Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3249
Александр Савельевич Глазырин, Юсуп Ниязбекович Исаев, Сергей Николаевич Кладиев, Андрей Петрович Леонов, Иван Витальевич Раков, Станислав Вячеславович Колесников, Сергей Владимирович Ланграф, Александр Александрович Филипас, Владимир Анатольевич Копырин, Рустам Нуриманович Хамитов, Владимир Захарович Ковалев, Алексей Валериевич Лавринович
Актуальность. Определение основных электрических параметров нефтепогружных кабелей связано с необходимостью создания точных математических моделей станции управления системами – нефтепогружной кабель – погружной электродвигатель, в которых необходимо учитывать волновые процессы в протяженной кабельной линии, возникающие в связи с формой импульсов, генерируемых преобразователями частоты, входящими в состав современных пультов управления. Электрические параметры, такие как линейная емкость и индуктивность, не стандартизированы в технической литературе и не указываются в технических характеристиках производителями кабелей. Однако, очевидно, что создание систем управления и идентификация режимов работы ПЭД требует решения систем дифференциальных уравнений, включающих в качестве параметров заданные характеристики. Кроме того, современные концепции частотного регулирования электродвигателей, в частности погружных, указывают на то, что при работе преобразователей частоты на базе IGBT-транзисторов в сигнале питания ПЭД возникают высокочастотные перенапряжения, приводящие к появлению частичных разрядов в обмотках статора моторов. Этот факт будет усугубляться развитием более cильных полей с увеличением длины кабеля и, соответственно, большим влиянием волновых процессов на форму сигнала, подаваемого на ПЭД. Цель исследования заключается в разработке методики определения погонных электротехнических параметров нефтепогружного кабеля любых конструкций и используемых материалов. Методы: методы решения дифференциальных уравнений, полевых задач, численное конечно-элементное моделирование. Результаты. Разработана методика определения погонных ёмкостей и погонных индуктивностей жил и брони нефтепогружного кабеля, основанная на решении дифференциальных уравнений для эталонной «справочной» модели и численном моделировании идентичной конструкции в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a. Указано, что конечно-элементное моделирование в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a корректно и с достаточной точностью (ошибка менее 5 %) совпадает с результатами решения уравнений, приведённых в справочной литературе. Определены погонные значения ёмкостей и индуктивностей для наиболее распространённых конструкций нефтепогружных кабелей.
{"title":"ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГОННЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЕПОГРУЖНОГО КАБЕЛЯ","authors":"Александр Савельевич Глазырин, Юсуп Ниязбекович Исаев, Сергей Николаевич Кладиев, Андрей Петрович Леонов, Иван Витальевич Раков, Станислав Вячеславович Колесников, Сергей Владимирович Ланграф, Александр Александрович Филипас, Владимир Анатольевич Копырин, Рустам Нуриманович Хамитов, Владимир Захарович Ковалев, Алексей Валериевич Лавринович","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3249","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3249","url":null,"abstract":"Актуальность. Определение основных электрических параметров нефтепогружных кабелей связано с необходимостью создания точных математических моделей станции управления системами – нефтепогружной кабель – погружной электродвигатель, в которых необходимо учитывать волновые процессы в протяженной кабельной линии, возникающие в связи с формой импульсов, генерируемых преобразователями частоты, входящими в состав современных пультов управления. Электрические параметры, такие как линейная емкость и индуктивность, не стандартизированы в технической литературе и не указываются в технических характеристиках производителями кабелей. Однако, очевидно, что создание систем управления и идентификация режимов работы ПЭД требует решения систем дифференциальных уравнений, включающих в качестве параметров заданные характеристики. Кроме того, современные концепции частотного регулирования электродвигателей, в частности погружных, указывают на то, что при работе преобразователей частоты на базе IGBT-транзисторов в сигнале питания ПЭД возникают высокочастотные перенапряжения, приводящие к появлению частичных разрядов в обмотках статора моторов. Этот