А.В. Бойко1, Н.В. Демиденко1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия n.demidenko@g.nsu.ru
Ключевые слова: уравнения в частных производных, пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, автомодельные решения, метод наименьших квадратов, ANSYS Fluent, LOTRAN, стреловидное крыло, тело вращения
Страницы: 144-154
Проведено сравнение аппроксимаций профилей продольной и поперечной компонент скорости пограничного слоя, полученных при расчете обтекания потоком стреловидного крыла и тела вращения на основе полных уравнений Навье - Стокса, профилями пограничного слоя из автомодельного однопараметрического семейства профилей Фокнера - Скэн - Кука и двухпараметрического семейства профилей, предложенного Гастером. Показано существенное преимущество использования аппроксимации расчетных профилей вблизи трехмерного отрыва профилями из двухпараметрического семейства
Т. В. А. НГУЕН1, Б.П. ТОЛОЧКО1,2,3, Ф.К. ГОРБУНОВ2,4, А.А. ФАДИНА2, М.А. МИХАЙЛЕНКО2,3 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия vananhcnh@gmail.com 2Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия bptolochko@solid.nsc.ru 3Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия mikhailenko@solid.nsc.ru 4Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия f.gorbunov@solid.nsc.ru
Ключевые слова: облучение электронами, слоистые тройные гидроксиды MgFeGa, полиуретан, механические свойства
Страницы: 753-758
Исследована зависимость механических свойств полиуретана (твердость и прочность) от содержания введенных частиц слоистого тройного гидроксида MgFeGa и дозы облучения электронным пучком. Найдено оптимальное количество слоистых гидроксидов и оптимальная доза облучения, значительно повышающие прочность при растяжении и твердость полиуретана. Модификация полиуретана путем добавления слоистых тройных гидроксидов магний/железо/галлий в количестве 3 мас. % приводит к повышению прочности при растяжении и твердости на 30.0 и 5.4 % соответственно. Модификация чистого полиуретана облучением при оптимальной дозе (100 кГр) способствует увеличению прочности при растяжении на 27.1 % и твердости на 4.6 %.
Н.С. Косарев1,2, А.А. Колесников1,2, А.В. Резник1, Н.А. Немова1, Д.С. Ожигин3 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия nemova-nataly@mail.ru 2Сибирский государственный университет геосистем и технологий, Новосибирск, Россия 3Карагандинский технический университет им. Абылкаса Сагинова, Караганда, Казахстан
Ключевые слова: Техногенно нарушенные земли, горные работы, пространственные данные, беспилотная авиационная система, лазерное сканирование, геоинформационные системы
Страницы: 190-197
Предложен порядок получения и интерпретации различными средствами и методами геопространственных данных при ведении горных работ, повышающих точность оценки техногенно нарушенных земель. Разработанный подход базируется на принципе поэтапного перехода от территорий технологических объектов к их отдельным участкам. Показаны примеры интеграции данных спутниковой съемки местности, наземного лазерного сканирования и съемки с беспилотных авиационных систем в цифровые модели местности. Отмечено, что рациональное сочетание различных методов получения и интерпретации геопространственных данных позволяет формировать высокоточную геоинформационную основу цифровых двойников различных объектов, связанных с недропользованием.
Изучена ландшафтная структура сложенного известняками экваториального хребта Меркеле, на котором расположена высочайшая вершина Молуккских островов - гора Бинайя. В результате выделен спектр ландшафтных таксонов, несвойственный горам внетропических широт. Основными факторами, определившими современную ландшафтную структуру хребта, стало формирование коралловыми полипами известняка, поднятого впоследствии тектоническими движениями до 3 тыс. м выше уровня Мирового океана, а также гипсометрический фактор и влажный экваториальный климат. Показано влияние рельефно-субстратной основы на дифференциацию компонентов ландшафтной среды. Выделено семь таксонов ландшафтов, представляющих ландшафтный каркас хр. Меркеле. Анализ пространственного распределения типов почв и растительных формаций позволил выделить среди них 15 более мелких ландшафтных таксонов. Их дифференциация на разных высотных уровнях вызвана снижением температур и изменением увлажнения при увеличении высоты. При этом таксономический состав растительности становится более простым. В ней появляются представители флоры более высоких широт. В нижнем поясе хребта большое влияние на геосистемы оказал антропогенный фактор. В результате вырубки низкогорных дождевых лесов на пологих и умеренно крутых склонах, на их шлейфах ниже изогипсы 300 м сформировались ландшафтные таксоны с преобладанием растительных сообществ культурных растений, а также лишенные естественной растительности и почвенного покрова. Таксоны ландшафтов выше изогипсы 300 м в основном сохранили природный облик.
"К.А. Финников1, Т.В. Пономарева1,2, Е.И. Пономарев1,2, К.Ю. Литвинцев3"
"1Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия kfinnikov@sfu-kras.ru 2Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия bashkova_t@mail.ru 3Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия sttupick@yandex.ru"
Ключевые слова: перенос влаги, перенос тепла, почва, криолитозона
Страницы: 1215-1222
Проведено численное моделирование процессов переноса тепла и влаги, а также фазового перехода лед - вода в сезонно-талом слое почвы. Проанализировано влияние последствий природного пожара на температуру почвы и глубину протаивания в зависимости от влагоудерживающих свойств почвы в условиях криолитозоны Сибири. Результаты расчетов демонстрируют существенное увеличение глубины протаивания в результате выгорания верхнего органического горизонта. Количественные показатели воздействия природных пожаров существенно зависят от влагоудерживающих свойств верхних органических горизонтов почвы.
М.Г. Сергеев1,2, М.Н. Ким-Кашменская1, В.В. Молодцов1, О.В. Ефремова1, К.В. Попова1, Н.С. Соколова1 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия mgs@fen.nsu.ru 2Институт систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: степи, лесостепи, Алтае-Саянская горная система, биоразнообразие, прямокрылые насекомые, популяция
Страницы: 129-135
Обсуждаются проблемы оценки статуса редких видов саранчовых и их популяций на юге азиатской России и на сопредельных территориях. На примере степей и лесостепей юго-востока Западно-Сибирской равнины показана возможность сравнительного анализа карт точек нахождения видов в разные периоды исследований для выявления изменений в распространении популяций. Для двух модельных видов, а именно обитателя равнинных степей пестрой копьеноски (Aeropedellus baliolus) и эндемика западной части Алтае-Саянской горной системы травянки Невского (Stenobothrus newskii), в целом характеризующихся весьма стабильным распределением, продемонстрированы возможности и ограничения эколого-географического моделирования распространения. Оценены возможные результаты использования различных наборов переменных. Показано, что использование расширенных наборов переменных (в том числе данных по абсолютным высотам, типу растительности) оказывается оправданным для эндемиков горных систем. Подчеркивается, что картирование ареалов, в первую очередь в разные временны́е периоды, в сочетании с одним или несколькими подходами к эколого-географическому моделированию дает возможность выявления участков вероятного существования популяций редких видов, что крайне актуально для территорий, плотность покрытия которых точками сбора мала. Использование же наборов биоклиматических переменных, рассчитанных в соответствии с разными долговременными прогнозами климатических трансформаций, позволяет оценить с тем или иным приближением вероятные тенденции изменений распространения видов.
