На основе модифицированного метода средних потоков проведен численный анализ для сильно асимметричных индикатрис рассеяния. С этой целью для решения уравнения переноса излучения используется приближение дельта-Эддингтона. Для примера выполнены расчеты радиационно-кондуктивного теплообмена в плоском слое анизотропно рассеивающей среды для индикатрисы Хеньи-Гринштейна и транспортного приближения.
Исследовано зажигание соснового опила ( d < 200 мкм) и смесевых составов частиц бурого угля ( d < 3 мм) и соснового опила в псевдоожиженном слое локальным излучением полупроводникового лазера непрерывного действия (λ = 450 нм) мощностью ≤23 Вт с временем экспозиции, достаточным для воспламенения и распространения пламени по поверхности топлива до установления самоподдерживающегося режима горения. Определены зависимости времени установления самоподдерживающегося горения и массы выгоревшего за 60 с опила при фиксированной мощности излучения от скорости потока воздуха через псевдоожиженный слой, а также зависимость времени установления самоподдерживающегося горения опила от мощности излучения при фиксированной скорости потока воздуха и зависимость времени установления самоподдерживающегося горения смеси опила и угля от массового содержания угля в смеси 30 ÷ 80 % при фиксированной мощности излучения 23 Вт. Определены оптимальные условия установления самоподдерживающегося горения твердого топлива в псевдоожиженном слое при воздействии лазерного излучения.
В.А. Чантурия, В.В. Морозов, Г.П. Двойченкова, Е.Л. Чантурия, А.В. Иванов
Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия vchan@mail.ru
Ключевые слова: Алмазы, кимберлит, кинетическая устойчивость, эмульсии люминофорсодержащих модификаторов, реагенты-регуляторы люминесценции, рентгенолюминесцентная сепарация, селективность
Страницы: 106-116
Рассмотрено влияние реагентов-регуляторов на селективность модифицирования спектрально-кинетических характеристик неизвлекаемых алмазов с аномальной светимостью для обеспечения их полного и селективного извлечения в процессе рентгенолюминесцентной сепарации. Установлены параметры кинетической устойчивости эмульсий люминофорсодержащих модификаторов и определены реагенты-регуляторы, не вызывающие ухудшения закрепления модификаторов на поверхности алмазов. Показано, что реагенты-регуляторы различных классов (производные алкиларилфосфонатов, алифатические спирты, бифункционально модифицированные производные карбоксиметилцеллюлозы, ионогенные и неионогенные азотсодержащие полимеры; короткоцепочечные алифатических амины, комплексные реагенты) обеспечивают существенное снижение закрепления люминофоров на поверхности гидрофобных минералов кимберлита, предотвращая возможность их извлечения в концентрат сепарации. Определено влияние реагентов-регуляторов на спектрально-кинетические характеристики применяемых люминофорсодержащих модификаторов и обработанных ими алмазов. Выбраны реагенты-регуляторы, пригодные для применения в технологии реагентного модифицирования, без последующей нежелательной коррекции спектральных характеристик алмазов.
Т.В. ЧЕШКОВА1, Е.Ю. КОВАЛЕНКО1, М.А. КОПЫТОВ1, К.А. ЧЕРЕДНИЧЕНКО2, Т.А. САГАЧЕНКО1, Р.С. МИН1 1Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия chtv12@mail.ru 2Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, Москва, Россия cherednichenko.k@gubkin.ru
Ключевые слова: нефть, мазут, асфальтены, смолы, состав, структура
Страницы: 223-237
Проведено сравнительное исследование состава надмолекулярной и молекулярной структуры смолисто-асфальтеновых компонентов, выделенных из легкой нефти Крапивинского месторождения и тяжелой нефти Усинского месторождения, и остатков их атмосферной перегонки. С использованием комплекса методов - сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного и структурно-группового анализов - выявлены особенности морфологии поверхности асфальтенов и их нано- и микроструктуры, а также особенности структурной организации смол нефтей до и после их первичной переработки. Установлено, что асфальтены и смолы тяжелой нефти подвергаются более выраженным структурным трансформациям. Полученные результаты расширяют представления о поведении высокомолекулярных компонентов нефти при термическом воздействии и могут быть использованы для оптимизации технологий переработки остаточных фракций и прогнозирования их эксплуатационных свойств.
А.Э. Ни
Исследовательская школа физики высокоэнергетических процессов Национального исследовательского политехнического университета, Томск, Россия nee_alexander@mail.ru
Ключевые слова: метод решеточных уравнений Больцмана, метод конечных разностей, естественная конвекция, турбулентность, регуляризация высокого порядка
Страницы: 106-118
Проведено псевдопрямое численное моделирование процесса турбулентной естественной конвекции в замкнутой квадратной неравномерно подогреваемой полости, заполненной воздухом. Компоненты вектора скорости рассчитывались в рамках решеточного метода Больцмана с регуляризацией высокого порядка. При этом анализ термодинамических характеристик осуществлялся путем конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии с использованием схемы Рунге - Кутты четвертого порядка. Разработанный гибридный алгоритм, имитирующий метод прямого численного моделирования, тестировался на эталонных задачах турбулентной естественной конвекции. Численные исследования выполнены в диапазоне чисел Рэлея 1010 ≤ R ≤ 1011. Установлено, что с ростом R увеличиваются интенсивность генерации тепловых плюмов на изотермических стенках и область формирования турбулентных вихрей. Выявлены стагнационные зоны теплоносителя в окрестности горизонтальных стенок. Показано, что распределение статистики второго порядка, за исключением температурной дисперсии, зависит от конфигурации тепловых плюмов
Солнечно-индуцированная флуоресценция является показателем фотосинтетической активности растений, перспективным для мониторинга продуктивности экосистем в глобальном масштабе. Представлены оценки фотосинтетической активности основных фитоценозов юга Западной Сибири (луга, лиственные и светлохвойные леса, пахотные земли и болота) на основе спутниковых данных TROPOMI за 2018-2024 гг. С привлечением данных реанализа ERA5-Land и продуктов, полученных на основе измерений сенсорами MODIS и CERES, исследованы корреляционные связи солнечно-индуцированной флуоресценции с основными температурно-влажностными параметрами окружающей среды, вегетационными индексами и фотосинтетически активной радиацией, а также непосредственно между самими этими характеристиками (пространственное разрешение - 0,05°, временное разрешение - 1 мес.). Представленные результаты демонстрируют особенности этих взаимосвязей как для основных фитоценозов всего целевого региона, так и их широтную изменчивость для лугов и лиственных лесов.
