах при совместном действии нагрузок, соответствующих I и II модам разрушения. Теоретическая кривая прочности материала типа кривой Кулона - Мора полагается известной. С использованием силового (интегрального) критерия Нейбера - Новожилова получены соотношения, позволяющие определить углы излома (ветвления) траектории трещины при произвольном обобщенном напряженном состоянии. В асимптотических представлениях компонент напряжений в окрестности вершины трещины учитываются несингулярные слагаемые (T-напряжения). Установлено, что трещина развивается: 1) перпендикулярно направлению максимального растяжения при отсутствии сдвиговых напряжений в окрестности ее вершины (гипотеза Эрдогана - Си), когда материал разрушается хрупко; 2) вдоль направления максимального сдвига при отсутствии нормальных напряжений в окрестности ее вершины в случае вязкого разрушения (имеет место испускание дислокации); 3) вдоль некоторого направления, соответствующего смешанному напряженному состоянию, когда материал разрушается квазихрупко или квазивязко. Направление распространения трещин зависит от отношения коэффициентов интенсивности напряжений для I и II мод разрушения, знака T-напряжений и формы теоретической кривой прочности на плоскости предельных состояний
Проведена оценка зависимости вегетационных индексов NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) и EVI (Enchanced Vegetation Index) от содержания пигментов в растениях на трех объектах с экологическими нарушениями участков земной поверхности: на территории разлива дизельного топлива, в районе естественного нефтепроявления и на участке после пожара. Проведенные исследования показали, что устойчивость к загрязнению нефтепродуктами исследованных видов растений возрастает в ряду: осока < злаки < полевой хвощ < ива < мох. Определение взаимосвязи между дистанционно измеренными оптическими характеристиками растительного покрова и концентрациями пигментов выявило наличие прямой зависимости индексов NDVI и EVI от концентрации пигментов в хвоще и злаках и обратной зависимости для ивы, мха и осоки. В районе естественного нефтепроявления в условиях загрязнения нефтью наблюдается значительное снижение суммы хлорофиллов по сравнению с контрольными условиями для земляники, полыни, тимьяна. На постпирогенном участке обнаружено снижение содержания хлорофиллов и каротиноидов в черемухе и увеличение содержания пигментов в бузине, что свидетельствует о более высокой устойчивости бузины к воздействию высоких температур. Вегетационные индексы на постпирогенном участке значительно ниже, чем на фоновом (экологически чистом) участке.
А.Л. Осипов, С.Н. Терещенко
Новосибирский государственный университет экономики и управления, Новосибирск, Россия alosip@mail.ru
Ключевые слова: нейронные сети, искусственный интеллект, беспилотный летательный аппарат, лесной массив, поиск человека, глубокое обучение, аугментация, детекция объектов
Страницы: 123-128
Исследован подход применения методов обучения для настройки моделей нейронных сетей, которые используются для автоматического обнаружения людей в лесостепной местности на изображениях. Для обнаружения применялись модели нейронных сетей YOLOv51, DenseNet, CenterNet, InceptionV3, Xception, Faster R-CNN. Среди представленных моделей наилучшие результаты продемонстрировала дообученная нейронная сеть YOLOv51, которая позволила с точностью 0,8795 на тестовой выборке по метрике F1-score с пороговым значением 0,5 определять людей по графическим изображениям.
В.И. Ростовцев, А.К. Салчак
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия benevikt@misd.ru
Ключевые слова: Труднообогатимые полиметаллические руды, совершенствование переработки, предварительное обогащение, повышение технологических показателей, снижение себестоимости продукции, улучшение экологической обстановки на предприятии
Страницы: 133-143
Приведены результаты исследований по совершенствованию технологических процессов рудоподготовки и обогащения на примере упорной труднообогатимой полиметаллической руды с учетом особенностей минерального состава. Для руды характерно тонкозернистое строение с многочисленными микровростками и тесным срастанием рудных минералов. В кристаллах сфалерита, главного рудного минерала месторождения, отмечается эмульсионная вкрапленность халькопирита и других сульфидов: галенита, пирита. Проведена оценка применения рентгенорадиометрической сепарации для предварительного обогащения руды.
