Краткосрочное прогнозирование макроэкономических процессов при помощи регрессионных и вероятностных моделей / П.И. Бидюк, А.Н. Трофимчук, И.В. Караюз - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Сегодня существует проблема построения высококачественных математических моделей для краткосрочного прогнозирования макроэкономических процессов. Чаще всего для решения этой задачи используют регрессионные модели, но вместе с тем разрабатываются альтернативные вероятностные модели, которые демонстрируют высокое качество прогнозирования в условиях наличия неопределенностей различной природы и типов.
Цель исследования. Выполнить анализ текущей экономической ситуации в Украине с использованием статистических данных; построить регрессионные модели для краткосрочного прогнозирования макроэкономических процессов; представить обобщенную методику построения вероятностных моделей в форме байесовских сетей и построить сетевые модели для прогнозирования макроэкономических процессов; выполнить вычислительные эксперименты с целью оценивания структуры и параметров моделей и сравнить полученные результаты прогнозирования.
Методика реализации. Для решения поставленных задач применены регрессионный анализ и методика построения моделей в форме байесовских сетей с использованием статистических данных и экспертных оценок. Предложена обобщенная многошаговая методика построения байесовских сетей на основе статистических данных и априорной информации.
Результаты исследования. Построенные регрессионные модели для индекса потребительских цен и валового внутреннего продукта на основе фактических данных в отдельных случаях не обеспечивают желаемое качество оценок прогнозов. Для прогнозирования направления развития ВВП также построены модели в форме байесовских сетей. Эти модели оказались лучшими, чем множественная регрессия, они обеспечивают приемлемые оценки вероятностей для определения направления развития ВВП.
Выводы. Показано, что применение регрессионных моделей для описания макроэкономических процессов переходной экономики не всегда обеспечивает результаты прогнозирования приемлемого качества. Это можно объяснить многочисленными нерыночными факторами, которые влияют на развитие экономики. Созданные вероятностные модели в форме байесовских сетей дают возможность получить обоснованные высококачественные оценки прогнозов направления движения ВВП в Украине.
Ключевые слова: макроэкономические процессы; прогнозирование; регрессионный анализ; байесовские сети.
ЗАДАЧА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА / М.М. Копец - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Для управляемого объекта, поведение которого описывается системой двух линейных дифференциальных уравнений и критерием качества в виде квадратического функционала, рассматривается задача нахождения оптимального управления. В противовес общеупотребляемым методам исследования этой задачи (принцип максимума Понтрягина, метод динамического программирования Беллмана) автором предложен метод множителей Лагранжа. Такой подход предоставил возможность более эффективно получить решение исследуемой задачи оптимизации по сравнению с упомянутыми выше методами.
Цель исследования. Цель работы – получить формулы для вычисления оптимального управления и минимального значения функционала качества.
Методика реализации. В работе использованы методы вариационного исчисления.
Результаты исследования. Получены необходимые условия оптимальности и доказана единственность оптимального управления. На основе этих условий выведена система дифференциальных уравнений Риккати.
Выводы. Решение полученной системы позволяет выписать явную формулу для оптимального управления и формулу для вычисления минимального значения функционала качества. Результаты, полученные в статье, можно использовать для исследования процесса посадки самолета.
Ключевые слова: квадратичный функционал; метод множителей Лагранжа; необходимые условия оптимальности; оптимальное управление; система дифференциальных уравнений Риккати.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ ВО ВРЕМЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА / В.С. Богушевский, М.В. Горбачова - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. При внепечной обработке инертными газами интенсивность продувки металла, как правило, поддерживается постоянной и ограничивается уровнем металла в ковше. Современные исследования показывают, что интенсивность продувки влияет на удаление примесей различного размера, поэтому возникает задача регулирования этого процесса.
Цель исследования. Работа посвящена изучению процесса удаления неметаллических включений из металла путем продувки в ковше инертным газом с целью повышения эффективности удаления включений и предотвращения выбросов металла из ковша при продувке.