Н.В. Горбачева1,2, А.И. Савина1,3, Т.О. Тагаева1,3 1Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, Новосибирск, Россия gorbacheva-nv@ranepa.ru 2Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ, Cибирский институт управления, Новосибирск, Россия 3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия sai1417@mail.ru
Ключевые слова: декарбонизация, Новосибирская область, индикативное планирование, углеродоемкость, углеродный след продукции, оценка жизненного цикла, парниковые газы
Страницы: 294-327
Декарбонизация российской экономики требует концептуального обоснования и современной системы индикативного планирования для достижения стратегической цели - углеродной нейтральности к 2060 г. Российские регионы, за исключением Сахалинской области, пока не вовлечены в обязательный механизм углеродного регулирования, и такая выжидательная позиция требует активного внимания региональных властей и бизнеса к национальной климатической повестке. Цель исследования, результаты которого изложены в статье, - представить концепцию анализа жизненного цикла продукции с учетом эмиссии парниковых газов и ее апробацию на примере оценки углеродоемкости в секторах экономики Новосибирской области: энергетике, обрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве и сфере обращения с твердыми коммунальными отходами. Собранный эмпирический материал и результаты исследования служат основой базы знаний для анализа жизненного цикла продукции и оценки выбросов в системе индикативного планирования процессов декарбонизации в регионе.
Е.А. Кишов, Е.И. Куркин, В.О. Чертыковцева
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королёва, Самара, Россия eakishov@yandex.ru
Ключевые слова: 3D-печать, SLM, численное моделирование, поддерживающие структуры, топологическая оптимизация, передача данных
Страницы: 92-100
Представлен способ проектирования поддерживающих структур для 3 D -печати на основе топологической оптимизации и метода эквивалентных статических нагрузок. Для вычислительного процесса организован информационный обмен между модулями оптимизации и численного моделирования SLM-печати. Предложенный способ синтеза поддержек обеспечивает эффективное снижение максимального значения усадочных прогибов с 0,731 до 0,630 мм, т. е. на 13,8 %.
Г.И. Поподько
Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, Новосибирск, Российская Федерация pgi90@bk.ru
Ключевые слова: высокотехнологичные отрасли, диверсификация, ресурсные регионы, Сибирский федеральный округ, стимулирование, меры поддержки
Страницы: 165-180
Изменение стратегии сырьевого развития экономики ресурсных регионов Сибирского федерального округа обусловливает необходимость диверсификации экономики, которая позволит избежать экономического упадка в случае «исчерпания» природных ресурсов. Одним из перспективных направлений диверсификации экономики является развитие высокотехнологичных и наукоемких отраслей. Данный сектор относится к производствам с высокой добавленной стоимостью, ориентирован на применение инновационных и экологически безопасных технологий и использование высококвалифицированных трудовых ресурсов, что положительно скажется на социально-экономическом развитии ресурсных регионов. Современный уровень развития высокотехнологичных и наукоемких отраслей в ресурсных регионах СФО характеризуется как низкий. Требуется система мер государственной и региональной поддержки, которая должна включать разработку государственных программ и региональных стратегий развития высокотехнологичных и наукоемких отраслей, налоговое стимулирование, предоставление льготных кредитов, активное развитие кластеров, технопарков, технополисов.
Н.А. Кочетов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка, Россия kolyan_kochetov@mail.ru
Ключевые слова: горение, механическая активация, СВС, силицид титана, диборид титана, поджатие образцов
Страницы: 131-142
Проведено исследование влияния соотношения компонентов, механической активации и предварительного поджатия образцов на скорость горения и удлинение неподжатых образцов в процессе синтеза, на фазовый состав и морфологию продуктов горения в системе (5Ti + 3Si) + (Ti + 2B). Фронт горения не доходил до нижнего торца образца из исходной смеси 5Ti + 3Si. Предварительное поджатие образца, так же как и механическая активация смеси 5Ti + 3Si, либо добавление смеси Ti + 2B позволили реализовать горение образца до конца. Скорость горения и удлинение образцов из смесей (100 - x)(5Ti + 3Si) + x(Ti + 2B) возрастали после механической активации. Зафиксирована тенденция уменьшения скорости горения с увеличением содержания 5Ti + 3Si в составе смесей. Скорость горения образцов из механоактивированных смесей возрастала после их поджатия и практически не менялась для исходных смесей (кроме смеси Ti + 2B). Для некоторых исходных смесей зафиксирована усадка образцов продуктов после их предварительного поджатия. Максимальная скорость горения измерена при горении образцов с содержанием 20 % смеси 5Ti + 3Si. Зависимость удлинения образцов из исходных смесей (100 - x)(5Ti + 3Si) + x(Ti + 2B) от их состава имеет экстремумы. Фазовый состав продуктов горения не изменился после поджатия образцов и механоактивации смесей.
