А.П. Войтер

Оптимизация длины пакетов данных в адаптивных радиосетях

Проблематика. Разработка методов и средств адаптивного управления пропускной способностью радиосетей с конкурентным доступом к радиоканалу.

Цель исследования. Определение влияния длины пакетов на эффективную скорость передачи радиосетей с учетом параметров, форматов и процедур физического и канального уровней при использовании МАС-протокола с жесткой стратегией конкурентного доступа к радиоканалу.

Методика реализации. Поставленная цель достигается созданием и анализом математической модели эффективной скорости передачи в радиосетях. Модель описывается уравнением эффективной скорости передачи, которое является функцией вероятности бесконфликтной передачи МАС-протокола и коэффициента отклонения размера пакетов данных от оптимального для LLC-протокола.

Результаты исследований. Доказано, что для каждого значения интенсивности трафика для МАС-протокола существует оптимальное отклонение длины пакетов данных, которое обеспечивает максимальную эффективную скорость передачи. Это дает возможность адаптивного управления пропускной способностью радиосетей путем применения предварительно рассчитанного отклонения размера пакетов данных в зависимости от интенсивности трафика.

Выводы. Предложенная математическая модель является инструментом расчета пропускной способности радиосетей и оптимального отклонения длины пакетов данных при адаптивном управлении конкурентным доступом к радиоканалу с жесткой стратегией в условиях значительного колебания интенсивности трафика.

Ключевые слова: радиосети; конкурентный доступ; математическая модель; адаптивное управление; пакет.

О.М. Терентьев, П.А. Гонтарь

Технология разрушения горных пород комбинированной взрыво-механической нагрузкой

Проблематика. Бурение шпуров в скальных горных породах характеризуется энергоемкостью более 120 кВт∙ч/м3. Это обусловлено тем, что около 90 % энергии расходуется на “подготовку” горных пород к разрушению. Данное исследование предлагает дополнить механическую нагрузку взрывной для снижения удельной энергоемкости разрушения горных пород.

Цель исследований. Разработка энергоэффективной технологии разрушения горных пород комбинированными взры-во-механическими нагрузками.

Методика реализации. Аналитические исследования; регрессионный анализ; математическое моделирование; экспериментальные исследования; технико-экономический анализ.

Результаты исследований. Экспериментально доказано снижение удельной энергоемкости взрыво-механического разрушения горных пород на 4–16 %.

Выводы. В результате внедрения взрыво-механического разрушения горных пород на созданном полноразмерном экспериментальном устройстве коэффициент полезного действия вырос с 77 до 80 %.

Ключевые слова: разрушение горных пород; взрыво-механическое бурение; энергоэффективность; комбинированная нагрузка; кумулятивное взрывное ядро.

И.Г. Нестерук

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ДИНАМИКИ ЧЕРНОВИЦКОЙ ДЕТСКОЙ БОЛЕЗНИ

Проблематика. Простые математические модели загрязнения и SIR-модель распространения инфекции использовались для изучения динамики неизвестной раньше детской болезни, возникшей в Черновцах (Украина). Причина множества случаев аллопеции, начавшихся в этом городе в августе 1988 г., до сих пор до конца не ясна. В соответствии с официальным отчетом правительственной комиссии последние новые случаи произошли в середине ноября 1988 г., а причиной болезни названа химическая экзогенная интоксикация. Позже эта болезнь получила название “Черновицкая химическая болезнь”. Однако почти три года регистрировалось значительно увеличенное число новых случаев локальной аллопеции, что до сих пор не получило своего объяснения.

Цель исследования. Сравнение двух разных версий болезни: химической экзогенной интоксикации и инфекции; определение параметров математических моделей и прогнозирование развития болезни.

Методика реализации. Получены аналитические решения дифференциальных уравнений для моделей загрязнения и SIR-модели для эпидемии. С помощью линейной регрессии найдены оптимальные значения параметров моделей.