"В.Н. Паймушин1,2, В.М. Шишкин3"
"1Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, Казань, Россия vpajmushin@mail.ru 2Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия 3Вятский государственный университет, Киров, Россия tism1@rambler.ru"
Ключевые слова: колебания, стержень-полоса, закрепленный участок конечной длины, сдвиговая модель Тимошенко, поперечное обжатие
Страницы: 181-197
Решается задача о вынужденных изгибных колебаниях стержня-полосы с двумя консолями и закрепленным участком конечной длины на одной из лицевых поверхностей. Для описания процессов деформирования консолей используется модель Тимошенко без учета поперечного обжатия, закрепленного участка - такая же модель деформирования с учетом поперечного обжатия, модифицированная за счет учета наличия неподвижного закрепленного участка. Сформулированы условия кинематического сопряжения консолей и закрепленного участка. На основе вариационного принципа Гамильтона - Остроградского сформулированы уравнения движения и граничные условия, а также силовые условия сопряжения участков стержня. Получены точные аналитические решения уравнений движения при воздействии гармонической поперечной силы на конце одной из консолей стержня. Проведены численные эксперименты, в которых исследовалось прохождение резонансных колебаний через закрепленный участок конечной длины в стержнях, выполненных из дюралюминия и волокнистого композита, с учетом и без учета поперечного обжатия закрепленного участка. Обнаружено значительное увеличение амплитуды колебаний конца ненагруженной консоли дюралюминиевого стержня за счет поперечного обжатия закрепленного участка. Для композитного стержня амплитуда колебаний увеличилась незначительно
Исследованы структурные и коллоидные свойства собирателя - солянокислого амина, обработанного ультразвуком, при сильвиновой флотации. На основании вязкостно-температурных зависимостей рассчитана свободная энергия Гиббса вязкого течения раствора солянокислого амина, необработанного и обработанного ультразвуком. Установлено, что амины, обработанные ультразвуком и добавленные в насыщенные водные растворы солей, более устойчивы к коагуляции. Исходя из результатов синхронного термического анализа, ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа, сделано заключение, что УЗ-обработка солянокислого амина незначительно увеличивает степень кристалличности амина. Результаты работы расширяют представление о влиянии ультразвуковой обработки на изменения структурных и коллоидных свойств собирателя, которые важны при оптимизации процессов флотации, а также для эффективности и устойчивости флотационного производства хлорида калия.
П. Дрыгась1, Н. Рылько2 1Институт математики Университета г. Жешув, Жешув, Польша pdrygas@ur.edu.pl 2Краковский технологический университет, Краков, Польша natalia.rylko@pk.edu.pl
Ключевые слова: плоские упругие поля, волокнистые композиты, комплексные потенциалы, двоякопериодические массивы круговых включений, аналитические формулы
Страницы: 198-213
Решается плоская задача теории упругости при наличии в плоскости квадратного массива из N непересекающихся круговых включений. Влияние мягких включений изучается с использованием асимптотического анализа. Случай N = 1 соответствует регулярному квадратному массиву дисков радиусом r, вложенному в упругую матрицу. Решение этой задачи получено В. Я. Натанзоном и Л. А. Фильштинским на основе численного решения бесконечной системы линейных алгебраических уравнений для коэффициентов ряда Тейлора комплексных потенциалов Колосова - Мусхелишвили методом усечения. Для записи коэффициентов ряда в символьном виде до членов порядка O(r2s) при фиксированном значении s используется метод функциональных уравнений. Получены приближенные аналитические формулы для локальных упругих полей
Современные научные исследования в области геоэкологии, урбоэкологии и градостроительства сосредоточены на вопросах геоэкологической оценки и управления устойчивым развитием городскими системами (урбогеосистемами). В статье освещены как традиционные методы геоэкологической оценки, включающие оценку экологических рисков, сравнение по показателям ПДК и ПДУ, так и современные, такие как методы дистанционного зондирования Земли (анализ спутниковых снимков) и моделирование - мультифрактальный анализ урбогеосистем. Помимо этого используются данные государственной статистики и экологического мониторинга города и собственных полевых исследований. Установлено, что для решения задач городского планирования и управления территориями на основе принципов устойчивого развития требуется такая система геоэкологической оценки, которая отражала бы степень развитости структуры урбогеосистем, в том числе отклонение развития урбогеосистемы от оптимума в условиях многокомпонентности антропогенных нагрузок и рисков нарушения устойчивого функционирования урбогеосистемы. На основе фрактального моделирования воздействия антропогенных факторов произведен расчет данных относительно дефицита или же избыточности их воздействия. Преимущество территориального планирования и предложение мероприятий по устойчивому развитию г. Видное на основе фрактального анализа состоит в обосновании оптимальной степени застройки и развития транспортной сети; в снижении риска хаотического разрастания города и проблем (в первую очередь, перегруженности автодорог и загрязнения компонентов среды); в достижении минимального уровня пространственной фрагментации городской среды.
С.В. БОРЗЕНКО, И.А. ФЁДОРОВ, И.А. КОМОГОРЦЕВА
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия svb_64@mail.ru
Ключевые слова: цикл серы, сульфатные озера, сульфатредукция, окисление сульфидов, изотопы серы
Страницы: 233-247
Исследованы биогеохимические превращения серы в соленых озерах юго-востока Забайкалья. Количественные измерения показали, что в воде и донных осадках большинства исследуемых озер присутствует сероводород. Помимо сероводорода было установлено наличие в водной толще сульфатной, тиосульфатной и элементной серы, а в донных илах – сульфатной и элементной. Определено, что элементная сера в озерах присутствует преимущественно в форме взвеси и коллоидов, а также в виде полисульфидной серы, количество которой увеличивается с ростом рН воды. По изотопным соотношениям серы в сульфат-, гидросульфид-ионах и элементной серы сделан вывод, что в рассматриваемых природных системах сера контролируется биологическими и геохимическими процессами. Одним из процессов, контролирующих поведение сульфат-ионов в озерах, является сульфатредукция, которая приводит к обогащению сульфатной серы и обеднению серы сероводорода изотопом 34S. Показано, что в озерах окисление восстановленной серы протекает как при участии кислорода, железа и марганца, так и различных бактерий. Наличие дополнительного источника серы и/или отсутствие процесса сульфатредукции приводит к накоплению 32S в сульфат-ионах. Обнаружено, что потери сульфат-ионов за счет их бактериального восстановления в донных осадках наиболее весомые в хлоридных и содовых озерах I и III подтипов. В сульфатных и содовых озерах II подтипа отмечен прирост сульфат-ионов.