Е.В. Масланов
Институт философии РАН, Москва, Россия evgenmas@rambler.ru
Ключевые слова: наука, гражданская наука, потснормальная наука, наука Mode 2.0, наука как пограничный объект, наука и общество
Страницы: 194-207
В статье исследуется феномен гражданской науки и ее роль в изменении статуса научного знания в современном обществе. Автор констатирует, что наука эволюционировала от незаинтересованного поиска истины до социально значимого института, вовлекающего непрофессионалов. На основе анализа концепций нормальной науки Т. Куна, постнормальной науки и науки Mode 2.0 показано, что гражданская наука может существовать в нескольких формах. Часто она играет роль вспомогательного инструмента для ученых, но гражданские исследователи могут проявлять и большую самостоятельность в рамках различных активистских проектов. При этом указывается, что дениализм может рассматриваться как одна из форм гражданской науки, настроенной скептически по отношению к научному сообществу. Все это свидетельствует о том, что в условиях междисциплинарности и социальной вовлеченности наука становится пограничным объектом, требующим новых форм диалога между учеными и обществом.
Разработка лазерных источников излучения в желто-красной области спектра с расширенным диапазоном регулируемых параметров генерации является актуальной и востребованной задачей в биомедицинских приложениях. В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований спектральных, временных, пространственных и энергетических характеристик излучения атомов неона, возбуждаемых импульсным индукционным цилиндрическим разрядом. Получена лазерная генерация на переходах 3 p → 3 s нейтральных атомов неона на длинах волн 594,4 и 614,3 нм. Соотношение интенсивностей данных спектральных компонент I594 : I614 зависело от условий накачки и изменялось от 1 : 1 при давлениях 0,2–0,3 торр до 1 : (2...4) при оптимальном давлении около 0,13 торр. Максимальное значение энергии излучения 17 мкДж достигнуто при зарядном напряжении 29 кВ (ограничено предельными характеристиками системы возбуждения). Понижение напряжения до значений менее 20 кВ приводило к срыву генерации. Исследование временных характеристик излучения показало, что лазерная генерация на обеих длинах волн начинается одновременно. Длительность импульсов излучения была одинаковой и достигала в среднем 12,5 ± 0,5 нс на полувысоте, что соответствовало импульсной мощности более 1,4 кВт. Результаты работы могут быть использованы для создания газоразрядных лазеров с гибкой настройкой параметров излучения, востребованных в офтальмологии.
В.Д. Долгих
Самарский государственный технический университет, Самара, Россия torressva12@yandex.ru
Ключевые слова: установка пиролиза метана, метано-водородный нагрев, тепловой расчет, получение водорода, пиролизного углерода и дистиллированной воды, уменьшение выбросов CO, мощность установки, удельный расход топлива
Страницы: 99-106
Разработана, изготовлена и исследована установка получения водорода из метана путем его пиролиза. Нагрев и пиролиз метана выполняется за счет сжигания части метано-водородной смеси (60 % водорода и 40 % метана), получаемой в процессе пиролиза (расход на собственные нужды). Выполнен тепловой расчет установки с учетом теплоты, затрачиваемой на пиролиз, а также потерь через тепловую изоляцию и с уходящими газами. Определены тепловая мощность установки и ее коэффициент полезного действия. Использование метано-водородной смеси в качестве топлива позволяет снизить выбросы CO2 в окружающую среду по сравнению с известными методами получения водорода.
В.М. Резников
Институт философии и права СО РАН, Новосибирск, Россия mathphil1976@gmail.com
Ключевые слова: Философия науки, методология науки, физика, история квантовой физики, теория вероятностей, применение теории вероятностей, философия информатики
Страницы: 156-173
В статье я защищаю тезис о недооценивании научным сообществом значимости философских идей и эффективного участия философов, обладающих знаниями математики, информатики и естествознания в научных исследованиях. В первой части статьи я показал, что мешающим фактором для развития науки и философии науки является отсутствие консенсуса философского сообщества о философском статусе методологии науки, и как следствие недостаточное внимание исследованиям по этой дисциплине. Я рассмотрел две известные группы аргументов против методологии науки. Первая группа основана на признании философским сообществом релятивистского характера физического знания после открытий теории относительности и квантовой физики. Вторая группа аргументов основана на отношении к науке классиков философии науки. Так, П. Фейерабенд отрицал универсальный характер научных методов, а Т. Кун зачастую отрицал объективное развитие науки. Я сформулировал следующие контраргументы. Во-первых, несмотря на определенный релятивизм науки, абстрагирование философов от научных достижений приводит к снижению качества исследований в философии науки. Во-вторых, в своей автобиографии Фейерабенд признал иронический характер его знаменитого аргумента, обосновывавшего научный релятивизм. Во второй части статьи я описал определенные перспективы участия философов, обладающих знаниями специальных наук в научной деятельности в основном в качестве критиков несовершенств науки, некорректного использования учеными философских идей. Однако имеются определенные перспективы для участия философского сообщества в проектах некритического характера, например, конструирование новых критериев объяснения и понимания для естественнонаучных и формальных дисциплин.