Результаты исследований. С использованием статистического подхода были определены оптимальные значения параметров моделей. Расчеты показали, что инфекционная версия болезни более вероятна по сравнению с популярной гипотезой об отравлении. Сделана оценка возможной даты начала эпидемии.

Выводы. Оптимальные значения параметров SIR-модели позволяют рассчитать реалистичное число жертв и другие характеристики возможной эпидемии. Они также свидетельствуют, что увеличенное число случаев локальной аллопеции могло быть частью той же эпидемии, что и “Черновицкая химическая болезнь”.

Ключевые слова: определение модели; идентификация параметров; статистические методы; математическое моделирование инфекционных болезней; SIR-модель; модели загрязнения.

В.В. Романюк

Определение подмножества оптимальных решений по минимаксимаксному критерию потерь с учетом нестабильности функции решений

Проблематика. Представляется обобщение минимаксного критерия потерь, поскольку даже минимаксный критерий потерь с наилучшим гарантированием результата становится неподходящим при нестабильных оценках ситуаций решений.

Цель исследования. Целью статьи является формулирование минимаксимаксного критерия потерь.

Методика реализации. В отличии от классического, обобщенным критерием потерь является минимаксимакс, оперирующий над обобщенными потерями. Эти потери находятся из обобщенной функции решений, определяемой на декартовом произведении множества решений, множества состояний и множества метасостояний. Метасостояние описывает нестабильность функции решений, значения которой изменяются по множеству метасостояний. Эта нестабильность разрушает гарантированный результат найденных по классическому правилу потерь, к которым применяется минимакс, поэтому потери находятся по обобщенной функции решений. Для этого оценки полезности вычитаются из максимизированной на множестве решений полезности или минимизированные на множестве решений потери/риски вычитаются из оценок потери/риска. Тогда потери минимизируются в условиях неопределенности по двум измерениям состояний и метасостояний, то есть к ним применяется минимаксимакс.

Результаты исследования. Предлагаемый минимаксимаксный критерий потерь позволяет находить подмножество оптимальных решений, не только учитывая нестабильность функции решений, но также и уменьшая исходное множество решений больше, в отличии от критерия крайнего пессимизма без потерь (минимаксимакс/максиминимин).

Выводы. Соотношение числа оптимальных решений по критерию максиминимина/минимаксимакса без учета потерь к числу оптимальных решений по минимаксимаксному критерию потерь, уменьшаемое на 1, может быть интерпретировано как некий выигрыш применения представленного обобщения минимаксного критерия потерь. Этот выигрыш принципиально зависит от того, являются ли множества решений, состояний и метасостояний конечными или нет. Если они все конечны, то выигрыш зависит от значений в трехмерной матрице потерь и ее размеров. Поразительно, но этот выигрыш может оказаться и негативным, то есть нахождение потерь может стать неэффективным.

Ключевые слова: функция решений; минимаксный критерий потерь; подмножество оптимальных решений; метасостояние; минимаксимаксный критерий потерь.

В.А. Воскобойник, А. Редаэлли, О.Р. Чертов, Б.Д. Фиоре, А.В. Воскобойник, А.Г. Рудницкий, Л.Н. Терещенко, С.В. Сирик, Ф. Лукерини

Влияние вязкости жидкости на шум двулепесткового искусственного сердечного клапана

Проблематика. Численное моделирование и экспериментальные исследования использованы в качестве мощных инструментов для понимания и прогнозирования поведения и механики функционирования естественных клапанов сердца и их протезов в естественных и патологических состояниях. Такие исследования помогают оценить эффективность клапанов, их конструкцию и результаты хирургических процедур для диагностики нормального и нарушенного функционирования сердечных клапанов. Существует реальная проблема в создании более надежных методов и инструментов для диагностики условий работы механических сердечных клапанов.