"В.В. Лукин1,2, А.Н. Марков3,4"
"1Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия lukin@aari.ru 2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 3Китайский университет наук о Земле, Пекин, Китай am100@inbox.ru 4Цзилиньский университет, Центр полярных исследований, Чанчунь, Китай"
Ключевые слова: Гондвана, палеотектоника, рифтогенез, геотермальные потоки, вертикальная стратификация вод, происхождение водного тела и донных отложений
Страницы: 153-164
Рассмотрена краткая история последнего крупного географического открытия ХХ века - обнаружение подледникового оз. Восток в Антарктиде. Анализируется вклад отечественных и британских исследователей в это знаковое событие. Оценены научное значение и необходимость изучения неизвестного гидрологического объекта, расположенного под толщей ледника более 3700 м, среды обитания микробного разнообразия в условиях хемосинтеза, а также отработки научных и инженерных технологий для космических проектов по поиску жизни. Указано, что антарктическое сообщество одобрило отечественную всестороннюю оценку воздействия на окружающую среду проекта по вскрытию ледника над оз. Восток. Проведено определение роли подледниковых озер в гидрологии Антарктиды и рассмотрены гипотезы их происхождения: возможность таяния ледника на его нижней поверхности и тектоническое образование озерных котловин и воды в них до оледенения шестого континента. По результатам палеотектонических исследований в Антарктиде, Индии и с учетом анализа размеров и характера рельефа котловины оз. Восток, сделан вывод о его рифтогенном происхождении. Этот геологический процесс характерен для периода раскола суперконтинента Гондвана, начавшегося 130-140 млн лет назад. Такие обстоятельства свидетельствуют о большой вероятности возникновения водного тела оз. Восток до периода дрейфа Антарктиды в высокие широты южного полушария. Сделан вывод о происхождении оз. Восток задолго до начала оледенения Антарктиды 35-40 млн лет назад и, соответственно, о возрасте толщи вод и донных отложений оз. Восток - намного более древнем, чем возраст ледника, расположенного над ним. Полученные результаты указывают на более значимую перспективность научного изучения этого озера, чем поиск самого древнего льда на Земле с максимально предполагаемым возрастом лишь до 1,5 млн лет.
А.Ю. Ларичкин, Д.В. Тихвинский, Д.В. Паршин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия larichking@gmail.com
Ключевые слова: снег, скольжение лыжи, трение, эксперимент
Страницы: 181-190
Представлен краткий обзор экспериментальных подходов к исследованию трибологии скольжения различных тел по снегу или льду, а также предложены схема, цифровой двойник и вариант трибологической установки. В результате моделирования вращения бака со снегом с целевой скоростью получено распределение деформации конструкции бака, а при тестировании движения образца лыжи по ровной снежной поверхности определена работа силы трения за цикл скольжения. Предложенная установка позволит оценивать эффективность скольжения по снегу при заданных температуре, структуре снега, влажности, а также шероховатости скользящей по снегу поверхности лыжи
Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния многократного циклического нагружения давлением на ресурс и сорбционные характеристики композитного сорбента, гранулы которого состоят из селективно проницаемых по отношению к гелию микросфер, в качестве наполнителя и псевдобемита, в качестве пористого связующего. Для проведения исследования был спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд, позволяющий моделировать различные режимы работы газоразделительных установок в диапазоне рабочих давлений до 10 МПа. Для гранулированного композитного сорбента выполнены циклические испытания посредством нагружения давлением с контрольными измерениями сорбционной способности сорбента по отношению к гелию. Установлено, что в условиях циклического нагружения в пределах от 1000 циклов и более при давлениях до 10 МПа композитный сорбент сохраняет свою целостность и сорбционные характеристики.
"В.И. Квашнин1,2, А.Н. Новоселов1, М.А. Леган1,2, М.А. Есиков1,2, А.И. Гаврилов3, А.В. Ухина3"
"1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия 3Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия"
Ключевые слова: композиционные материалы, алюминий, интерметаллиды, металлическое стекло, электроискровое спекание, механическая активация
Страницы: 141-150
Описывается получение композиционных материалов с алюминиевой матрицей, содержащих частицы металлического стекла состава Fe66Cr10Nb5B19, путем последовательного применения механической активации исходных порошков в планетарной мельнице и электроискрового спекания. В ходе спекания при 540 °C происходит полное или частичное превращение частиц металлического стекла в интерметаллидное соединение Fe4Al13. Композиционные материалы, спеченные из смеси Al + 20 (об.) % Fe66Cr10Nb5B19, характеризуются анизотропией механических свойств: предел текучести при сжатии, микротвердость и деформация при разрушении в направлении прессования при спекании составляют 550 МПа, 200 HV и 14.2 % соответственно, в то время как в направлении, перпендикулярном направлению прессования, данные характеристики составляют 740 МПа, 250 HV и 2.2 %.
А.А. Лавриненко, П.А. Сыса
"Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия lavrin_a@mail.ru"
Ключевые слова: Магнитный гидроциклон, шламы, магнетит, обогащение железорудного сырья, магнитная индукция, содержание железа, извлечение железа
Страницы: 163-169
Обосновано применение метода магнитного гидроциклонирования для извлечения из тонкодисперсной магнитной суспензии шламистых частиц с низкой магнитной восприимчивостью. Показано эффективное использование лабораторного магнитного гидроциклона с обычной электромагнитной системой из медных проводов на конической его части без применения сверхпроводящих материалов для частиц магнетита крупностью - 20 мкм. Результаты исследования свидетельствуют о возможности выделения гематита и других слабомагнитных минералов магнитным гидроциклонированием в поле с необходимой индукцией 2 - 10 Тл, создаваемой сверхпроводящей магнитной системой в условиях соответствующего охлаждения при температуре жидкого азота, что сводит к минимуму эксплуатационные энергетические затраты магнитной сепарации. Применение сверхпроводящей магнитной системы с высокотемпературными материалами, установленной на конической части гидроциклона, позволит эффективно извлекать слабомагнитные частицы, например красных шламов крупностью - 10 мкм.
Представлена методология экспериментального исследования мощного тепловыделения в микроразмерном зонде, погруженном в двухкомпонентный раствор, имеющий нижнюю критическую температуру растворения. Для раствора вода - ППГ-425 приведены экспериментальные данные о перегреве относительно спинодали жидкость - жидкость и тепловом воздействии на устойчивость системы. Для раствора с околокритической массовой долей ППГ-425 30 % установлено, что, несмотря на большую плотность теплового потока через поверхность нагревателя (9,2 ÷ 13,7 МВт/м2), его температура стабилизируется при некотором значении, превышающем температуру равновесия системы жидкость - жидкость приблизительно на 150 К. Показано, что процесс теплообмена устойчив к изменению параметров нагрева: характер переноса теплоты раствором не изменился. Установлено, что коэффициент теплоотдачи в несколько раз больше соответствующего значения, полученного для воды
"Т.И. Трошина1,2"
"1Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, Архангельск, Россия tatr-arh@mail.ru 2Северный государственный медицинский университет, Архангельск, Россия"
Ключевые слова: экологическая безопасность, европейский север России, лесопромышленность, рыбные и зверобойные промыслы, рациональное природопользование, концессионные соглашения
Страницы: 175-184
Исследован опыт применения природоохранной риторики в политическом и экономическом дискурсе 1920-х гг., когда Советская Россия была вынуждена прибегнуть к передаче национальных сырьевых ресурсов в концессию иностранным предпринимателям. В частности, иностранцы получили право эксплуатации северных лесов, промысла рыбы и морского зверя в Северном Ледовитом океане. Источниками для исследования послужили разноплановые исторические материалы - как опубликованные, так и различная деловая переписка советских политических и хозяйственных органов. Анализ всей совокупности источников позволяет реконструировать одну из ранних страниц отечественной экологической науки на примере защиты природных богатств страны, что первоначально являлось ответами на различные вызовы эпохи. Так, выявлено, что до революции 1917 г. вопросы природоохраны имели влияние на политические решения и на настроения общества как одна из форм борьбы с экономическими конкурентами из-за рубежа. В 1920-е гг. доводы защиты природных ресурсов стали широко использоваться властями северных губерний европейской России, стремившимися сохранить традиционные промыслы за местным населением. Позднее, с целью закрытия иностранных концессий, которые оказались не способными достигнуть ожидаемых от них результатов, вопросы неэффективного и даже хищнического использования природных ресурсов стали подниматься центральной властью. Для обоснования этих претензий привлекались специалисты в различных областях науки и практики использования природных ресурсов, и это дало толчок для развития экологической науки. Кроме того, деятельность концессионеров подвергалась советскими хозяйственниками конструктивной критике, что позволило определить пути, по которым впоследствии национальная сырьевая экономика стала развиваться самостоятельно.