О.Е. Горлова1,2, Е.В. Колодежная2, И.В. Шадрунова2, О.М. Синянская3, М.С. Гаркави4 1Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия gorlova_o_e@mail.ru 2Институт комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия shadrunova@mail.ru 3Cytec Solvay Group Mineral Processing 4ЗАО “Урал-Омега”, Магнитогорск, Россия gms@uralomega.ru
Ключевые слова: Медеплавильные шлаки, ударное дробление, измельчение, флотационное обогащение, время флотации, технологическая схема, медный концентрат, сульфат аммония, хвосты флотации‚ газобетон автоклавного твердения, состав сырьевой смеси
Страницы: 115-125
Проведен обзор современного состояния переработки шлаков медеплавильного производства. Показано, что широко используемая флотационная переработка шлаков характеризуется вторичным образованием отходов. Представлены результаты флотационного обогащения конвертерных шлаков Балхашского медеплавильного завода с высокими массовыми долями меди, цинка, свинца, железа и серебра. При флотации шлаков с фракционным съемом пены установлено время межцикловой, основной и контрольной флотации, расходы реагентов, стадиальность измельчения и флотации. Введение сульфата аммония при измельчении шлака позволило повысить качество медного концентрата с увеличением в нем содержания меди с 29.54 до 37.32 %. По разработанной схеме получен медный концентрат с массовой долей меди 32.48%, содержанием серебра 204.74 г/т и отвальные хвосты с массовой долей меди 0.65 %. Установлено, что хвосты обогащения шлака медеплавильного производства могут использоваться в качестве кремнеземистого компонента при производстве ячеистых бетонов автоклавного твердения, что снизит вторичное образование отходов и значительно повысит ресурсную ценность шлака от выплавки меди и перспективы его переработки.
Д.О. Андреева1, Л.С. Лебедева2 1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия аndasha02@mail.ru 2Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, Якутск, Россия lyudmilaslebedeva@gmail.com
Ключевые слова: перемерзание рек, продолжительность стока, климатические факторы, ландшафты Центральной Якутии, малые и средние реки, многолетняя мерзлота
Страницы: 107-116
Для перемерзающих рек Центральной Якутии выполнен анализ пространственной изменчивости продолжительности стока и ее связи с площадью водосбора, водностью реки, климатическими и ландшафтными факторами на основе данных о суточных расходах воды по 23 действующим и закрытым гидрологическим постам. Установлено, что для рек северо-востока Центральной Якутии характерно более позднее начало периода стока весной и более раннее его окончание, наличие летнего пересыхания, а также высокая межгодовая изменчивость продолжительности стока. Выявлено, что длина периода стока в большей степени зависит от даты его окончания, варьирующейся на реках территории в широких пределах, чем от даты его начала. Одним из ключевых факторов, определяющих продолжительность стока и дату его прекращения, является размер водосбора, который служит косвенным показателем доли подземного питания водотоков. Значительное влияние на продолжительность бессточных периодов оказывают температурные условия, воздействующие на режим промерзания пород, препятствующего подземному питанию рек, и интенсивность испарения, уменьшающего запасы влаги на водосборе, что может приводить к летнему пересыханию и более раннему окончанию периода стока. Влияние осадков на продолжительность стока выражено слабо. Также установлено, что на величину годового слоя стока рек осадки за зимний период оказывают более сильное воздействие, чем летние. Анализ связи с ландшафтными факторами показал, что распространение на водосборе приводораздельного-элювиального и склонового делювиально-солифлюкционного типов местности способствует увеличению продолжительности стока, аласного и межаласного - ее уменьшению.
Е.Н. ФЕДОСЕЕВА, В.Б. ФЕДОСЕЕВ
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия enf24@yandex.ru
Ключевые слова: молочная кислота, полилактид, поликонденсация в спрее, размерный эффект
Страницы: 379-387
Исследована кинетика поликонденсации молочной кислоты в дисперсиях типа жидкость-газ. Дисперсии получали осаждением капель спрея раствора молочной кислоты или нанесением ансамбля миллиметровых капель из капилляра на стеклянную подложку. Средний диаметр капель для мелко- и крупнодисперсных образцов отличался более чем на порядок. Методом анионной хроматографии проанализирована динамика изменения количества молочной кислоты в смывах с подложек. Подтверждено, что при диспергировании полилактид образуется при комнатной температуре и атмосферном давлении без применения катализатора. Скорость реакции напрямую связана с диаметром капель дисперсии. Показано, что рост температуры от 20 до 40 °С приводит к увеличению конверсии молочной кислоты в 1.5 раза.