Цель исследования. Изучение влияния вязкости жидкости на гидроакустические характеристики струй, которые вытекают из полузакрытого и открытого механического двулепесткового клапана сердца; изучение возможности использования гидроакустических измерительных средств в качестве диагностического оборудования для определения условий работы двулепесткового искусственного клапана сердца.

Методика реализации. Экспериментальное исследование проводилось с помощью гидроакустических измерений гидродинамических шумов в ближнем следе боковой и центральной струй раствора глицерина и течения чистой воды ниже по потоку от искусственного двулепесткового клапана сердца.

Результаты исследования. Экспериментально определено влияние вязкости жидкости на гидроакустические характеристики струй, вытекающих из полузакрытого и открытого механического двулепесткового клапана сердца. Обнаружены интегральные и спектральные характеристики гидродинамического шума струй глицеринового раствора и течения чистой воды ниже по потоку от двулепесткового митрального клапана сердца при различном расходе жидкости.

Выводы. В условиях течения чистой воды интегральные характеристики поля давления меньше, чем в условиях течения водного раствора глицерина. С увеличением концентрации глицерина в растворе средние давления и особенно среднеквадратичные значения пульсаций давления увеличиваются. Спектральные уровни гидродинамического шума в ближнем следе боковой струи раствора глицерина ниже, чем для потока воды в частотных диапазонах от 1 до 7-8 Гц и от 100 до 1000 Гц для расхода жидкости 5 л/мин. Для более высоких расходов жидкости спектральные компоненты гидродинамического шума в ближнем следе боковой струи раствора глицерина полузакрытого митрального клапана выше, чем для чистой воды. Наибольшая разница  (в 1,5–1,8 раза) в спектральных уровнях наблюдается в диапазоне частот от 10 до 100 Гц для расхода жидкости 15 л/мин.

Ключевые слова: искусственный двулепестковый клапан сердца; кинематическая вязкость; гидроакустические измерения; пульсации давления.

Н.В. Кузнецова, П.И. Бидюк

Моделирование финансового риска в телекоммуникационной сфере

Проблематика. Телекоммуникационная сфера в Украине динамически развивается, постоянно обновляя предложения под требования рынка и потребителя. Поэтому особенно актуальной задачей сегодня являются своевременное оценивание финансовых рисков и оптимизация финансовых расходов, связанных с появлением новых компонент и возможным оттоком клиентов к конкурентам.

Цель исследования. Предложить подход к оцениванию финансовых рисков, прогнозированию оттока клиентов и оптимального времени пользования услугами на основе моделей интеллектуального анализа данных и поведенческих моделей.

Методика реализации. Использованы нейронные сети, градиентный бустинг, случайный лес и логистическая регрессия для определения вероятности оттока клиентов. Разработаны модели анализа выживания для определения возможного времени перехода клиента в другую компанию.

Результаты исследования. Для прогнозирования клиентов, которые собираются поменять телекоммуникационную компанию, лучшей оказалась модель на основе градиентного бустинга.

Выводы. Своевременное оценивание финансовых потерь, связанных с возможным оттоком клиентов, является актуальной задачей интеллектуального анализа данных. Перспективным подходом является определение периода времени, в который возможен отток клиентов, для оптимизации финансовых ресурсов компании.

Ключевые слова: телекоммуникационная компания; финансовые риски; модели выживания; градиентный бустинг; нейронная сеть; логистическая регрессия.

И.А. Терейковский, Л.А. Терейковская

МЕТОД КОДИРОВАНИЯ ИСХОДЯЩЕГО СИГНАЛА НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ

Проблематика. Важный недостаток технологии создания современных нейросетевых моделей на базе многослойного персептрона заключается в том, что при кодировании параметров учебных примеров не учитывается корреляция ожидаемого исходящего сигнала с близостью эталонов классов, которые должны быть распознаны.

Цель исследования. Разработка метода кодирования исходящего сигнала учебных примеров, обеспечивающего отображение близости эталонов классов, которые должны быть распознаны.