Методика реализации. Рассмотрено регулирование процесса удаления неметаллических включений из стали путем изменения интенсивности продувки в ковше. Разработана структурная схема контура регулирования для управления процессом продувки металла в ковше. Приведен пример регулирования процесса удаления неметаллических включений из стали в 160-тонном ковше.
Результаты исследования. Установлено, что изменяя интенсивность продувки, придавая ей пульсационный характер, при котором максимальная интенсивность определяется минимальным размером неметаллических включений, подлежащих удалению, минимальная – максимально возможным размером включений, а частота – свободным объемом ковша, можно повысить эффективность удаления включений.
Выводы. Показано, что определение вероятностных размеров включений и свободного объема ковша позволяет регулировать интенсивность продувки металла, улучшить перемешивание металла в ковше с предупреждением выбросов металла и обеспечить полное удаление неметаллических включений разного размера.
Ключевые слова: интенсивность продувки; ковш; неметаллические включения.
ПРЕЦИЗИОННАЯ МАШИННАЯ ДОВОДКА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗНОСОСТОЙКИХ ДЕТАЛЕЙ ТРЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ / А.П. Гавриш , Т.А. Роик, С.М. Зигуля, Ю.Ю. Вицюк - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Исследование процессов прецизионной машинной доводки плоских поверхностей деталей трения из новых композитных материалов на основе отходов штамповых и инструментальных сталей для технологических комплексов предприятий полиграфического машиностроения, а также для станочных систем легкой и пищевой промышленности народного хозяйства Украины.
Цель исследования. Целью работы является исследование параметров качества прецизионной доводки деталей трения из новых композитных материалов 85Х6НФТ, 11Р3АМ3Ф, Р6М5К5, Р6М5Ф3, 4ХМФТС, 4Х2В5МФ и установление влияния технологических параметров обработки на показатели качества обработанных поверхностей.
Методика реализации. Прецизионная механическая доводка плоских поверхностей деталей выполнялась с использованием станков С-15. Материал дисков для доводки – чугун. В качестве абразивных доводочных микропорошков использовались зерна электрокорунда белого хромистого с содержанием оксида хрома 1,0–2,0 % (33А), электрокорунда титанового с содержанием титана 1,5–2 % (37А), эльбора (ЛО) и синтетического алмаза (АС). Зернистость абразивных микропорошков – 1–14 мкм. Смазочно-охлаждающая жидкость: керосин (70 %) + индустриальное масло U16 (30 %).
Результаты исследования. Доказано, что на параметры качества обрабатываемой поверхности существенно влияют технологические факторы процессов прецизионной механической доводки – режимы резания, материал и зернистость абразивных порошков для финишной обработки, а также состав смазочно-охлаждающей жидкости. Лучшие результаты получены при использовании для финишной прецизионной доводки чугунных дисков, зерен синтетического алмаза (АС), эльбора (ЛО) и белого электрокорунда хромистого с содержанием оксида хрома 1,0–2,0 % (33А) зернистостью 1–14 мкм и с использованием в качестве смазочно-охлаждающей жидкости смеси состава: керосин (70 %) + индустриальное масло U16 (30 %).
Выводы. Впервые показано, что основные закономерности прецизионной машинной доводки плоских поверхностей деталей из материалов на основе отходов штамповых и инструментальных сталей совпадают с фундаментальными положениями общей теории сверхтонкой абразивной обработки. Разработаны рекомендации для прецизионной машинной доводки деталей различного технологического назначения, изготовленых из композиционных сплавов на основе отходов штамповых и инструментальных сталей.
Ключевые слова: новые композитные материалы; детали трения; прецизионная машинная доводка; мелкозернистые абразивные порошки; технологические процессы обработки.
Строение и защитные свойства комплексных хромтитаналитированных дифузионных покрытий на стали У8А / Т.В. Лоскутова - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Современные металлические изделия работают в жестких условиях одновременного воздействия высоких производственных скоростей, повышенных температур, агрессивных сред, и поэтому материалы, из которых они изготовлены, должны иметь комплексные защитные свойства: сочетать сопротивление износу, высокую трещиностойкость, химическую стабильность при повышенных температурах, высокую коррозионную стойкость. Несмотря на большое количество известных типов покрытий и методов их получения, научные аспекты создания покрытий с широким комплексом защитных свойств разработаны недостаточно.