А.И. Максимов, И.Н. Кавун
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия maksimov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: вихревая система, пограничный слой, скачок уплотнения, взаимодействие, двугранная модель, предельные линии тока, эксперимент, численное моделирование
Страницы: 107-115
Рассмотрено взаимодействие плоского косого скачка уплотнения с вихревой системой, возникающей при срыве потока на ребре двугранной модели с углом раскрытия 270°. Генератор скачка в виде тонкой пластины и модель расположены под одинаковым углом атаки 16°. Расширяющийся вниз по потоку срывной вихрь возникает за счет перепада давления между верхней и боковой гранями модели, а падающий от генератора скачок уплотнения вызывает обширный отрыв пограничного слоя на поверхности боковой грани. Сложное взаимодействие вызванного скачком отрывного течения со срывным приводит к формированию отошедшего от поверхности цилиндрического вихря
М.Ю. АРШИНОВ, В.Г. АРШИНОВА, Б.Д. БЕЛАН, Д.К. ДАВЫДОВ, А.В. КОЗЛОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия michael@iao.ru
Ключевые слова: состав атмосферы, парниковые газы, концентрация, углерод, стабильные изотопы, изотопные сигнатуры, южная тайга, Западная Сибирь
Страницы: 448-455
Для лучшего понимания текущих тенденций роста концентрации парниковых газов в региональном масштабе необходим анализ их изотопного состава с целью идентификации источников и стоков, определяющих как сезонные, так и многолетние изменения их содержания в атмосфере. Непрерывные наблюдения за CО2, CH4 и изотопным составом углерода их молекул, проведенные в 2022-2024 гг. в обсерватории «Фоновая», позволили определить диапазон фоновых значений и сезонную изменчивость изотопных соотношений δ13C-CО2 и δ13C-CH4 в атмосфере зоны южной тайги Западной Сибири. Среднедневные (13:00-17:00 по местному времени) значения δ13C-CО2 и δ13C-CH4 варьировали в диапазонах -9,2 ÷ -5,7 и -51,7 ÷ -46,5‰ соответственно. Анализ фоновых показателей выявил в годовом ходе резкий летний минимум концентрации CО2 и максимум δ13C-CО2, что указывает на интенсивное поглощение 12CO2 наземными экосистемами региона. Зимние значения концентрации CО2 и δ13C-CО2 согласуются с данными других станций мониторинга парниковых газов Северного полушария. Картина сезонных вариаций содержания CH4 и значений δ13C-CH4 в атмосфере региона свидетельствует о том, что зимний максимум CH4 обусловлен антропогенным фактором, а летний - биогенной эмиссией метана с заболоченных территорий Западной Сибири. Методом построения графиков Килинга для каждого месяца были определены сигнатуры источников/стоков, влияющих на концентрацию CО2 и CH4 в районе наблюдений. Полученные результаты могут быть использованы для анализа и интерпретации данных многолетних наблюдений за парниковыми газами в Сибирском регионе.
Д.В. Кузнецов1,2, И.А. Косовских1,2, О.А. Володин1, И.М. Сердюк3, В.С. Сердюков1,2,3 1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия kuznetsov_9308@mail.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия kosovskihismail@gmail.com 3Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия ken04588@gmail.com
Ключевые слова: кипение, теплообмен, парообразование, активные методы интенсификации теплообмена, вибровоздействие
Страницы: 341-349
Представлены результаты экспериментального исследования влияния механического вибровоздействия на теплообмен и динамику парообразования при пузырьковом кипении насыщенной воды в диапазоне давлений 10 - 101.3 кПа. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности теплообмена в энергетических и теплотехнических системах, работающих в условиях пониженного давления и внешних механических воздействий. Несмотря на наличие большого числа работ, посвященных кипению при атмосферном давлении, влияние вибраций при пониженных давлениях остается недостаточно изученным. В настоящей работе показано, что наложение вибрации приводит к более раннему началу кипения, снижению перегрева нагревающей поверхности и увеличению теплового потока при фиксированном перегреве. Наиболее выраженный эффект наблюдается при пониженных давлениях, тогда как при атмосферном давлении влияние вибрации ослабевает и проявляется преимущественно в области начального пузырькового кипения. Анализ видеоданных показал, что вибровоздействие приводит к уменьшению отрывного диаметра пузырей, росту частоты их отрыва и увеличению плотности активных центров парообразования, особенно при низких давлениях. Полученные результаты подтверждают, что механические вибрации являются эффективным активным методом управления процессами кипения и могут быть использованы при разработке и оптимизации теплотехнических систем, работающих в широком диапазоне давлений.
Впервые продемонстрирована генерация суммарной частоты с использованием непрерывного иттербиевого самосканирующего лазера. Использование самосканирующего лазера в процессе генерации суммарной частоты позволяет создавать источники перестраиваемого по частоте излучения. Продемонстрирована синхронизация излучения самосканирующего лазера с излучением микрочип-лазера, и получена генерация суммарной частоты вблизи длины волны 532 нм с перестройкой до 50 пм. Пиковая мощность составила 11 мВт, что соответствует квантовой эффективности преобразования излучения самосканирующего лазера ∼2 %. Продемонстрированный подход может быть адаптирован для генерации разностной частоты (в том числе терагерцового диапазона) и перспективен для спектроскопических приложений.
А. В. САЛТАНОВ, Л. Б. ПАВЛОВИЧ, Б. Ф. ПЬЯНКОВ, А. В. КАЛИНИНА, Г. Р. ГАЙНИЕВА
Открытое акционерное общество “Западно-Сибирский металлургический комбинат”, Новокузнецк 654043 (Россия)
Страницы: 79-88
Представлен анализ методов переработки и использования резинотехнических отходов. Приведены результаты исследования утилизации этих отходов в процессе пиролиза каменного угля отдельно, а также совместно с вязкотекучими отходами коксохимического производства (КХП): осадками из отстойников и хранилищ смолы, из сборников антраценовой фракции, от транспортирования пека и т. д. Показано, что введение измельченных отходов резинотехнических изделий, а также их смесей с отходами КХП в шихту на коксование повышает выход и качество металлургического кокса, увеличивает выход химических продуктов коксования: смолы, сырого бензола.