Д.А. СОКОЛОВ1, С.А. КУЙДИНА1, Т.Г. ПЧЕЛЬНИКОВА2, Н.А. СОКОЛОВА1, С.В. МОРОЗОВ2 1Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия sokolovdenis@issa-siberia.ru 2Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск, Россия a_tanja@nioch.nsc.ru
Ключевые слова: источники ПАУ, черный углерод, органические загрязнители, эквивалент токсичности по бенз(а)пирену, черноземы
Страницы: 533-544
Территории, прилегающие к предприятиям открытой разработки угольных месторождений, подвергаются различному антропогенному воздействию, одним из проявлений которого является пылевое загрязнение. Для выявления степени техногенного воздействия оценены показатели, характеризующие содержание и состав 19 приоритетных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в черноземных почвах, прилегающих к технологической автодороге Горловского антрацитового месторождения (Новосибирская обл.). Показано, что суммарные концентрации ПАУ максимальны (>1000 нг/г) на удалении 100 м от источника, а значения, превышающие фоновые, фиксируются на расстоянии 1000 м. Установлено, что влияние направления господствующих ветров и наличие защитной лесополосы сказываются на общем содержании ПАУ в почвах и практически не влияют на их групповой состав на расстоянии 2000 м от дороги. В то же время индивидуальный состав ПАУ почв изменяется по мере удаления от источника загрязнения. Для почв территорий, прилегающих к технологической автодороге, оценены и сопоставлены с действующими нормативами Российской Федерации (СанПиН) содержание бенз(а)пирена и сумма ПАУ в пересчете на эквиваленты токсичности по бенз(а)пирену. Статистическая обработка результатов исследования, проведенная с использованием метода главных компонент, показала, что для идентификации поступления в почвы черного углерода в виде пыли антрацитовых углей наиболее репрезентативным является соотношение полиаренов PHE/(PHE + CHR), где PHE - фенантрен, CHR - хризен. Однако порог техногенной нагрузки (<0.8), установленный ранее для объектов, где антрацит является основным источником ПАУ, в случае черноземных почв требует уточнения.
"В.Е. Мессерле1,2, А.Б. Устименко1,2"
"1Институт проблем горения, Алматы, Казахстан ust@physics.kz 2Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан"
Ключевые слова: плазмохимичеcкий реактор, углеводородный газ, пиролиз, водород, технический углерод
Страницы: 587-597
Представлены результаты термодинамических расчетов и экспериментальных исследований пиролиза углеводородного газа при атмосферном давлении в совмещенном плазмохимическом реакторе с получением водорода и технического углерода (сажи), содержащего наноуглеродные структуры. Технология плазменного пиролиза заключается в нагреве углеводородного газа в электродуговом совмещенном реакторе до температуры, обеспечивающей его диссоциацию на водород и технический углерод в едином технологическом процессе.
К. ЖАНГ1, В. СЮЙ1, В. И. ЕВСЕЕНКО2, Е. С. МЕТЕЛЕВА2, Т. Г. ТОЛСТИКОВА3, М. В. ХВОСТОВ3, Н. Э. ПОЛЯКОВ2,4, О. Ю. СЕЛЮТИНА2,4, А. В. ДУШКИН1,2,5, Н. З. ЛЯХОВ2, В. СУ1 1Чжедзянский Технологический Университет, Инновационный центр “зеленой фармацевтики” региона Дельты реки Янцзы, Ханчжоу, Китай 2457896067@qq.com 2Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия evseenko@solid.nsc.ru 3Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск, Россия tolstiktg@nioch.nsc.ru 4Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск, Россия polyakov@kinetics.nsc.ru 5Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences dushkin@solid.nsc.ru
Ключевые слова: системы доставки лекарств, механохимия, биодоступность, растворимость, кишечная абсорбция, фармацевтические твердые дисперсии
Страницы: 718-740
Физико-химические и фармакологические свойства механохимически синтезированных супрамолекулярных систем/комплексов типа “гость - хозяин” изучались в рамках исследований институтов Сибирского отделения Российской академии наук в сотрудничестве с китайским Чжэцзянским технологическим университетом. “Гость” - это молекула лекарственного вещества, а “хозяин” - частица-носитель - макромолекула полисахарида, мицелла сапонинов, частица диоксида кремния и т. д. Усиление фармакологического действия таких структур достигается за счет повышения растворимости в воде и проницаемости молекул лекарственных средств через биологические мембраны. Наиболее эффективными “хозяевами” среди изученных переносчиков выступают растительные метаболиты - глицирризиновая кислота и ее соли, а также полисахарид арабиногалактан из древесины лиственницы сибирской. Для получения водорастворимых супрамолекулярных систем из твердых дисперсий компонентов была разработана оригинальная твердофазная механохимическая технология. В этом случае супрамолекулярные системы образуются в процессе твердофазного синтеза или путем растворения полученных дисперсий в водных средах. В результате исследований большого количества широко используемых лекарственных веществ различных фармакологических классов было показано, что включение их молекул в супрамолекулярные системы позволяет значительно повысить биодоступность, эффективность и безопасность их действия и значительно (в 2-150 раз) снизить эффективную терапевтическую дозу, а также уменьшает (вплоть до полного исчезновения в некоторых случаях) вредные побочные эффекты. В настоящей работе приведен краткий обзор исследований, выполненных в основном за последние 10 лет.