В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Ю.С. Качанов, А.П. Рощектаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия bo@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой скользящего крыла, цилиндрические турбулизаторы, сценарии перехода к турбулентности, эффективность турбулизаторов
Страницы: 140-171
Основной целью настоящего исследования является изучение механизма принудительной турбулизации ламинарного пограничного слоя скользящего крыла, в котором доминирует неустойчивость поперечного течения, при помощи периодических по размаху рядов цилиндрических турбулизаторов. Эксперименты проведены с помощью термоанемометрии в малотурбулентной аэродинамической трубе ИТПМ СО РАН (Новосибирск) при малых дозвуковых скоростях набегающего потока на модели 25-градусного скользящего крыла. Результаты подробных прецизионных измерений средней и пульсационной структуры течения получены в широкой области пространства в 12 различных режимах измерений для пяти типов турбулизаторов (а также без них) для двух скоростей потока. Изученный диапазон чисел Рейнольдса по высоте цилиндров был между 565 и 3613. Настоящая статья является ч. 1 данного исследования. В ней изучены и подробно описаны основные сценарии перехода к турбулентности, вызываемого турбулизаторами. Показана их высокая эффективность. Продолжение исследования будет представлено в ч. 2
Т.М. Комарова, Е.В. Стельмах, С.А. Соловченков
Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, Биробиджан, Россия carpi-komarova@yandex.ru
Ключевые слова: рациональное питание, нормы потребления, типизация питания, среднедушевые доходы, регионы Дальневосточного федерального округа, производство продуктов питания
Страницы: 135-146
Территория Дальневосточного федерального округа имеет разнообразные природно-климатические условия, которые влияют на потребление тех или иных видов продовольствия. Отмечено, что для регионов округа характерна высокая доля затрат (до 35 %) на приобретение продуктов питания. Рассмотрена структура потребления основных продуктов питания в регионах ДФО в 2016 и 2021 гг. На основе анализа доли потребления основных продуктов питания от нормативных проведена типизация регионов по типу потребления: регионы с рациональным питанием, регионы с относительно рациональным питанием, регионы со слабо рациональным питанием и регионы с нерациональным типом питания. Выявлено, что в ДФО отсутствуют регионы с рациональным питанием. Анализ показал, что в 2016 г. к 1-му типу (регионы с относительно рациональным питанием) относились более половины регионов ДФО: Республика Бурятия, Приморский, Хабаровский, Камчатский и Забайкальский края, Амурская и Сахалинская области; ко 2-му типу (регионы со слабо рациональным питанием) - Республика Саха (Якутия), Магаданская и Еврейская автономная области; к 3-му типу (регионы с нерациональным питанием) - Чукотский автономный округ. Установлено, что в 2021 г. число регионов, имеющих относительно рациональное питание населения (1-й тип), сократилось по сравнению с 2016 г., из их числа вышли Республика Бурятия и Сахалинская область, при этом ЕАО переместилась в 1-й тип. Чукотский АО остался в 3-м типе. Определено, что рост среднедушевых доходов в регионах не приводит к сокращению доли затрат на продукты питания, способствует увеличению потребления белковых продуктов при сокращении в питании картофеля, хлебных продуктов и овощей. Выявлено, что одной из причин низкого потребления отдельных продуктов питания является сокращение собственного производства сельскохозяйственной продукции в субъектах ДФО. Отмечена необходимость внедрения политики самообеспечения сельскохозяйственной продукцией, которая может быть произведена в регионах округа, с учетом агроклиматических условий.
Выполнено экспериментальное исследование эффективности работы регенеративного теплообменника с промежуточным теплоносителем и капельным орошением в зимних условиях эксплуатации. Получено, что температурная эффективность по греющей и охлаждающей колоннам увеличивалась при росте плотности орошения насадки от 0,11 до 0,20 кг/(м2·с). Максимальная температурная эффективность 71 % по греющей колонне была получена при плотности орошения 0,21 кг/(м2·с). В охлаждающей колонне теплообменника воздушный поток из помещения охлаждался, и в нем происходила конденсация влаги. В греющей колонне теплообменника наблюдался противоположный процесс интенсивного испарения влаги и увлажнения воздушного потока, поступающего в помещение. Максимальная влажностная эффективность греющей колонны была около 80 % при плотности орошения насадки 0,17 - 0,25 кг/(м2·с).