Цель исследований. Исследование фазового, химического составов, структуры и защитных свойств покрытий на стали У8А, полученных путем объединения диффузионного хромирования с последующим титаналитированием.
Методика реализации. Покрытие наносили на поверхность стали У8А. На первом этапе проводили газовое хромирование при температуре 1050 °С в течение 4 ч. На втором – титаналитирование порошковым методом при температуре 1050 °С в течение 4 ч. Рентгеноструктурные, микрорентгеноспектральные, металлографические, дюраметрические исследования были выполнены с использованием известных методов физического материаловедения. Коррозионные испытания проводили массометрическим методом.
Результаты исследований. Показано, что в результате насыщения на поверхности стали формируются многослойные покрытия, состоящие из карбидов хрома, титана, интерметаллидов титана, алюминия, хрома. Установленно, что микротвердость многослойных покрытий на основе карбидов хрома, карбидов титана, интерметаллидов составляет 5,8–34,0 ГПа. Показано, что нанесение комплексных хромтитаналитированных покрытий повышает стойкость стали У8А во многих агрессивных средах.
Выводы. Комплексное хромтитаналитирование стали У8А позволяет получить на ее поверхности покрытие общей шириной 27,5–30,5 мкм, которое обеспечивает высокую коррозионную стойкость в различных промышленно важных водных агрессивных растворах.
Ключевые слова: сталь У8А; диффузионные покрытия; хромирование; титаналитирование; коррозионная стойкость; микротвердость.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОМПАКТИРОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ДИСПЕРСНОУПРОЧНЕННОЙ МЕДИ / А.Н. Степанчук, А.С. Богатов, Л.О. Бирюкович - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Создание теоретических и технологических основ получения порошковых материалов антифрикционного назначения с использованием порошков дисперсноупрочненной меди является актуальной задачей, решение которой требует установления зависимостей свойств конечного изделия от условий его получения.
Цель исследований. В работе поставлена цель изучения процессов получения изделий из порошковых материалов на основе дисперсноупрочненной меди методом горячей штамповки для изготовления из них токосъемников подвижного электротранспорта, а также установления влияния параметров штамповки на формирование плотности, структуры и некоторых свойств изделий – твердости, предела прочности на изгиб и удельного электросопротивления.
Методика реализации. Разработана методика исследования процесса компактирования порошковых изделий методом горячей штамповки. Изучение плотности, структуры и свойств проводилось с использованием современных методик и оборудования для определения механических характеристик, оптической и электронной микроскопии, компьютерных технологий.
Результаты исследования. Проведены исследования процессов компактирования материалов антифрикционного назначения на основе дисперсноупрочненной меди. Установлена зависимость свойств материалов от условий их получения – энергии штамповки, температуры и времени нагрева исходных заготовок перед штамповкой. Показано, что плотность материалов существенно растет с увеличением энергии штамповки до 200 Н×м/см3 и в дальнейшем изменяется незначительно. Относительная плотность материала, нагретого до температуры 950 °С в течение 20–25 мин, самая высокая и составляет 99-100 %. Дальнейшее увеличение времени нагрева приводит к уменьшению плотности после штамповки. Значения твердости материала коррелируют со значениями плотности. Максимальные значения твердости составляют 550–600 МПа. Значения предела прочности на изгиб и удельного электросопротивления также коррелируют со значениями плотности материала, но при этом зависят от структуры материала. Максимальные значения предела прочности составляют 180–200 МПа, а минимальные значения удельного электросопротивления – 3,8–4,0 мОм×см. Полученные результаты объяснены с использованием современных представлений о формирования свойств порошковых материалов при их компактировании, что дает возможность получать их с заранее заданными свойствами.