Методика реализации. Метод кодирования базируется на вероятностной нейронной сети, в учебных примерах которой ожидаемый исходящий сигнал определяется не в числовом виде, а названием класса, который должен быть распознан. В то же время при распознавании в исходящем сигнале сети возможно в числовом виде отобразить близость входящего образа к каждому классу, который был заложен в нее при обучении.

Результаты исследования. Разработан метод кодирования, который за счет использования вероятностной нейронной сети позволяет учесть в ожидаемом исходящем сигнале учебных примеров близость эталонов классов, которые должны быть распознаны.

Выводы. Использование предложенного метода позволяет в 1,3–1,5 раза уменьшить количество учебных итераций для достижения допустимой ошибки обучения в пределах 1 %.

Ключевые слова: нейронная сеть; эталон; метод кодирования; исходящий сигнал.

И.В. Смирнов, А.В. Чёрный, В.К. Фурман, Н.А. Долгов

Влияние нанодисперсных модификаторов на структуру и свойства плазменно напыленных покрытий

Проблематика. В настоящее время для защиты деталей машин, работающих в условиях высоких нагрузок и температур, абразивного износа и воздействия агрессивных сред, широко используются плазменно напыленные покрытия.

Цель исследования. Цель работы заключается в повышении физико-механических характеристик плазменно напыленных покрытий путем модифицирования нанодисперсными соединениями оксида титана.

Методика реализации. Проведены экспериментальные исследования коррозионной стойкости, микротвердости, остаточных напряжений и адгезионной прочности плазменно напыленных покрытий на основе керамического порошка оксида алюминия с добавкой нанодисперсного оксида титана.

Результати исследования. Установлено, что добавление нанодисперсного оксида титана к порошку оксида алюминия приводит к повышению коррозионной стойкости в 2,8 раза в среде 10 %-ного раствора соляной кислоты. Адгезионная прочность керамических наномодифицированных покрытий повышается на 15–20 %.

Выводы. Установлено положительное влияние нанодисперсных порошков на физико-механические и трибологические характеристики плазменно напыленных покрытий.

Ключевые слова: плазменно напыленые покрытия; модификаторы; микроструктура; адгезионная прочность; коррозионная стойкость; остаточные напряжения.

А.Г. Чернятевич, Л.С. Молчанов, П.О. Юшкевич

УТОЧНЕНИЕ термодинамической модели РАФИНИРОВАНИя конвертерной ванны при продувке ЧЕРЕЗ трехъярусную кислородную фурму

Проблематика. В современных условиях кислородно-конвертерный процесс является основным способом производства металлопродукции массового назначения. При этом в связи с дефицитом качественных шихтовых материалов особенно актуальны ресурсо- и энергосберегающие технологии. Для оптимизации конвертерного производства стали в современных условиях перспективным является использование усовершенствованных по сравнению с известными конструкций кислородных фурм для верхней продувки.

Цель исследования. Получение информации о термодинамической модели продувки конвертерной ванны через трехъярусную фурму с уточнением закономерностей протекания окислительных процессов в пределах реакционной зоны 160-тонного промышленного конвертера.

Методика реализации. Проведенный анализ носит теоретический характер и базируется на определении влияния температуры и давления на закономерности протекания окислительных процессов в пределах реакционных зон, сформированных при внедрении кислородных струй в объем металлической ванны, вспененной шлакометаллической эмульсии и отходящих газов в рабочем пространстве конвертера. В качестве термодинамического параметра для оценки вероятности протекания химических реакций была использована энергия Гиббса. При этом влияние давления на окислительные процессы в конвертерной ванне оценивали в соответствии с формулой Вант-Гоффа.