Рассмотрена проблема обезвреживания жидких растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Проанализированы преимущества, недостатки и особенности применения базовых методов нейтрализации хромсодержащих отходов, нетрадиционных подходов и комбинированных технологий. Представлен легко осуществимый реагентный метод очистки концентрированных и разбавленных растворов от хрома путем обработки в две стадии: восстановлением шестивалентного хрома до трехвалентного с использованием сульфата железа или сульфита натрия в качестве реагентов восстановителей и осаждением гидроксида хрома. Описана установка, на которой были нейтрализованы электролиты, промывные и сточные воды гальванического производства. Предложен практический подход к проблеме обезвреживания раствора ингибитора, аналогичный методам, используемым для обработки хромсодержащих отходов гальванического производства. Разработан технологический процесс реагентной обработки ингибитора с высокой концентрацией хроматов в растворе (до 40 г/л) в одну стадию путем непосредственного осаждения трудно растворимых хроматов. В качестве основного реагента-осадителя использовался хлорид бария. Для реализации технологии разработана принципиальная схема установки и подобрано соответствующее оборудование. В результате переработки ингибитора образуется сточная вода, тяжелый осадок хромата бария, который может быть использован в дальнейшем в качестве сырья, и шлам, представляющий собой неперерабатываемый отход. Опытная обработка раствора ингибитора коррозии показала, что предложенный метод эффективен, экономически целесообразен, прост в реализации в производственных условиях, позволяет при небольшом расходе реагентов обеспечить высокую степень очистки, снизить количество образующихся осадков, что обусловливает практическую значимость полученных результатов.
Предложена математическая модель воздействия верховых лесных пожаров на здания. На ее основе выполнены численные расчеты для определения безопасных расстояний между лесными массивами, подверженными лесным пожарам, и строениями с учетом таких факторов, как скорость ветра, размеры зданий и др. Модель учитывает тип и свойства растительности, геометрические характеристики лесных массивов, их влагосодержание и запасы горючих материалов. Для получения дискретного аналога для системы дифференциальных уравнений использован метод конечных объемов. В результате определены максимальные расстояния между лесом и строениями, на которых возможно их возгорание от лесных пожаров. Установлено, что чем больше возможная скорость ветра и чем выше здание, тем больше безопасное расстояние между лесом и зданием. Предложенная модель может быть использована для численных расчетов, направленных на обеспечение противопожарной безопасности при проектировании и строительстве объектов вблизи лесных массивов с учетом их индивидуальных характеристик.
Объектом исследований является течение по наклонной пластине прямолинейного ручейка, поверхность которого покрыта регулярными нелинейными волнами. Моделировать такие волны можно в полностью трехмерной постановке, но также можно использовать упрощенный квазидвумерный подход, в котором форма поперечного сечения ручейка самоподобна. В работе проводится прямое сравнение результатов моделирования в рамках двумерного и трехмерного подходов с формой волновой поверхности ручейка, восстановленной экспериментально с помощью метода лазерно-индуцированной флюоресценции. Показано, что трехмерная модель достоверно воспроизводит волновую поверхность ручейка, включая такие трехмерные особенности, как искривление фронта волны и малые возмущения ее заднего склона. Двумерная модель в принципе не может воспроизвести эти особенности, однако она хорошо описывает параметры и форму волны в центральном продольном сечении ручейка.
Представлен подход к определению степени разложения пластифицированного октогена при различных температурах окружающей среды. Предложена схема проведения работ, направленных на определение температурно-временных условий ускоренного старения пластифицированного октогена и на установление гарантированных сроков хранения и эксплуатации пластифицированного октогена. Для расчетов использована модель кинетики медленного разложения исследуемого взрывчатого вещества, построенная на основании данных по тепловыделению, полученных методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Применение представленной модели позволяет проводить оценку сроков хранения и эксплуатации взрывчатых веществ по показателю степень разложения.