Ю.Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия trifonov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вязкое течение, гофрированные и волнистые стенки, устойчивость, ламинарно-турбулентный переход
Страницы: 192-207
Рассмотрено вязкое течение жидкости между двумя волнистыми горизонтальными поверхностями, не ограниченными в продольном и поперечном направлениях. С использованием полных уравнений Навье - Стокса исследована линейная устойчивость такого течения относительно различных трехмерных возмущений. Изучены два типа волнистости стенок: продольное и поперечное периодическое гофрирование. На первом этапе находится основное решение и проводится линеаризация исходных уравнений в окрестности этого решения. На втором этапе решается обобщенная задача определения собственных значений и анализируется весь возможный спектр возмущений. Варьируемыми параметрами являются число Рейнольдса, амплитуда, период и форма гофрирования. Возмущения полей скорости и давления в общем случае характеризуются двумя волновыми числами, которые являются дополнительными параметрами. Исследовано влияние параметров и формы волнистости стенок на область, в которой начинается ламинарно-турбулентный переход
"Е.Е. Тимошок1, И.И. Гуреева2"
"1Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск, Россия timoshokee@mail.ru 2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия gureyeva@yandex.ru"
Ключевые слова: В.В. Сапожников, экспедиции, Алтай, Джунгарский Алатау, Тарбагатай, Тянь-Шань
Страницы: 179-186
Кратко рассмотрены жизненный путь и научное наследие выдающегося российского ученого, ботанико-географа, естествоиспытателя, исследователя природы Сибири и Центральной Азии, организатора науки и образования профессора Томского государственного университета Василия Васильевича Сапожникова. Рассмотрен вклад ученого в географическую науку: кратко описаны его экспедиции на Русский (1895, 1897, 1898, 1899, 1905, 1911, 1920, 1921 гг.) и Монгольский (1905, 1906, 1908, 1909 гг.) Алтай, в Семиречье (нынешние Казахстан и Киргизия) (1902, 1904, 1912, 1913, 1914 гг.), Турецкую Армению (теперь территория Турции) (1916 г.). Отмечено, что в экспедициях В.В. Сапожникова собраны обширные ботанические, зоологические и минералогические коллекции, проведены инструментальные измерения высот на всех маршрутах, изучены современное и древнее оледенение Алтая, открыты новые, измерены и закартированы уже известные ледники всех исследованных горных стран, сделаны метеорологические наблюдения. Научное наследие ученого позволяет судить об изменениях климата и растительности, отступании ледников и скорости их таяния, описывать новые для науки виды растений по прошествии 100 и более лет.
Е. В. ФОМЕНКО, Г. В. АКИМОЧКИНА, А. Г. АНШИЦ
Красноярский научный центр СО РАН, Институт химии и химической технологии СО РАН, Красноярск, Россия fom@icct.ru
Ключевые слова: дисперсные частицы, микросферы, РМ10, СЭМ-ЭДС, летучая зола, бурый уголь, минеральные компоненты
Страницы: 883-891
Методом сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (СЭМ-ЭДС) проведено систематическое исследование составов индивидуальных частиц размером менее 10 мкм (РМ10) дисперсной фракции золы-уноса от пылевидного сжигания бурого угля Канско-Ачинского бассейна. Установлено, что микросферы и частицы несферической формы, принадлежащие по размеру к классу экологически опасных взвешенных частиц РМ10, в зависимости от содержания СаО, SiO2, Al2O3 и Fe2O3 образуют несколько групп, в формировании которых участвуют различные минеральные прекурсоры. Значительная часть дисперсных частиц (64 %) характеризуется высоким содержанием СаО в интервале 40-68 мас. %, около 1/3 частиц - повышенным содержанием алюмосиликатных компонентов (SiO2 и Al2O3) до 82 и 40 мас. % соответственно, ~3 % частиц с высоким содержанием железа (Fe2O3) в диапазоне 34-65 мас. %. Сравнительный анализ взаимосвязи концентраций макрокомпонентов в виде зависимостей [SiO2] = f[Al2O3] и [SiO2 + Al2O3] = f[CaO + Fe2O3 + MgO] позволил выявить основные минеральные компоненты - прекурсоры экологически опасных взвешенных частиц PM10, образующихся при сжигании бурых углей. Такими прекурсорами являются комплексные Ca,Mg,Fe-гуматы, полевые шпаты, в большей степени анортит, слюдоподобные минералы хлоритового типа и кварц. При горении бурого угля полевые шпаты и слюды плавятся с образованием стеклофазы. Органически связанные Ca, Mg и Fe после окисления гуматов переходят в высокореакционные оксиды, которые легко реагируют друг с другом и SiO2, включаются в алюмосиликатное стекло с образованием комплексных соединений различного состава: силикатов, алюмосиликатов, алюмоферритов.
Обобщены особенности структурно-динамического развития административных центров азиатской части России в зоне транссибирского коридора, представлена пространственно-временная характеристика внешних связей в формате «города-побратимы». По территориальному охвату это шесть регионов Западной Сибири (Тюменская, Омская, Новосибирская, Томская, Кемеровская области и Алтайский край) и пять Восточной Сибири (Красноярский край, Республика Хакасия, Иркутская область, Республика Бурятия, Забайкальский край). Выявлены ряд изменений в хозяйственном комплексе регионов ТСК через степень индустриализации, строительной индустрии, а также включенности «мягкой» дипломатии» (развитие побратимских отношений) как части внешнеэкономической деятельности в условиях отечественного вектора «разворота на восток». Доказательно представлено, что производственный потенциал двух восточных субъектов (Красноярский край, Иркутская область) превышает четверть от суммарного транссибирского коридора, максимальная положительная динамика показателя степени индустриализации наблюдается также в восточносибирской части изучаемого субширотного транссибирского коридора. На основе анализа структуры обрабатывающих производств по видам экономической деятельности в регионах транссибирского коридора выявлено, что лидируют металлургическое производство и производство готовых металлических изделий (кроме машин и оборудования), а также производство пищевых продуктов и производство напитков. Оценено разнонаправленное влияние уровня развития и размещения стройиндустрии на демографические процессы. Подтверждено, что развитый жилищно-строительный сектор усиливает сконцентрированность населения в крупных административных центрах. Одновременно отмечается, что заметно снижается на территории транссибирского коридора в последние годы доля в объеме ввода жилья в ряде административных центров относительно общерегионального объема (Новосибирская, Томская области, Красноярский край и др.) из-за усиливающихся процессов субурбанизации (столица проигрывает пригороду в доступности квадратного метра жилья). Обращаем внимание, что одиннадцать исследуемых регионов транссибирского коридора уравнивает в настоящее время такой важный финансовый показатель, как среднедушевой денежный доход населения, который ниже среднероссийского. Исследование проводилось с использованием статистического и сравнительно-географического методов; за единицы статистического наблюдения взяты субъекты РФ, административные центры регионов.
Рассмотрены реагентные режимы обратной флотации нефелина из хвостов обогащения лопаритовых руд: смесь талловых масел, гидроксамовые кислоты в сочетании с дистиллированным талловым маслом; смесь талловых масел с добавкой полиалкилбензолсульфокислоты или аминосодержащих собирателей. При использовании оптимальных реагентных режимов получен нефелиновый концентрат с содержанием Al2O3 27.18 - 27.57 %. При добавке к талловым маслам полиалкилбензосульфокислоты активность собирательной смеси уменьшилась, приведя к снижению качества получаемого концентрата до 26.33 % Al2O3. Рассмотрено два способа доводки флотационных концентратов до кондиционного качества. Использование магнитной сепарации позволило получить нефелиновый концентрат с Al2O3 28.0 - 28.3 % при извлечении 72 - 76 % от исходного продукта. Методом прямой катионной флотации с применением реагента Flotigam-2835 в кислой среде с рН 4.5, создаваемой кремнефтористым натрием, получен нефелиновый концентрат с 29.63 % Al2O3 при извлечении 65.9 % от исходного продукта.