А. В. МАШКИНА, В. Н. ЯКОВЛЕВА
"Институт катализа имени Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН,Новосибирск 630090 (Россия) A.V.Mashkina@catalysis.nsk.ru"
Исследованы закономерности каталитического превращения алкилмеркаптанов при атмосферном давлении и умеренной температуре. В инертной среде на кислотно-основных катализаторах алкилмеркаптаны конденсируются, давая симметричные диалкилсульфиды, а при их взаимодействии с метанолом образуются метилалкилсульфиды; побочно протекают реакции, приводящие к диметилсульфиду, H2S и алкенам. Наиболее активны и селективны в реакциях образования диалкилсульфидов алюмооксидные катализаторы.
Б. Н. КУЗНЕЦОВ
"Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия) E-mail: bnk@krsk.infotel.ru"
Обобщены результаты исследований, выполненных за последние годы в отделе химии природного органического сырья Института химии и химической технологии СО РАН в области создания научных основ новых, более эффективных, чем существующие, процессов превращения природных органических полимеров в ценные химические продукты. Рассмотрены следующие направления научных исследований: 1) новые каталитические методы получения ценных органических соединений (левоглюкозенона, левулиновой кислоты, ароматических оксиальдегидов) и целлюлозы из древесной биомассы, жидких углеводородов из бурого угля и смесей природных и синтетических полимеров, пористых углеродных материалов и газообразных топлив из бурого угля и растительного сырья; 2) новые малоотходные процессы переработки древесной биомассы и бурого угля, основанные на интеграции каталитических, экстракционных и термохимических методов.
This report discusses the influence of mechanochemical treatment on solid state transformation and precursor formation from one- and two-component systems of interest to ceramic processing. The main focus is on "soft" mechanochemical reactions, i. e. processes in compounds containing water or hydroxyl groups.
Предложен новый сорбционный материал, позволяющий селективно концентрировать фенол из водных объектов окружающей среды. Его эффективность основана на избирательной способности ацетилацетоната европия к хемосорбционным взаимодействиям. Проведена апробация нового сорбента при введении как жидкой пробы, так и в виде пара. Дана оценка степени извлечения по сравнению с жидкостной экстракцией.
На основе законов сохранения массы,
импульса и энергии в предположении
квазистационарности процесса заполнения
газом микросфер получены уравнения
динамики многофазных систем типа газовая
смесь — полые микросферы с селективно-
проницаемыми оболочками. С
использованием упрощенной
(односкоростной однотемпературной)
модели исследованы акустические
характеристики системы однородный газ —
полые проницаемые микросферы. Определены
частотные зависимости скорости и
коэффициента затухания звука с учетом
процесса релаксации плотности (давления)
газа внутри микросфер.
Т. В. ШЕВЧЕНКО, Т. А. КРАСНОВА, О. И. КОРШУНОВА
"Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, бульвар Строителей, 47, Кемерово 650056 (Россия) E-mail: office@mail.kemtipp.ru"
Представлены результаты лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний выпаривания щелочно-солевых растворов при подаче органических компонентов – этилен-, пропиленгликолей и их смесей. Установлены эффекты энергосбережения и ускорения процесса отгона воды. Данный прием внедрен в производство.
В статье предлагается методика оценки экономии топлива при использовании абсорбционных тепловых насосов. Показано, что системы ТЭЦ с внутриквартальными теплонасосными установками эффективны в течение всего отопительного периода. Рассмотрены некоторые результаты расчетов.
В. Л. Истомин, К. П. Куценогий*
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск *Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск"
Страницы: 295-300
Описываются установка и методика определения скорости седиментации спор, пыльцевых зерен и их агломератов. Приводятся экспериментальные данные определения скорости седиментации индивидуальных спор ликоподия и агломератов, содержащих до пяти индивидуальных спор. Получена зависимость скорости седиментации агломератов от числа спор Vi = 0,19 + 1,88 i1/3, где Vi среднеарифметическая скорость седиментации агломерата, содержащего i спор (см/с).
Исследован процесс плазмохимического синтеза монооксида азота в низкочастотном индукционном разряде трансформаторного типа при вихревой стабилизации воздушной дуги. Обнаружено высокое (сверхравновесное) содержание NO в газе на выходе из плазмотрона без использования рекуперативных закалочных устройств. Предложена физическая модель, объясняющая обнаруженный эффект.
А. Н. Тимошевский, И. М. Засыпкин, С. П. Ващенко, В. К. Комарицын*, Ю. Г. Векессер**
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск *Производственно-отопительная котельная Таштагольского рудоуправления **Администрация г. Таштагола (Кемеровская обл.)"
Страницы: 591-599
Предложена система плазменного воспламенения, применяемая для розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива с целью снижения потребления топочного мазута. Показаны достоинства плазменной системы, описаны положительные результаты работы на теплофикационных котлах производственно-отопительной котельной. Отмечено улучшение экономических, эксплуатационных и экологических показателей работы котла.
Н. А. Рубцов, Н. А. Саввинова*, А. М. Тимофеев*
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск *Якутский государственный университет"
Страницы: 487-494
Представлены результаты численного расчета формирования температурного распределения и радиационных потоков при плавлении и затвердевании плоского слоя полупрозрачной среды в зависимости от отражения и изотропного рассеяния излучения. Для расчета радиационного теплообмена использован алгоритм на основе метода средних потоков.
Рассматривается модель процесса оценки меры близости между объектами и полученных погрешностей. Предлагаются условия и алгоритм минимизации этих погрешностей, и рекомендуются меры для повышения точности оценки меры близости между объектами.