Выводы. Установлена зависимость свойств материалов антифрикционного назначения для изготовления из них токосъемников подвижного электротранспорта от условий их изготовления компактированием пористых заготовок горячей штамповкой. Оптимальными условиями получения материалов с максимальной плотностью, твердостью, пределом прочности на изгиб и минимальным удельным электросопротивлением являются нагрев исходных заготовок до температур 900–950 °С в течение 15–20 мин и следующая их штамповка при удельной энергии 200–250 Н×м /см3.
Ключевые слова: дисперсноупрочненная медь; токосъемники; плотность; твердость; предел прочности на изгиб; удельное электросопротивление; нагрев; штамповка; структура.
ПАССИВНЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КОГЕРЕНТНЫМИ ВИХРЕВЫМИ СТРУКТУРАМИ В ВИХРЕВЫХ КАМЕРАХ. ЧАСТЬ 1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ ЕФФЕКТИВНОСТИ / В.Н. Турик, В.А. Кочин - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Исследование тонкой структуры ограниченного течения и возможностей управлять ею в вихревых камерах как элементах энергетических и технологических машин и аппаратов для оптимальной организации их рабочих процессов.
Цель исследования. Поиск более совершенных методов управления энергонесущими когерентными вихревыми структурами (ЭКВС), которые в большой степени влияют на процессы переноса массы, импульса и энергии в закрученных потоках и, таким образом, определяют эффективность работы установок.
Методика реализации. Путем визуализации и термоанемометрических измерений кинематических характеристик пристеночного течения в опытной вихревой камере определены пространственно-частотные области ЭКВС, в которых возможен корректный статистический анализ эффекта направленных воздействий на нее искусственными возмущающими вихревыми образованиями. Они генерируются прямоугольной канавкой или тремя полусферическими лунками определенных размеров, которые вмонтированы непосредственно во впускное сопло камеры при соблюдении необходимых условий концепции взаимной восприимчивости вихревых структур. Численная обработка измеренных сигналов осуществлена на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье.
Результаты исследования. Энергетически незначительные управляющие воздействия на входной поток вызывают существенное увеличение спектральной плотности мощности пульсаций скорости на наиболее энергонесущих частотах – примерно в 2–11,5 раза в зависимости от вида вихрегенератора и частотного диапазона, включая “перекачку” энергетической плотности к наиболее крупномасштабным вихревым составляющим ЭКВС. Это обнаруживает в ней все признаки типичной открытой нелинейной динамической системы: наличие режимов с обострением, в которых подпитка энергией от управляющих вихрей и ее синфазное восприятие вихревыми образованиями гертлер-людвиговской природы происходят не по всему спектру мод, а выборочно, только для определенных гармоник.
Выводы. Экспериментально доказана возможность эффективного и малозатратного управления структурой закрученных потоков на макро- и микроуровнях, что открывает перспективу разработки принципиально новых способов интенсификации процессов переноса транспортабельных субстанций в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, в вихревых горелках, камерах сгорания, камерах ракетных двигателей, топочных устройств, плазмотронов, смесителей, химических реакторов, ядерных энергоустановок и т.п.
Ключевые слова: когерентные вихревые структуры; управление; вихревая камера; термоанемометрические измерения; плотность распределения вероятности; взаимная восприимчивость вихрей; спектральная плотность мощности пульсаций скорости.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТИВА тепловизионной СИСТЕМЫ ПО КРИТЕРИЮ МАКСИМАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ НАБЛЮДЕНИЯ / В.Г. Колобродов, В.И. Гордиенко, В.И. Микитенко, С.И. Черняк - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Создание методов анализа и синтеза тепловизионных систем наблюдения (ТПСН) и их входных блоков.
Цель исследования. Цель работы – разработать расчетный метод проектирования входного блока ТПСН исходя из заданной максимальной дальности наблюдения.
Методика реализации. Применение теории линейных систем к базовой математической модели ТПСН, которая учитывает основные составляющие процесса преобразования сигналов при прохождении от объекта до наблюдателя.