Исследована депрессия талька при его мономинеральной флотации с применением анионоактивных полимерных реагентов: карбоксиметилированного крахмала (КМК) и целлюлозы (КМЦ), сульфонатов, а также соединения с многозарядными катионами металлов. Полистиролсульфонат натрия с молекулярной массой 106 кг/кмоль по эффективности депрессии талька сильнее сульфонатов с меньшей молекулярной массой, но уступает КМЦ и КМК. Катионы Mg и Al при концентрации 2.5 мг/л повышают эффективность депрессии талька с применением полистиролсульфоната натрия на ~ 4 %. Дальнейшее увеличение концентрации катионов металлов снижает эффективность депрессии талька. Добавление полистиролсульфоната натрия с концентрацией до 250 мг/л изменяет электрокинетический потенциал талька с - 20 до - 32 мВ. По сравнению с КМК и КМЦ полимерные сульфонаты обладают меньшим адсорбционным сродством к тальку. Предложено два варианта механизма взаимодействия полимерных сульфонатов с базальной поверхностью талька: в отсутствии многозарядных катионов металлов и при предварительном добавлении указанных катионов.
М.А. Засимова, А.Д. Красикова, Н.Г. Иванов
"Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия ma@spbstu.ru"
Ключевые слова: турбулентная струя, автоколебания, управляющая струя, нестационарные уравнения Рейнольдса, метод моделирования крупных вихрей
Страницы: 771-785
Представлены результаты численного моделирования распространения круглой турбулентной струи в стесненных условиях: струя при Re = 5,4·104 подается в прямоугольную полость с отношением высоты к ширине 0,16. В URANS- и LES-расчетах воспроизведен регистрировавшийся ранее в экспериментах, проведенных Лаусоном, Аррудой и Давидсоном в 2005 году, автоколебательный режим распространения струи. Показана существенная перестройка структуры течения и поля давления при подаче со стороны узкой боковой стенки управляющей струи, что дает возможность управления автоколебаниями вплоть до полного их подавления. Для трех различных положений отверстия для подачи управляющей струи построена карта режимов в зависимости от соотношения импульсов управляющей и основной струй. Расчетные данные дают количественную оценку возможностей управления струйным потоком за счет впрыска низкорасходной управляющей струи в область распространения основной струи перпендикулярно оси последней.
Методом лазерной вспышки измерены температуропроводность и теплопроводность эрбия в твердом состоянии в интервале температур 295 - 1475 K. Получены аппроксимационные уравнения и таблица справочных значений для температурной зависимости коэффициентов переноса тепла исследованного металла. Проведено сопоставление полученных результатов с известными литературными данными. Показано, что температурная зависимость теплопроводности эрбия в основном определяется электронным вкладом.
Мические свойства интерметаллического сплава Li2Ca в твердом и жидком состояниях Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения проведены измерения плотности и коэффициентов теплового расширения интерметаллического сплава Li2Ca в интервале температур 284 - 906 K твердого и жидкого состояний, также измерен скачок плотности интерметаллида Li2Ca при фазовом переходе твердое тело - жидкость. Данные по термическим свойствам сплава выше комнатной температуры получены, по-видимому, впервые. Представлена таблица рекомендуемых значений термических свойств сплава Li2Ca во всем интервале измерений и оценены их погрешности. Подтверждено, что расплав Li - Ca с содержанием кальция 33,33 ат. % является практически идеальным раствором.
Рассматривается рентгенографический эксперимент по взрывному обжатию сферических оболочек из карбида бора и свинца при одноточечном инициировании детонации на поверхности шарового слоя из взрывчатого вещества. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами численного моделирования по методике ЛЭГАК. Достигнуто удовлетворительное согласие в характере разрушения оболочек из карбида бора в расчете и эксперименте.
Показано, что в современных условиях развития хозяйства и необходимости обеспечения экологической безопасности требуется применение более совершенных механизмов оценки природных условий, особенно антропогенно нарушенных территорий. Обобщена информация, приведен краткий обзор исследований, раскрывающих понятие экологического аудита. Обоснована роль нормативно-правовой базы для проведения процедуры экоаудита как основного средства реализации государственной политики в области экологизации производства. Рассмотрена последовательность разработки и внедрения стандартов системы экологического менеджмента и аудирования, как в Российской Федерации, так и за рубежом. Предложен алгоритм проведения территориального экологического аудита, включающий пять этапов с учетом функционального зонирования на основе инструментария ландшафтного планирования, оценки конфликтности природопользования, связанного с природными и антропогенными рисками, внедрения современной системы ГИС на основе геоэкологического мониторинга. Указаны проблемы, возникающие при проведении территориального экологического аудита, обусловленные несовершенством нормативно-правовой базы, недостатком средств, дороговизной его проведения, отсутствием объективной оценки рисков и допустимой нагрузки на природную среду. Обращено внимание на необходимость совершенствования существующей системы управления природопользованием, повышения роли экологического образования населения, в том числе сотрудников предприятий, муниципальных органов управления. Разработана система оптимизации природопользования, включающая природную, геоэкологическую, социальную и экономическую подсистемы. На примере Калининградской области, расположенной на юго-восточном побережье Балтийского моря, сформулированы рекомендации по применению механизмов и инструментов экологического аудита для сбалансированного, рационального и более безопасного регионального природопользования.
Проведено теоретическое исследование влияния на напряженно-деформированное состояние в оболочковой форме (ОФ) величины угла охвата поверхности ОФ опорным наполнителем (ОН), при которой сферическая ОФ не будет разрушаться вследствие возникающих в ней температурных напряжений. Сформулирована задача оптимизации стойкости сферической ОФ в зависимости от угла охвата ее ОН при охлаждении в ней затвердевающей шарообразной отливки. Задача решалась с использованием уравнений линейной теории упругости, уравнения теплопроводности и численного метода. Приведены численная схема и разработанный алгоритм решения задачи. Показано, что трещиностойкость керамической ОФ определяется величиной нормальных напряжений. Проводится анализ полученных результатов стойкости керамической ОФ сферической геометрии с учетом зависимости модуля сдвига материала формы от температуры ОН
Выполнен анализ и дана оценка прогнозированию индуцированных взрывными работами сейсмических колебаний грунта на угольном разрезе в Индии. Применялись одно из эмпирических уравнений и искусственная нейронная сеть. Для разработки ИНС-модели собран массив данных, который использовался для оценки констант эмпирического уравнения. При расчете эффективности обеих моделей в качестве выходной зависимой величины выбрана пиковая скорость частиц. Оценка эффективности моделей прогнозирования выполнена по коэффициенту корреляции, широко применяемому статистическому критерию. По сравнению с эмпирическим уравнением, разработанная ИНС-модель продемонстрировала более точные результаты.