Результаты исследования. Представлены термодинамические особенности протекания окислительных процессов в ванне 160-тонного кислородного конвертера при использовании трехъярусной фурмы. Для первичной реакционной зоны характерно протекание реакций окисления марганца, кремния, углерода, железа газообразным кислородом. Во вторичной реакционной зоне протекают химические реакции окисления кремния и углерода растворенным в металле кислородом, а также восстановления оксида железа углеродом. Наличие или отсутствие на поверхности расплава шлаковой фазы практически не влияет на вероятность протекания химических превращений в пределах как первичной, так и вторичной реакционных зон. Для вторичных дополнительных кислородных струй характерно окисление оксидных составляющих шлаковой и газовой фаз.

Выводы. Уточнена термодинамическая модель окислительных процессов в первичной и вторичной реакционных зонах, образованных при взаимодействии с ванной 160-тонного конвертера сверхзвуковых и звуковых кислородных струй, вытекающих из раздельных групп сопел (Лаваля и цилиндрических) наконечника верхней трехъярусной фурмы.

Ключевые слова: термодинамический анализ; кислородный конвертер; трехъярусная фурма; реакционная зона; рафинирование ванны; энергия Гиббса; давление; температура.

А.И. Юркова, А.В. Бякова, А.И. Кравченко, Д.В. Гущик

СТРУКТУРА и МЕХАНические свойства КВАЗиКРИСТАЛлиЧескОГО Al94Fe3Cr3-СПЛАВА, КОНСОЛиДирОВАНнОГО В УслОВияХ КВАЗиГиДРОСТАТИЧескОГО сжатия

Проблематика. Квазикристаллические сплавы на основе Al принадлежат к классу новейших металлических материалов для применения в легких инженерных конструкциях, прежде всего в авиации, автотранспортной отрасли. Указанные материалы чаще всего изготавливают в виде порошков, что обусловлено большой производительностью методов порошковой металлургии. Поэтому важное значение в производстве изделий принадлежит методам консолидации порошков, что связано с определенными трудностями, вследствие чего выбирать их следует с учетом не только склонности квазикристаллов к хрупкому разрушению, но и метастабильной природы квазикристаллических фаз. Определенные возможности в этом направлении предоставляет метод квазигидростатического сжатия, который может обеспечить нетривиальную комбинацию свойств прочности и пластичности материалов.

Цель исследования. Изучение влияния высокого давления в условиях квазигидростатического сжатия на формирование структуры, фазового состава и механических свойств квазикристаллического Al94Fe3Cr3-сплава.

Методика реализации. Порошок Al94Fe3Cr3-сплава с размером частиц £40 мкм изготавливали методом распыления расплава водой высокого давления. Консолидацию порошка проводили в условиях квазигидростатического сжатия в ячейках высокого давления при комнатной температуре под давлением 2,5; 4 и 6 ГПа. Структуру, фазовый состав и механические характеристики сплава исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), рентгеноструктурного анализа и микромеханических испытаний.

Результаты исследования. Методами фазового рентгеновского анализа и СЭМ установлено полное сохранение содержания квазикристаллической икосаэдрической фазы (и-фазы) в структуре Al94Fe3Cr3-сплава после его консолидации при различном давлении (2,5, 4 и 6 ГПа) в условиях квазигидростатического сжатия при комнатной температуре. Несмотря на высокое давление, приложенное в процессе консолидации, морфология частиц квазикристаллической фазы, расположенных в деформированном матричном твердом растворе a-Al, остается неизменной. Механические свойства сплава превышают анналогичные характеристики сплава, консолидированного теплой экструзией.

Выводы. Консолидация порошка Al94Fe3Cr3-сплава в условиях квазигидростатического сжатия дает возможность полного сохранения частиц метастабильной квазикристаллической и-фазы в алюминиевой матрице, что обеспечивает комбинацию высокой прочности и достаточной пластичности, необходимой для использования в инженерной практике.

Ключевые слова: квазикристаллы; Al-Fe-Cr-сплав; квазигидростатическое сжатие; давление; структура; фазовый состав; механические свойства.