Приведены наблюдения за изменением состава и распределением лишайников на вырубках, гарях и в производных лесах предгорий Восточного Саяна. Описаны морфологические изменения лишайников под влиянием изменений условий среды.
"Е. В. ЧЕРНЯВСКИЙ1, В. П. ПОПОВ1, Ю. С. ПАХМУТОВ2, Ю. И. КРАСНИКОВ1, Л. Н. САФРОНОВ1"
"1Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 13, Новосибирск 630090 (Россия) E-mail: evgen@isp.nsc.ru 2ОАО "Ангстрем", Южная промзона, Зеленоград, Москва 103460 (Россия) "
Страницы: 901-906
Представлены результаты разработки и изготовления МОП-тиристоров. Изучены статические и динамические характеристики. Исследовано влияние облучения электронами на статические и динамические характеристики. Обнаружено, что облучение электронами существенно уменьшает время выключения МОП-тиристора, а также наблюдается увеличение плотности управляемого тока.
В. М. Мальков, А. С. Борейшо*, А. В. Савин*, И. А. Киселев*, А. Е. Орлов*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск *Балтийский государственный технический университет, Санкт-Петербург"
Страницы: 625-637
Рассматриваются вопросы рационального выбора рабочих параметров сверхзвукового диффузора (СД) и эжектора (ЭЖ), используемых в системах восстановления давления непрерывных химических лазеров. Проанализировано условие согласования параметров СД и ЭЖ при объединении их в единую систему. Приведенные данные в основном относятся к случаю HF(DF)- непрерывных химических лазеров.
Представлены результаты оценки динамических характеристик нестационарного горения твердого ракетного топлива в камере сгорания, в которой давление автоматически регулируется по заданной программе. Оценка проведена по экспериментальным данным методом математического моделирования с использованием упрощенной модели нестационарных процессов в камере сгорания. Получены линейное приближение передаточной функции скорости нестационарного горения и аналитические выражения для определения ее коэффициентов через параметры упрощенной модели нестационарных процессов. Приведены результаты идентификации модели для нескольких фрагментов экспериментальных процессов. Построены семейства приближенных частотных характеристик скорости нестационарного горения, дан их анализ и выполнено сравнение с результатами других исследований.
Е. А. ЖУКОВ
"Всероссийский научно-исследовательский институт химизации лесного хозяйства 141250 Московская обл., Ивантеевка, ул. Заводская, 10"
Страницы: 213-220
Изложены результаты исследований дереворазрушающих грибов порядка Aphyllophorales (Basidiomycetes) на территории Салаирского кряжа и Горной Шории. Рассмотрены особенности распространения и существования данных грибов в природе, а также проблемы и перспективы, связанные с их изучением.
YOUNG-SOON KWON1, JIN-SOO MOON1, MYUNG-JIN SUK2 and CHUNG-HYO LEE3 1Research Center for Machine Parts and Materials Processing, University of Ulsan, Ulsan 680-749 (South Korea) E-mail: yskwon@mail.ulsan.ac.kr 2Dept. of Metallurgical Engineering, Samchok National University, Samchok 245-080 (South Korea) 3Dept. of Advanced Materials Science & Engineering, Mokpo National University, Muan 534-729 (South Korea)
In the present work, mechanical alloying technique was applied to prepare hard magnetic Sm2Fe17Nx powders. Starting from pure Fe and Sm powders, the formation process of hard magnetic Sm2Fe17Nx phase by mechanical alloying and subsequent solid-gas reaction was studied. At as milled condition powders were found to consist of Sm-Fe amorphous and a-Fe phases in all compositions of SmxFe100-x (x = 11, 13, 15, 17). The effects of starting composition on the formation of Sm2Fe17 intermetallic compound was investigated by heat treatment of mechanically alloyed powders. When Sm content was 15 at. %, heat-treated powders consisted of nearly Sm2Fe17 single phase. For preparation of hard magnetic Sm2Fe17Nx powders, additional nitriding treatment was performed under N2 gas flow at 450 °C. The increase in the coercivity was proportional to the nitrogen content, which increased drastically at first and then increased gradually as the nitriding time was extended to 3 h.
Разработан многоканальный генератор высоковольтных импульсов для визуализации и измерения скорости потока газа в газодинамических установках с помощью искрового разряда. Определены условия зажигания искрового разряда как в однородном, так и резко неоднородном поле. Получен двухимпульсный режим зажигания искрового разряда, позволяющий увеличить зону контролируемого потока газа в 2 - 3 раза. Определены минимальная амплитуда импульса напряжения для получения повторного искрового разряда и максимальный интервал времени, приемлемый для трассировки следа первичной искры. Дано описание практической реализации метода искрового трассирования в сверхзвуковой струе газа. Приведены результаты прямых измерений скорости в газодинамической установке кратковременного действия.
Г. А. Кузьмин, О. Н. Соболева*
"Институт теплофизики СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090 Новосибирск"
Страницы: 115-126
Рассматривается подсеточное
моделирование фильтрационного течения
жидкости в неоднородной пористой среде.
С использованием гипотезы масштабного
подобия выводится выражение для
эффективного коэффициента проницаемости
для крупномасштабной компоненты течения.
Полученная модель проверяется численным
моделированием полной задачи.