К.А. Мушанкова, Л.В. Степанова
Самарский национальный исследовательский университет им. С. П. Королева, Самара, Россия mushankova.ka@ssau.ru
Ключевые слова: анизотропная среда, кубическая симметрия упругих свойств, метод молекулярной динамики, атомистические напряжения
Страницы: 196-212
Представлен алгоритм развитого переопределенного метода построения асимптотики поля напряжений вблизи вершины нанотрещины в анизотропном линейно-упругом теле с кубической симметрией. Описано молекулярно-динамическое решение задачи о комбинированном нагружении (нормальный отрыв и поперечный сдвиг) нанопластины из монокристаллических меди и алюминия с центральным разрезом и построение на его основе асимптотического представления для компонент тензора напряжений. Вычислены атомистические напряжения в окрестности вершины трещины и определены коэффициенты ряда, представляющего собой поле напряжений, с помощью значений компонент тензора атомистических напряжений. Для исключения появления зоны нелинейно-упругого деформирования вблизи вершины трещины молекулярно-динамические расчеты выполнены при значении температуры, равном 10 К. Проведено сопоставление полей напряжений в атомистическом и аналитическом решениях. Показано, что значения напряжений на различных расстояниях от вершины нанодефекта хорошо согласуются с решениями задач макроскопической классической теории упругости анизотропных материалов и могут быть описаны с помощью ряда, обобщающего ряд Уильямса на случай анизотропных сред. В обобщенном на случай анизотропных материалов ряде учтены регулярные (неособые) слагаемые и определены коэффициенты ряда этих слагаемых. Показано, что разработанный алгоритм позволяет эффективно определять коэффициенты высших слагаемых ряда
Использование природных экологически чистых ресурсов в инженерных системах, в частности, солнечных энергетических технологий, способствует уменьшению энергозатрат, тем самым снижая себестоимость продукции и антропогенную нагрузку на окружающую среду. Изучены многолетние гидрометеорологические данные, которые обработаны методами математической статистики, определена достоверность взаимодействия и получены уравнения регрессии для прогноза природно-климатических условий побережья зал. Кара-Богаз-Гол в Каспийском море. Рассмотрены природные гелиоэнергетические ресурсные потенциалы побережья залива. С помощью инновационных методик ставится задача оценить тепловые ресурсные потенциалы солнечного излучения; рассмотреть солевые залежи залива в качестве тепловых аккумуляторов для разработки, внедрения и применения солнечных теплоэнергетических технологий; обосновать технико-экономическую целесообразность их использования в инженерных системах в заливе. Для разработки, создания и внедрения солнечных тепловых и электрических станций на исследуемой территории по инновационной методике с учетом природно-климатических условий и атмосферных явлений оценены валовые, технические, экономические и экологические возможности региона. Дана оценка солнечно-энергетическим потенциалам фотопреобразователя и теплового коллектора при оптимальном угле наклона на основании теоретических исследований и методических расчетов, с учетом продолжительности солнечного сияния; часового угла к наклонной и нормально ориентированной поверхности; движения солнечного склонения на наклонную поверхность и к горизонту; рассеяния излучения, альбедо, угловых параметров прихода и солнечного излучения; среднемесячной и годовой температуры наружного воздуха и работы солнечной установки; удельных энергетических параметров солнечной установки и др. Полученные научно-обоснованные и систематизированные результаты могут быть использованы при разработке проектно-сметной документации, составлении технико-экономического обоснования для создания различных гелиотехнологических комплексов в прикаспийском регионе, которые будут содействовать укреплению энергетической безопасности, устойчивому развитию энергосистем при использовании автономных технологических установок на основе солнечной энергии, росту производства природных химических элементов, снижению энергопотребления органического топлива и улучшению экологической обстановки в регионе зал. Кара-Богаз-Гол.
А.О. Кархов1,2, А.Е. Гореликова1,2, М.А. Воробьев1,2 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия akarxov@list.ru 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия gorelikova.a@gmail.com
Ключевые слова: наклонная труба, пузыри, коалесценция, поверхностно-активные вещества
Страницы: 175-183
Представлены результаты экспериментального исследования влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ) на распределения пузырьков газа по размерам в наклонной трубе. Измерения проводились в круглой трубе внутренним диаметром 32 мм при расходах газа 3,3, 5, 8 мл/мин и углах наклона трубы 30 ÷ 60°. Диаметры газовых пузырьков измерялись по теневым фотографиям пузырькового течения. Распределения пузырьков по размерам и значения среднего диаметра пузырьков были получены в зависимости от угла наклона трубы и расстояния от места ввода газовой фазы до точки измерения. Добавление ПАВ привело к уменьшению отрывного диаметра пузырей и существенному подавлению их коалесценции.
В статье приводятся результаты мультикритериального анализа, полученные на базе экспериментальных данных в процессе изучения основных свойств и характеристик термической конверсии альтернативных жидких топлив. В качестве базового углеводородного компонента использовался керосин. Биодобавки предстаавлены растительными маслами (рапсовое, талловое, рыжиковое, кулинарное отработанное) и метиловыми эфирами жирных кислот, полученными при переработке этих масел. Экспериментально определены характеристики горения топливных композиций: времена задержки зажигания, пороговые температуры инициирования горения, продолжительности выгорания, концентрации основных газовых выбросов. Выделены перспективные для использования топливные композиции с учетом основных энергетических и экологических индикаторов. Обоснованы возможности применения композиций с метиловыми эфирами жирных кислот для снижения удельных антропогенных выбросов в составе продуктов сгорания.
А. Смахат1, А. Манкур1, Э. Х. Бенсикаддур1, К. Бендин2 1Центр разработки спутников, Оран, Алжир aminesba13@hotmail.fr 2Лаборатория механики конструкций и твердого тела, Сиди-Бель-Аббес, Алжир kouider84@live.com
Ключевые слова: функционально-градиентный материал, ударная нагрузка, круглая пластина, деформация, низкая скорость, тепловая среда
Страницы: 231
Исследуется влияние низкоскоростной нагрузки и теплового воздействия на изготовленные из функционально-градиентного материала (ФГМ) круглые пластины, играющие важную роль в авиации и космонавтике. При изучении различных условий основное внимание уделяется радиальному смещению и поперечным деформациям в случае высоких, средних и низких температур. В частности, результаты исследования указывают на высокую вероятность повреждений в условиях больших температур, что подтверждает необходимость создания пластин из ФГМ с повышенной устойчивостью к ударным нагрузкам и термическим напряжениям в экстремальных условиях. Полученные результаты могут не только эффективно применяться в авиации и космонавтике, но и определять направления разработки устойчивых к различным воздействиям пластин из ФГМ
О.А. Гузеев, Е.А. Понамарева, Э.В. Борисенко
Институт физики горных процессов, Донецк, Россия oleg.coin@mail.ru
Ключевые слова: Модельная насыпь, отвальные породы, гранулометрический состав, термодеструкция, прогревание, источники тепловыделения, температурное поле
Страницы: 172-182
На территории Донбасса сформированы сотни углепородных отвалов, из которых не менее трети являются самонагревающимися. Применительно к обоснованию параметров системы температурного мониторинга самонагревающихся углепородных отвалов выполнены исследования динамики температурного поля прогреваемых модельных насыпей. Установлено, что насыпь неокисленных отвальных пород обладает более выраженными свойствами, присущими аккумулятору тепла, чем насыпь окисленных отвальных пород. Скорость изменения средней температуры и неравномерность температурного поля модельных насыпей, подверженных воздействию внутреннего и/или внешнего источников тепловыделения, определяются как гранулометрическим составом, так и термодеструкцией отвальных пород. Особенности температурной стратификации прогреваемых модельных насыпей обусловлены их генетической структурой и пространственным расположением источников тепловыделения. Полученные в ходе исследований результаты будут полезны для определения периода опроса отвальных термопрофилемеров, корректировки их позиции в приповерхностной зоне самонагревающихся отвалов, а также интерпретации данных температурного мониторинга таких техногенных образований.