М.М. Ямшинский, Г.Е. Федоров

ОКАЛИНОСТОЙКОСТЬ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ ЖАРОСТОЙКИХ ХРОМОАЛЮМИНИЕВИХ СТАЛЕЙ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

Проблематика. Анализом эксплуатации жаростойких деталей теплоэнергетического и металлургического оборудования установлено, что основной характеристикой металлических материалов, которые работают в экстремальных условиях, является окалиностойкость. Однако выбор материала для работы в условиях высоких температур и агрессивных сред следует осуществлять с учетом не только их окалиностойкости, но и возможности этого материала длительное время работать в условиях теплосмен без разрушения, то есть необходимо учитывать его термостойкость. Следовательно, важным вопросом является определение прежде всего окалиностойкости сплавов на основе железа в экстремальных условиях в зависимости от содержания в них основных элементов – хрома и алюминия – на основании изучения процессов образования на поверхности изделий высококачественных защитных пленок оксидов.

Цель исследования. Целью работы является установление правил выбора жаростойких сплавов на основе железа для работы в экстремальных условиях в зависимости от температур и агрессивных сред, а также накопление сведений относительно их окалиностойкости для создания базы данных и разработки методологии прогнозирования специальных свойств сплавов.

Методика реализации. Испытанию поддавали образцы диаметром 10 мм и длиной 20 мм в трубчатой печи при температуре 1200 и 1250 °С на протяжении 100 ч. Окалиностойкость определяли весовым методом. Фазовый состав и структуру исследовали современными рентгеноструктурными и металлографическими методами.

Результаты исследований. Установлены процессы и механизмы образования окалины в условиях эксплуатации изделий до 1250 °С в разных агрессивных средах. Определены оптимальные границы содержания основных химических элементов – хрома и алюминия – в жаростойких сплавах для работы в экстремальных условиях в зависимости от температур и сред. Создана база данных для разработки методологии прогнозирования специальных свойств хромоалюминиевых сталей в зависимости от их химического состава.

Выводы. Оптимальным содержанием хрома в жаростойких хромистых сталях для работы изделий при температурах до 1100 °С следует считать 25–30 %. Для обеспечения высокой окалиностойкости изделий, которые работают при температурах до 1250 °С в агрессивных газовых средах, концентрация хрома в металле должна быть в пределах 25–30 %, а содержание алюминия – от 2,0 до 3,5 %, при этом должно выполняться отношение [% Cr]/[% Al] = 7–10. Разнообразные газовые среды по-разному влияют на окалиностойкость хромоалюминиевых сталей. При температурах 1200 °С быстрее всего окисляются изделия в среде водяного пара, медленнее всего – в среде углекислого газа.

Ключевые слова:хром; алюминий; хромоалюминиевая сталь; структура; фазовый состав; окалиностойкость.

В.Г. Колобродов, Н.М. Луцюк

Минимальная воспринимаемая разность температур медицинского субдискретного тепловизора

Проблематика. В настоящее время в медицине широко используются тепловизоры с матричными приемниками излучения (МПИ). Общей чертой данных тепловизоров является возможность выборки сигнала в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном. Такие тепловизоры являются субдискретными. Именно поэтому сейчас очень актуален вопрос об оценке эффективности работы данных тепловизоров.

Цель исследования. Разработка физико-математической модели тепловизора, которая позволяет получить уравнение для расчета минимальной воспринимаемой разности температур (MTDP).

Методика реализации. На основе физико-математической модели тепловизора для определения минимальной разрешающей разницы температур предложено определять минимальную воспринимаемую разность температур.

Результаты исследования. Разработанная физико-математическая модель тепловизора с МПИ позволяет делать расчет минимальной воспринимаемой разности температур, что дает возможность определять пространственное разрешение тепловизора за пределами частоты Найквиста. Предложено рассматривать оптимальную фазу AMOP как средние контрасты изображения штриховой меры, что позволяет получить уравнение для расчета функции MTDP.