Результаты исследования. Разработан упрощенный метод синтеза объектива ТПСН исходя из критерия обеспечения максимальной дальности наблюдения при заданной вероятности выполнения зрительной задачи. В методе использованы подходы, которые лежат в основе стандарта НАТО 4347 по определению дальности наблюдения с помощью ТПСН. На примере расчетов входного блока французской тепловизионной камеры Catherine-FC подтверждена достоверность расчетных алгоритмов.
Выводы. Предложенный метод совместим со стандартом НАТО 4347 и позволяет осуществлять анализ ТПСН и согласование характеристик объектива и приемника излучения.
Ключевые слова: синтез тепловизионной системы; дальность наблюдения; инфракрасный объектив.
ПРИМЕНЕНИЕ БИСПЕКРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТРЕЩИН В ЛОПАТКАХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ / Ю.В. Сопилка - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика.Работа посвящена виброакустической диагностике трещиноподобных повреждений лопаток газотурбинных двигателей на стационарном режиме.
Цель исследования.Исследуется эффективность применения биспектрального анализа для обработки виброакустичес-ких сигналов в задачах диагностики трещин в лопатках авиационных газотурбинных двигателей.
Методика реализации. Для обработки диагностической информации используется биспектральный анализ. Биспектр определяется путем преобразования Фурье тройной автокорреляционной функции:
Результаты исследования. Проведены моделирование и биспектральный анализ виброакустических сигналов, являющихся реакциями на выходе моделей лопаток рабочих колес без повреждения и с трещиноподобным повреждением на стационарном режиме. Установлено, что зарождение и начальное развитие повреждения приводит к росту амплитуды биспектра.
Выводы.Применение современных методов обработки сигналов позволило выявить диагностические признаки, которые чувствительны к малым трещиноподобным повреждениям. Полученные результаты целесообразно использовать для создания виброакустической системы мониторинга элементов рабочих колес авиационных двигателей.
Ключевые слова:цифровая обработка сигналов; виброакустическая диагностика; газотурбинный двигатель; трещиноподобное повреждение.
ПОЛУЧЕНИЕ СОЛОМЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В СРЕДЕ ИЗОБУТАНОЛА / В.А. Барбаш, О.В. Ященко - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Уменьшение расходов древесины и выбросов вредных веществ в окружающую среду экологически безопасными способами делигнификации растительного сырья.
Цель исследования. Определение влияния основных технологических параметров процесса получения органосольвентной соломенной пшеничной целлюлозы и действия различных катализаторов (антрахинона и гидразина) на процесс делигнификации и основные показатели качества целлюлозы, кинетические показатели.
Методика реализации. Варку органосольвентной соломенной целлюлозы с использованием катализаторов проводили в стальных автоклавах объемом 0,25 дм3, погруженных в глицериновую баню, нагретую до температуры 140–180 °С, на протяжении 30–150 мин.
Результаты исследования. Полученная органосольвентнная соломенная целлюлоза с использованием в качестве катализатора антрахинона и гидразина характеризуются соответственно такими физико-механическими показателями: разрывная длина – 7900–6900 м; индекс продавливания – 4,33–4,52 кН/г; сопротивление сгибу – 128–600 двойных перегибов. Установлено, что использование гидразина в сравнении с антрахиноном позволяет получить целлюлозу с меньшим содержанием лигнина, золы и пентозанов. Определено, что процесс делигнификации в системе изобутанол–КОН–вода–катализатор описывается кинетическим уравнением второго порядка. Рассчитаны кинетические характеристики (константы скорости и энергии активации) процесса делигнификации пшеничной соломы и показатели удаления лигнина из растительного сырья.
Выводы. Полученная органосольвентная соломенная целлюлоза пригодна для изготовления массовых видов картонно-бумажной продукции, а после проведения процессов отбеливания и облагораживания – для дальнейшей химической переработки в производные целлюлозы.
Ключевые слова: пшеничная солома; целлюлоза; изобутанол; антрахинон; гидразин; кинетические характеристики; показатели избирательности.