С. Г. ЭФЕНДИЕВА1, П. А. НАДИРОВ2, С. Т. ДЖАФАРОВА1, Е. Б. ГАХРАМАНОВА1, Н. И. АББАСОВА1 1Институт катализа и неорганической химии им. акад. М. Нагиева НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан efendiyevasevda74@mail.ru 2Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, Азербайджан pervizn@mail.ru
Ключевые слова: каолиновая глина, прокаливание, серная кислота, глинозем, выщелачивание
Страницы: 519-524
Увеличение спроса на алюминий во всем мире повышает интерес к разработке альтернативных технологий производства оксида алюминия (глинозема) из небокситовых источников, особенно глин. Изучен процесс сернокислотного разложения каолиновой глины Човдарского месторождения (Азербайджан) с целью извлечения алюминия с использованием в качестве выщелачивающего агента водного раствора серной кислоты. Перед выщелачиванием каолиновую глину прокаливали при температуре 700-750 °С в течение 2 ч. При этом достигается дегидратирование каолинита, который является основной минералогической фазой каолина, и превращение его в метакаолин - аморфную структуру Al-Si, из которой легко выщелачивается алюминий. Определены оптимальные условия выщелачивания оксидов железа и алюминия серной кислотой, установлена степень их извлечения. Выявлено, что выщелачивания каолиновой глины с целью максимального извлечения оксидов алюминия и железа достигается при использовании прокаленных при вышеуказанных условиях образцов с соблюдением следующих параметров процесса: концентрация серной кислоты 40 %, продолжительность выщелачивания 120 мин, температура процесса 95 °С. Степень извлечения Аl2О3 и Fе2O3 при данных условиях составляет 95.6 и 85.2 % соответственно.
На основе математической модели с односторонними граничными условиями исследовано деформирование упругого тела, содержащего два тонких анизотропных включения, пересекающихся под прямым углом. Включения пересекаются во внутренней точке одного из них, образуя Т-образную конструкцию в упругом теле. Одно из включений отслаивается от матрицы, образуя трещину. На берегах разреза задаются граничные условия в виде неравенств. Для численного решения задачи в области с разрезом применяется метод декомпозиции области с использованием алгоритма Удзавы. Для определения функций перемещений полужесткого включения применен метод, основанный на разложении пространства в прямую сумму подпространств
В.А. Бабук1, Д.И. Куклин1, С.Ю. Нарыжный1, В.А. Сорокин2, Л.С. Яновский3 1Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Россия babuk_va@mail.ru 2АО «Машиностроительное конструкторское бюро «Искра», Москва, Россия info@iskramkb.ru 3Федеральный исследовательский центр химической физики и медицинской химии РАН, Chernogolovka, Russia leonidyanоvskiy@yandex.ru
Ключевые слова: агломерат, конденсированные продукты, эволюция, шлаковые остатки, валидация
Страницы: 559-572
Установлены принципы моделирования процесса шлакообразования в камере сгорания энергосиловых установок при использовании высокоэнергетических материалов - твердых и пастообразных топлив, который определяется процессами горения топлива, эволюции многофазного потока в камере сгорания и поведения шлаковых остатков на элементах конструкции. Показана последовательность использования характеристик этих процессов для описания шлакообразования. Приведена разработанная авторами модель эволюции многофазного потока. Эта модель является ключевым инструментом для описания процесса шлакообразования. Ее особенностями являются детальное описание превращений частиц крупной фракции конденсированных продуктов и учет взаимодействия конденсированной и газовой фаз потока. Модель базируется на использовании комбинированного подхода Эйлера - Лагранжа (Euler - Lagrange). Для валидации модели проведено экспериментальное исследование с использованием модельного двигателя на базе алюминизированного пастообразного топлива. Результаты исследования позволили сделать вывод об адекватности модели. Определены направления дальнейших работ для решения задачи моделирования рассматриваемого процесса при варьировании параметров состава и условий в камере сгорания.
А.А. Лавриненко, Г.Ю. Гольберг
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия gr_yu_g@mail.ru
Ключевые слова: Теория флокуляции минеральных суспензий, механизм флокуляции, строение флокул, адсорбция полимеров, влажность флокуляционных структур, деструкция флокул, рекомбинация флокул, определение концентрации растворов флокулянтов в воде
Страницы: 130-141
На основе анализа литературных данных и с учетом результатов исследований показаны современное развитие и наиболее существенные проблемы теории флокуляции минеральных суспензий. Для повышения эффективности применения флокулянтов целесообразны дальнейшие исследования по обоснованию принципов выбора флокулянтов и их композиций, включая флокулянты, модифицированные различными функциональными группами, и с разветвленными макромолекулами, с учетом закономерностей адсорбции флокулянтов на поверхности минералов. В свете выявленных прочностных характеристик и закономерностей деструкции флокул показано, что для дальнейшего развития теории существенное значение имеет установление взаимосвязи этих параметров с гидродинамическим режимом, а также исследование рекомбинации флокул. Несомненный интерес представляет проблема определения малых концентраций флокулянтов как при изучении вопросов образования флокул, так и для выявления условий рационального применения флокулянтов в промышленности.