Выводы.  Предложенная физико-математическая модель позволяет определять пространственное разрешение тепловизора за пределами частоты Найквиста, что является важным фактором влияния на качество тепловизионных изображений.

Ключевые слова: минимальная воспринимаемая разность температур; частота Найквиста; средняя модуляция при оптимальной фазе.

В.Н. Мельник, С.В. Фесенко

ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОМАССООБМЕНОМ в биореакторах технологических линий

Проблематика. Основными проблемами, которые возникают при использовании оборудования для осуществления культивирования, являются необходимость обеспечения надлежащего проведения процессов тепломассообмена в объеме аппаратов, присутствие турбулентных и застойных зон, высокое энергопотребление, малые коэффициенты тепломассообмена при работе с вязкими средами.

Цель исследования. Экспериментальное определение преимущества дистанционного управления тепломассообменом в биореакторах технологических линий с помощью ультразвукового луча по сравнению с контактными методами.

Методика реализации. Проведено экспериментальное исследование процесса тепломассообмена в биореакторе на стенде с погружным блоком ультразвукового излучателя марки УЗП-6-1 с частотой излучения 42 кГц.

Результаты исследования. Звуковые волны, излучаемые в жидкость, образуют зону концентрации проходимой звуковой энергии в виде конфокальной сосуду цилиндрической поверхности и заставляют жидкость двигаться вдоль внутренней поверхности стакана по восходящей цилиндрической спирали, образуя движущий поток по всему объему. Таким образом, они заставляют периферийные слои жидкости и придонные слои двигаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, не оставляя застойных зон. Эффективность этого движущего потока тем больше, чем ближе к углу совпадения θ3 направлен ультразвуковой луч.

Выводы. Использование звуковых волн позволяет с минимальным риском для технологического процесса получать качественный продукт в технологических линиях на основе биореакторов. Изменение параметров облучения и физико-механических свойств рабочего объема позволяет полностью использовать свойства резонансных проявлений влияния звуковых волн на рабочую жидкость с минимальными затратами энергии.

Ключевые слова: биореактор; аберрация; зона каустики.

Г.С. Тымчик, А.Н. Матвиенко, Н.Ф. Терещенко, С.Н. Матвиенко

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ конвекции в ЖИДКОСТИ НА погрешности измерения теплопроводности методом прямоГО ПОДОГРЕВА термистора

Проблематика. Рассмотрены вопросы подбора оптимального диаметра посуды для исследуемых жидкостей на основе исследования влияния явления конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей методом прямого подогрева термистора.

Цель исследования. Целью работы является проведение экспериментальных исследований по определению влияния конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей.

Методика реализации. Проведена оценка точности измерения температуры разогрева термистора методом прямого подогрева термистора для исследуемой жидкости в посуде разного диаметра при определении коэффициента теплопроводности. Проведена серия экспериментальных исследований с помощью установки для измерения теплофизических характеристик (ТФХ) жидкостей с целью определения оптимальной конструкции зонда и термостата, выбора оптимального объема изучаемого материала и выбора конструктивных материалов.

Результаты исследования. Представлены результаты экспериментальных исследований с контрольными жидкостями с помощью разработанного прибора на основе метода прямого подогрева термистора, определены значения колебания температуры разогрева термистора в зависимости от диаметра посуды с исследуемой жидкостью.

Выводы. Обосновано, что при проектировании приборов для измерения ТФХ жидкостей необходимо учитывать индиивидуальные свойства исследуемых жидкостей и обеспечить максимально возможное равномерное нагревание или охлаждение посуды с исследуемым материалом. Также необходимо использовать посуду минимального диаметра. Рекомендовано для уменьшения погрешности измерения теплопроводности жидкостей использовать посуду для исследуемой жидкости диаметром до 10 мм.

Ключевые слова: теплопроводность; метод прямого подогрева термистора; теплофизические характеристики жидких материалов.