Влияние свойств наполнителей оксидов металлов на динамиКО-механические характеристики мезокомпозитов, сформированных в постоянных физических полях / В.А. Виленский, Ю.В. Бардадим, М.Г. Ткалич - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Последним достижениям в области материаловедения для улучшения физико-химических свойств стало использование физической модификации полимерных материалов. Особое внимание исследователей привлекает обработка внешним постоянным магнитным или электрическим полем полимерных материалов при отверждении.
Цель исследования. Определить влияние свойств различных по природе оксидов металлов на динамико-механические характеристики мезокомпозитов.
Методика реализации. Методом динамического механического анализа было проведено исследование образцов мезокомпозитов наполненных оксидами металлов, отвержденных при действии физических полей.
Результаты исследования. Ориентационное влияние физических полей меняет континуум молекул, участвующих в реакции полиприсоединения и при формировании определенной структуры эпоксидного полимера, и вызывает рост его свободного объема. Приобретенное отличие модулей эластичности сохраняется в интервале температур 293–340 К, а при увеличении температуры, в результате перехода эпоксидного полимера в высокоэластичное состояние, ориентационные влияния физических полей теряются. Образцы, сформированные под влиянием физических полей, характеризуются значительно большими величинами модуля эластичности по сравнению с образцами, сформированными при нормальных условиях. Температурные зависимости модулей потерь эпоксидного полимера и композитов наполненных оксидами металлов, отвержденных при различных условиях, совпадают.
Выводы. Показано рациональность привлечения кислотно-основных свойств к направленной модификации кристаллической структуры, теплофизических, диэлектрических и динамико-механических свойств мезокомпозитов.
Ключевые слова: оксид металла; полиэпоксид; физические поля; мезокомпозит.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОАГУЛЯЦИОННОй ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД РЕАГЕНТОМ, ПОЛУЧЕННЫМ ИЗ ОТХОДОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА /С.А. Кирий, И.В. Косогина, И.М. Астрелин, О.Ю. Кириенко - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Накопление промышленных отходов – одна из самых актуальных проблем современности. Развитие комплексной технологии использования отходов “красный шлам” – наиболее экономически и экологически привлекательный способ решения проблемы накопления красного шлама и получения высокоэффективных реагентов водоочистки из вторичного сырья.
Цель. Синтез коагуляционных реагентов водоочистки кислотной активацией отходов глиноземных производств и проверка возможности использования полученных реагентов в технологии очистки сточных вод от органической составляющей.
Методы. Фотометрические методы анализа исходных компонентов и продуктов коагуляционного очистки.
Результаты. Установлены условия активации отходов глиноземных производств “красный шлам”: температура кислотной активации – от 150 до 250 °С; массовое соотношение кислоты и красного шлама – от 0,5 до 2; продолжительность процесса – от 30 до 60 мин. Выявлены высокие коагуляционные свойства реагентов, синтезированных из отходов, и подтверждена высокая эффективность очистки (82–96 %) сточных вод, загрязненных органическими красителями и поверхностно-активными веществами.
Выводы. Установлено, что все синтезированные из промышленных отходов (красного шлама и гидролизной серной кислоты) образцы коагуляционных реагентов являються эффективными коагулянтами и могут быть использованы в технологии водоочистки. Так, при концентрации в воде красителя “Активный ярко-голубой КХ” 10 мг/дм3 эффективность очистки составила 96 % при дозе коагуляционного реагента 200 мг/дм3.
Ключевые слова: красный шлам; кислотная активация; коагуляция; красители; поверхностно-активные вещества; коагуляционный реагент; сточные воды.
h3>МОДИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСФЕР КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ ГРУППАМИ ОКИСЛЕНИЕМ В АЗОТНОЙ КИСЛОТЕ / К.А. Кирпач, Е.В. Полункин - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Очистка и функционализация углеродных наноматериалов является важной задачей для получения наночастиц с узким распределением по размерам, которые будут растворимы в органических субстратах, что позволит эффективно находить практическое применение этим нанообъектам.
Цель исследования. Определение влияния окисления азотной кислотой углеродных наносфер на их структуру и химический состав.