За 18 лет после высадки на пахотную почву аналогов естественной растительности численность грибов повысилась на 40 % и составила 50-60 % от таковой под естественным лесом. Количество микроорганизмов, утилизирующих различные источники азота, и олиготрофов снизилось при этом на 20-30 % и превысило соответствующие показатели под лесом в среднем на 30 %. Скорость изменения численности той или иной группы микроорганизмов при восстановлении на пашне естественной растительности определялась местом ее в трофической цепи, образующейся в процессе разложения растительного опада.
Т. А. Хмель, А. В. Фёдоров*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, khmel@itam.nsc.ru *Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, 630008 Новосибирск fedorov@ngasu.nsk.su *Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск"
Страницы: 89-98
Методом численного моделирования исследовано взаимодействие падающей ударной волны (с прямоугольным или треугольным профилем за ее фронтом) с полубесконечным облаком частиц алюминия конечной ширины, расположенным внутри канала вдоль плоскости симметрии. В результате взаимодействия ударной волны с передней кромкой облака образуется вихрь, который приводит к распылению облака. Отражение искривленной ударной волны от плоскости симметрии может быть как регулярным, так и с образованием ножки Маха. При нагружении облака достаточно сильной ударной волной в облаке формируется детонационная волна. При этом течение носит периодичный характер, что обусловлено прохождением и отражением от стенок поперечных волн.
В. Ш. Шагапов, Г. Я. Хусаинова, И. Г. Хусаинов, Р. М. Хафизов
Стерлитамакский государственный педагогический институт, 453118 Стерлитамак, tsur1@mail.ru
Страницы: 106-112
Рассмотрена задача о взрыве в полости, окруженной пористой средой. В рамках плоскоодномерной, радиальной и сферической постановок получены интегральные уравнения, описывающие релаксацию давления в полости из-за фильтрации газа в окружающее пористое пространство. Анализ результатов численного решения этих уравнений показывает, что характерное время релаксации давления в полости слабо зависит от его начального значения. Ключевые слова: релаксация давления, взрыв в полости, пористая среда, фильтрация продуктов взрыва, очистка призабойной зоны.
Экспериментально исследованы структура и
затухание волн давления умеренной
амплитуды в жидкости с пузырьками двух
разных газов (фреона и гелия). Показано,
что введение малого (по объему)
количества высокотеплопроводных гелиевых
пузырьков в жидкость с
низкотеплопроводными фреоновыми
пузырьками приводит к резкому увеличению
интенсивности затухания уединенных волн
давления.
В приближении адсорбционного слоя и
ленгмюровской кинетики адсорбции
исследуется локальное изменение
концентрации нейтрального разбавленного
раствора при его радиальном течении
вокруг сферической полости. Использованы
метод пограничного слоя и разложение
решения в асимптотический ряд по малому
параметру, представляющему собой
отношение времени установления
адсорбционного равновесия к времени
установления стационарного диффузионного
потока вокруг полости. Полученные для
нулевого приближения уравнения
исследованы аналитически и численно. В
случае высокочастотных колебаний полости
в растворе найдено решение задачи,
соответствующее процессу "выпрямленной"
адсорбции или "подкачки" примеси в
адсорбционный слой.
Д. А. Ягодников, Е. И. Гусаченко*
"Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 107005 Москва, daj@mx.bmstu.ru; *Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка"
Ключевые слова: аэровзвесь, алюминий, турбулентное горение, электрическое поле, дисперсный состав конденсированных продуктов сгорания.
Страницы: 80-86
Исследовалось влияние внешнего электрического поля на полноту сгорания порошкообразного алюминия марки АСД-1 в потоке воздуха и на дисперсный состав конденсированных продуктов сгорания. Установлено, что при коэффициенте избытка окислителя 0,8 и скорости потока на входе в камеру сгорания 10 м/с наложение электрического поля увеличивает полноту сгорания алюминия с 43 до 75%. При этом размеры субмикронных частиц оксида алюминия практически не изменяются, а среднемассовые размеры и массовая доля частиц фракции 4÷50 мкм уменьшаются, что обусловлено интенсифицирующим воздействием электрического поля на парофазное горение частиц алюминия. Уменьшение массовой доли частиц крупнее 50 мкм с 12 до 3% при наложении электрического поля заметно подавляет процесс агломерации частиц алюминия при горении аэровзвеси.
Ф. Х. Уракаев1,2, В. С. Шевченко1, В. Д. Нартикоев3, О. И. Рипинен1, О. Н. Толстых1, А. П. Чупахин2, Т. С. Юсупов1, В. В. Болдырев2,4 1 Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии Сибирского отделения РАН, проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск 630090 (Россия), E-mail: urakaev@uiggm.nsc.ru 2 Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия) 3 ГНЦ РФ "ВНИИгеосистем", Варшавское шоссе, 8, Москва 113105 (Россия) 4Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск 630128 (Россия)
Страницы: 365-374
Описано использование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и механически стимулированных самораспространяющихся реакций (МСР) в процессах переработки геологических материалов. Перспективы МСР связаны с возможностью одновременного проведения в механохимическом реакторе сразу нескольких процессов: измельчения - активации исходных и конечных продуктов и непосредственно реакции горения термитной смеси твердых веществ. Так же быстро развивается направление, связанное с применением геологических материалов (минералов, руд, концентратов и техногенных отходов) в качестве одного из компонентов термитной смеси как для вскрытия минерального сырья посредством СВС или МСР с получением готовых полупродуктов (металлов и сплавов, керамики и стекол), так и для проведения экспресс-анализа природных образцов и решения некоторых экологических задач. Рассмотрены некоторые результаты таких исследований.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