С.М. Сайфанд1, Б. Джурин2, Д. Драгана3, А. Афрасиабиан4 1Ширазский университет, Шираз, Иран sivand57@yahoo.com 2Северный университет, Вараждин, Хорватия bojan@unin.hr 3Загребский университет, Вараждин, Вараждин, Хорватия ddogan@gfv.unizg.hr 4Грацский технический университет, Институт прикладных наук о Земле, Рехбауэрштрассе, Австрия ardalan_afrasiabian@yahoo.com
Ключевые слова: карст, водные ресурсы, карбонатные образования, подземные воды, потребность в пресной воде, карстовая гидрогеология
Страницы: 168-177
Исследованы трещиноватые закарстованные породы, покрывающие более 90 % территории хр. Загрос (Иран), что делает хорошо развитые карстовые водоносные горизонты основной гидрогеологической характеристикой хребта. Показано, что повышенный спрос на пресную воду привел к необходимости новых исследований карстовых вод в регионе Загрос. Выявлено, что наличие поверхностных и подземных карстовых особенностей и сильный сток из источников, питающих аллювиальный водоносный горизонт, делают иранский хр. Загрос уникальным гидрогеологическим регионом. Установлено, что первичная пористость известняка и интенсивная трещиноватость, вызванная тектонической активностью, облегчают поток грунтовых вод в карстовых областях. Сделан вывод, что изучение особенностей карстовой гидрогеологии в Загросе приведет к лучшему пониманию карстовых водоносных горизонтов в целом и поможет преодолеть проблему нехватки питьевой воды в регионе. Точные и полные данные о количестве скважин, источников и мест добычи, а также об объеме воды, добытой из этих резервуаров, необходимы для обеспечения защиты и сохранения этих ресурсов.
Настоящая статья посвящена актуальной проблеме загрязнения атмосферного воздуха в постиндустриальной фазе развития горнопромышленных районов. Разработаны методические подходы к гигиенической диагностике локального аэрозольного загрязнения атмосферы. В качестве объекта моделирования выступал Урской отвал барит-пиритовой сыпучки, образованный в 1930-х годах после извлечения золота цианированием в поселке Урск Кемеровской области. В качестве натурной модели отвала использованы отобранные из объекта в летний период пробы сульфидсодержащих отходов. На первом этапе проведен теоретический анализ представленной в литературе информации о физико-химических и токсических свойствах аэрозольных частиц субмикронного диапазона, создающих риски для среды обитания и здоровья населения в горнопромышленных районах. На этапе идентификации опасности научно обосновано применение метода натурного моделирования процессов атмосферной миграции целевых частиц и паров ртути из объекта размещения сульфидсодержащих отходов. На этапе моделирования, заключающегося в нагреве образцов отходов до температур 28.2±0.1, 33.0±0.1 и 50.0±0.3 °C, оценены тенденции изменения концентраций в воздухе аэрозольных частиц различного диапазона и их корреляционные связи. На конструктивном этапе определена вероятность накопления в воздушном бассейне частиц субмикронного диапазона и паров ртути, представляющих существенную опасность для среды обитания и здоровья населения. Полученные по результатам моделирования сведения предназначены для информационного обеспечения планирования и реализации мероприятий по мелиорации и оздоровлению окружающей среды.
С. П. ЯЦЕНКО, Н. А. САБИРЗЯНОВ
Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург 620219 (Россия)
Страницы: 121-127
Представлена технологическая схема комплексной переработки красных шламов (КШ), оценены ее экономическая эффективность и перспективные направления дальнейшего развития. Проведены анализ существующих способов утилизации КШ и сопоставление пиро- и гидрометаллургического подходов к решению этой проблемы. Обсуждается также ряд передовых технологий, которые потенциально могли бы быть использованы в самом процессе переработки КШ, а также внедрены на базе реализации комплексной схемы для расширения спектра товарных продуктов.
Экспериментально исследованы термические
флуктуации при переходе от пузырькового
к пленочному кипению воды на проволочном
нагревателе и флуктуации формы струи при
истечении перегретой жидкости из сосуда
высокого давления. Обнаружено, что при
кризисе теплоотдачи на проволочном
нагревателе и при интенсивном объемном
вскипании в струе перегретой жидкости
спектр мощности флуктуаций имеет
расходящуюся по закону 1/f
низкочастотную составляющую (фликкер-
шум). Данный эффект обусловлен
протеканием в системе неравновесных
фазовых переходов: кризиса теплоотдачи
при переходе от пузырькового к
пленочному кипению и кризиса потока при
вскипании струи перегретой жидкости.
Экспериментально смоделированы полосчатые структуры возмущенного течения в зоне отрыва ламинарного пограничного слоя. Показано, что в зависимости от интенсивности возмущений реализуются различные сценарии ламинарно-турбулентного перехода за точкой отрыва.
Ю. П. Бесшапошников, В. Е. Кожевников, В. И. Чернухин, В. В. Пай*
"Уралхиммаш, 620010 Екатеринбург, liom@ekb.ru *Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск"
Экспериментально исследовано метание пластин скользящей детонационной волной при значениях скорости детонации <!ap!> 950<!ndash!> 2000 м/с. Обнаружено, что в процессе полета пластины, изготовленной из достаточно прочного материала, на ее поверхности появляются регулярные упругие волны, которые исчезают при достижении верхнего предела по скорости детонации.
С. Ф. ЛОМАЕВА, А. М. ДОРФМАН, А. М. ЛЯХОВИЧ, Н. В. ИВАНОВ, А. B. СЮГАЕВ
"Физико-технический институт Уральского отделения РАН, ул. Кирова, 132, Ижевск 426001, E-mail:povst@uds.fti.udmurtia.su"
Страницы: 143-150
Исследована коррозионная устойчивость высокодисперсных порошков железа, полученных измельчением в среде гептана и гептана с добавкой ПАВ (олеиновой кислоты), в 0.85 % растворе NaCl при температуре 37 °С. Показано, что коррозионная устойчивость повышается с увеличением времени измельчения и в присутствии ПАВ, несмотря на увеличение дисперсности порошков. Повышение коррозионной устойчивости связано с формированием на поверхности тонкого (до 10 нм) защитного поверхностного слоя, содержащего графитоподобные и оксидные слои, а также комплексные органические соединения. Состав и строение этих слоев зависят от времени измельчения порошков и присутствия ПАВ.
Приведены результаты экспериментальных
исследований концентрации напряжений в
цилиндрических образцах из сферопластов
(композитов, в которых связующим
является эпоксидно-диановая смола,
наполнителем—стеклянные микросферы) с
некоторыми видами концентраторов и
разрушения этих образцов при осевом
сжатии. Проведено численное
моделирование напряженно-
деформированного состояния однородных
образцов с концентраторами в статической
линейно-упругой постановке, а также
моделирование эффектов, обнаруженных при
разрушении образцов.
Б. П. Адуев, Э. Д. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово, lira@kemsu.ru
Страницы: 141-144
Впервые получены экспериментальные данные по кинетике предвзрывной проводимости азида серебра при импульсном инициировании на ранней стадии взрывного разложения. Обнаружено, что кинетика проводимости в этот период значительно сложнее, чем на более поздних стадиях. Различие кинетических кривых для разных образцов на ранних стадиях значительно больше, чем для установившегося процесса. Ключевые слова: азид серебра, взрыв, цепные реакции, проводимость, кинетика, импульсный фотолиз.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