Методика реализации. С целью оценки структурных изменений было проведено окисление исходных образцов при температуре 120 °С в растворах азотной кислоты различной концентрации. Структурные изменения и химический состав были оценены по данным спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) и инфракрасной спектроскопии.
Результаты исследования. В работе впервые представлены изменения структуры и химического состава окисленных азотной кислотой, выбранной в качестве относительно мягкого окислителя, образцов углеродных наносфер, которые были получены высокочастотным электродуговым синтезом из циклогексана или смеси пропан-бутана. Размеры углеродных наносфер составляют 5–50 нм, сферы имеют полислоистую структуру. Установлено, что с увеличением массовой концентрации кислоты от 15 до 60 % уменьшается выход окисленного продукта и растет процентное содержание кислорода в образцах.
Выводы. Функционализация углеродных наносфер окислением дает в результате наночастицы со значительным количеством кислородсодержащих групп: СООН, С=О, С–О–С, С–ОН. Обнаружено, что окисление углеродных наносфер азотной кислотой ведет к изменению их микроструктуры с усилением взаимодействия между графеновыми слоями и образованием “идеально” вложенных слоев, о чем свидетельствует смещение полос в спектрах КР.
Ключевые слова: углеродные наносферы; окисление; азотная кислота; спектроскопия комбинационного рассеяния; инфракрасная спектроскопия.
МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ ГЛИНОСОДЕРЖАЩИЙ ГЛИНИСТЫЙ СОРБЕНТ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ / О.В. Макарчук, Т.А. Донцова, И.М. Астрелин - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Сорбенты на основе сапонитовой глины являются дешевыми и одновременно эффективными по отношению к органическим загрязнителям, красителям, ионам тяжелых металлов. Тем не менее сапонитовая глина как сорбент широко не используется из-за сложности ее удаления из воды после процесса сорбции. Для преодоления этой трудности частицы глины могут быть модифицированы магнетитом, что позволит достаточно легко удалить их из воды магнитной сепарацией.
Цель исследования. Целью исследования является создание магнитоуправляемых сорбентов на основе сапонита и магнетита по различным схемам, их характеризация и выбор конструкции магнитного модуля.
Методика реализации. Были использованы современные физико-химические и экспериментальные методы исследования: рентгеновская флуоресценция, рентгеноструктурный анализ, физическая адсорбция/десорбция азота, экспериментальные исследования по адсорбции и магнитной сепарации.
Результаты исследований.Установлено, что модификация сапонита магнетитом (2 % от массы) методом пропитки позволяет получить мезопористые сорбенты с высокими сорбционными и магнитными свойствами. Обнаруженная адсорбционная емкость магнитоуправляемых сорбентов для всех типов красителей (анионных, катионных и неионогенных) была в 1,5–2,5 раза больше, чем для природного сапонита.
Выводы. Показано, что модификация сапонита магнетитом не только увеличивает его магнитные свойства, но и улучшает сорбционно-структурные характеристики. Магнитоуправляемый сорбент, полученный методом пропитки, является более эффективным при удалении красителей из низкоконцентрированных растворов красителей. Наиболее эффективно магнитоуправляемый сорбент удаляется в пирамидальном магнитном модуле.
Ключевые слова: сапонит; магнетит; красители; магнитоуправляемые сорбенты; адсорбция; магнитная сепарация.
Ингибирование гетероциклическими аминами и композициями на их основе микробной коррозии сталeй, индуцированной сульфатредуцирующими бактериями / И.С. Погребова, И.А. Козлова, Л.М. Пуриш, М.В. Соколовская - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". № 6. 2015
Проблематика. Микробная коррозия с участием сульфатредуцирующих бактерий (СВБ) является одним из опасных видов разрушения железа и сталей. Однако на сегодняшний день известно лишь незначительное количество соединений, которые используют в качестве ингибиторов микробной коррозии.
Цель исследования. Изучение влияния азотсодержащих гетероциклических соединений и их комбинации с солями металлов на коррозию