Н.Е. Красноштанова1, Т.К. Власова2 1Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия knesun@mail.ru 2Институт географии РАН, Москва, Россия tatiana.vlsv@gmail.com
Ключевые слова: мониторинг, социально-экологические территориальные системы, Арктика, Крайний Север, устойчивость
Страницы: 134-145
Рассмотрены основные понятия, а также представлен теоретический обзор подходов и методов социально ориентированного мониторинга устойчивости социально-экологических территориальных систем Севера и Арктики. Приведены результаты практического применения подходов к сбору и анализу данных для оценки устойчивости социально-экологических территориальных систем в условиях нового промышленного освоения на примере самого северного муниципалитета Иркутской области - Катангского района, единственного в регионе относящегося к территориям Крайнего Севера. Промышленное освоение природных ресурсов этого района долгое время сдерживалось удаленностью от развитых центров и отсутствием инфраструктуры. После строительства нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан началось активное промышленное освоение месторождений углеводородов, открытых еще в советское время, и поиск новых. В результате геолого-разведочных работ запасы сырья приумножились и ближайшие перспективы развития района неразрывно связаны с промышленным освоением природных ресурсов. Проведенный социально ориентированный мониторинг устойчивости социально-экологических территориальных систем с использованием полимасштабного, междисциплинарного и проблемно-стратегического подходов позволил выявить проблемы создания устойчивых социально-экологических территориальных систем Катангского района и определить пути их решения. Промышленное освоение природных ресурсов территории оказывает существенное воздействие на все компоненты социально-экологической системы исследуемой территории. Выявлено, что комплексного решения требуют проблемы во всех трех сферах жизнедеятельности населения района: природно-экологической, социально-экономической и социокультурной, а также административно-управленческой. Документы стратегического развития Катангского района содержат ряд задач для повышения устойчивости социально-экологических территориальных систем, вместе с тем результаты проведенных социологических исследований по выявлению мнения местного населения позволили более полно сформулировать эти задачи.
В работе приведены данные о влиянии паров углеводородов и нефтяного загрязнения почвы на морфологические параметры и содержание основных фотосинтезирующих пигментов - хлорофиллов и каротиноидов - в зеленых частях растений разного систематического положения. В условиях лабораторного эксперимента отмечено повышение содержания хлорофиллов и каротиноидов в надземных частях листостебельного мха (бриум), растений семейства зонтичных (кервель и бедренец) и злаковых (лисохвост) при росте в атмосфере нефтяных паров и в почве, содержащей 0,75-3,21 % нефти. В полевых условиях выявлено повышенное содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях багульника и пижмы, ниже фона - в листьях подорожника. Добавление к почве с нефтью углеводородокисляющих бактерий (УОБ) увеличило концентрацию пигментов на 30-40 %, что указывает на дополнительный стимулирующий эффект интродукции УОБ.
Работа посвящена синтезу биологически активных веществ на основе монотерпеноидов путем их химического модифицирования для повышения фармакологического потенциала полученных соединений. В качестве исходных веществ для получения производных мочевины использованы адамант-1-илизоцианат и монотерпеновые амины с переллиловым или миртеноловым остовом. Данные монотерпеноидные заместители были выбраны на основании литературных данных, согласно которым указанные вещества проявляют активность в отношении нервной системы на различных животных моделях. На основе этих мочевин синтезированы имидазолидин-2,4,5-трионы, производные исходных мочевин, потенциально обладающие менее липофильными свойствами.
На основе уравнений фильтрации рассматривается задача о закачке CO2 в вязкоупругую пористую среду. Исследована двумерная задача о деформации пористого скелета с учетом изменения пористости. Для модельной системы уравнений в тонком слое построено точное решение начально-краевой задачи
А.В. Бойко, В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Д.А. Мищенко, А.Д. Черепанов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: стреловидное крыло, управление пограничным слоем, рельеф поверхности, повышенная степень турбулентности, ламинарно-турбулентный переход
Страницы: 138-150
Методом количественной термографии изучается влияние наклонных к потоку квазидвумерных выступающих элементов рельефа (полос) на положение ламинарно-турбулентного перехода на модели крыла с углом стреловидности 45° в различных экспериментальных условиях. Исследуется и обсуждается эффективность такого скользящего рельефа для ламинаризации течения при повышенной степени турбулентности набегающего потока и повышенной шероховатости поверхности крыла. Показано, что рассматриваемый метод ламинаризации устойчив также к умеренным изменениям скорости набегающего потока
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