Т.В. Зеленчук, И.М. Дейкун, В.А. Барбаш

ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРУКСУСНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ СОЛОМЫ ОВСА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ

Проблематика. Разработка технологии получения перуксусной целлюлозы из соломы овса и использование ее в производстве одного из массовых видов бумаги.

Цель исследования. Определение оптимальных значений технологических параметров перуксусной варки на показатели качества перуксусной целлюлозы из соломы овса.

Методика реализации. Варку сечки соломы овса проводили перуксусной кислотой при температуре 95 ± 1 °С в течение 90, 120, 150 и 180 мин при гидромодуле 8:1 и 7:1, а также с использованием катализатора – вольфрамата натрия. Для определения физико-механических показателей перуксусной целлюлозы из соломы овса изготавливали лабораторные образцы бумаги массой 70 г/м2.

Результаты исследования. Установлены оптимальные значения технологических параметров (температуры, продолжительности, гидромодуля, концентрации пероксида водорода и перуксусной кислоты) процесса делигнификации соломы овса. Показано, что добавление к варочному раствору катализатора вольфрамата натрия с расходом до 1 % от массы растительного сырья способствует уменьшению содержания лигнина в целлюлозе до 15 %. Построена диаграмма зависимости выхода целюлозы от содержания в ней остаточного лигнина для различных способов делигнификации представителей недревесного растительного сырья. Подтверждена высокая эффективность перуксусного метода получения целлюлозы из недревесного растительного сырья, в частности из соломы овса. Определено, что полученная перуксусная целлюлоза из соломы овса имеет высокие значения физико-механических показателей.

 Выводы. Перуксусная целлюлоза из соломы овса может использоваться для производства массовых видов бумаги и картона, в том числе оберточной бумаги марки Г.

Ключевые слова: солома овса; целлюлоза; делигнификация; катализатор; бумага; физико-механические показатели.

А.А. Остапенко, В.А. Барбаш, Ф.П. Рудзей

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АМФОТЕРНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ НА СТЕПЕНЬ УДЕРЖАНИЯ ВОЛОКНА И ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДСЕТОЧНЫХ ВОД

Проблематика. Переработка макулатуры характеризуется ухудшенным содержанием волокнистой массы на сетке бумагоделательной (картоноделательной) машины, что приводит к повышению содержания волокна в подсеточных водах и к увеличению потерь исходного волокнистого сырья со сточными водами.

Цель исследования. Оценка влияния амфотерных полимерных смол (АПС) на эффективность содержания волокна на сетке и степень загрязнения подсеточных вод.

Методика реализации. По стандартным методикам определена степень содержания волокна и мутности воды, возникающей в процессе производства бумаги и картона при формировании на сетке бумагоделательной машины.

Результаты исследования. Построены графики зависимости мутности подсеточной воды от расходов АПС для разной степени помола для марок макулатуры МС-5Б-2 и МС-8В-3. Подтверждена высокая эффективность влияния АПС на степень содержания волокна на сетке бумагоделательной машины. Установлены оптимальные значения технологических параметров (степени помола и расходов АПС) для оценки влияния АПС на качество подсеточных вод. Показано, что наиболее эффективной АПС среди исследованных химических вспомогательных веществ является Ультрарез 200, а оптимальный расход всех АПС – 4 кг/т бумаги. За увеличением эффективности влияния АПС на степень содержания волокна и уменьшения мутности подсеточной воды исследованные АПС располагаются в такой ряд: Luresin KS – Eka WS 325 – Kymene 25X-Cel – Ультрарез 200 – Fennostrengt PА21.

Выводы. Использование АПС позволяет достичь высокий степени содержания волокна на сетке до 97 % и снижает на 50–85 % мутность подсеточных вод, сокращает потери исходного волокнистого сырья, снижает потребление свежей воды и повышает эффективность производства бумаги и картона из макулатуры.

Ключевые слова: амфотерные полимерные смолы; мутность; макулатура; степень содержания волокна.