факт будет усугубляться развитием более cильных полей с увеличением длины кабеля и, соответственно, большим влиянием волновых процессов на форму сигнала, подаваемого на ПЭД. Цель исследования заключается в разработке методики определения погонных электротехнических параметров нефтепогружного кабеля любых конструкций и используемых материалов. Методы: методы решения дифференциальных уравнений, полевых задач, численное конечно-элементное моделирование. Результаты. Разработана методика определения погонных ёмкостей и погонных индуктивностей жил и брони нефтепогружного кабеля, основанная на решении дифференциальных уравнений для эталонной «справочной» модели и численном моделировании идентичной конструкции в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a. Указано, что конечно-элементное моделирование в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a корректно и с достаточной точностью (ошибка менее 5 %) совпадает с результатами решения уравнений, приведённых в справочной литературе. Определены погонные значения ёмкостей и индуктивностей для наиболее распространённых конструкций нефтепогружных кабелей.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"13 1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123415993","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-04-21DOI: 10.18799/24131830/2021/4/3159
Владимир Зотович Пойлов, Александр Леонидович Казанцев, Мария Владимировна Черепанова
Актуальность. Керамические композиции Al2O3-ZrO2 обладают высокой механической прочностью при повышенных температурах, хорошей стойкостью к тепловому удару, что делает керамику ZTA (комбинация оксида алюминия и диоксида циркония) пригодной для различных областей применения с высокими требованиями: в химической и нефтехимической отраслях промышленности, при изготовлении катализаторов, изготовлении инструментов, в медицине и т. д. В последние годы широко востребованными являются также керамические материалы, используемые в аддитивных технологиях. Цель: выявление физико-химических основ получения композиций Al2O3-ZrO2 методом спрей-термогидролиза из органоминеральных растворов трихлорида алюминия и оксохлорида циркония с определенными химическим, фазовым и дисперсным составами. Объекты: органоминеральные растворы трихлорида алюминия и оксохлорида циркония, а также продукты их спрей-термогидролиза, образующиеся при сгорании органоминеральных растворов в пламени при температурах более 400 °С. Методы. Размер и форма, элементный состав полученных продуктов определялись на сканирующем электронном микроскопе «S-3400N» фирмы «HITACHI», с приставкой для рентгеноспектрального анализа фирмы «Брукер», фазовый состав – на рентгеновском дифрактометре «XRD 7000» фирмы «Shimadzu», гранулометрический состав – на приборах фирмы «Malvern» «Mastersizer 2000» и «Zetasizer Nano ZS», термические превращения продуктов и исходных веществ – на приборе синхронно-термического анализа «Jupiter STA 449 C» фирмы «NETZSCH». Результаты. Установлены особенности термических превращений трихлорида алюминия и оксохлорида циркония (изменения массы, тепловые эффекты, температуры гидролиза, разложения, кристаллизации, фазовых превращений) в интервале температур 40–1650 °С. Выявлено, что при термогидролизе бинарных растворов типа AlCl3-ZrOCl2 формируются частицы порошков, ядро которых состоит преимущественно из продуктов гидролиза хлорида алюминия, имеющего более высокую скорость гидролиза, смешанного оксида Al0,52Zr0,48O1,74, а оболочка – из оксида циркония. Проведены исследования равномерности распределения атомов Al и Zr в порошках оксидных композиций. Установлено, что неравномерное распределение атомов Al и Zr в порошках композиций Al2O3-ZrO2 наблюдается только в крупных частицах с размерами 100 мкм и более. Установлено, что характеристики дисперсности продуктов термогидролиза зависят как от состава прекурсоров, так и от введения спиртов, концентрации компонентов и добавок в прекурсорах. Средний размер частиц порошков и диапазон размеров снижается при увеличении концентрации солей в прекурсоре и подкислении прекурсора (0,8 % масс. HCl). Применение разбавленных растворов солей в составе прекурсора приводит к увеличению среднего размера частиц за счет образования больших по размеру капель и снижения температуры синтеза. Использование изопропанола в прекурсорах оказывает минимальное влияние на морфологию получаемых частиц, но приводит к повышению температуры в реакторе, увеличению полиди
相关。Al2O3-ZrO2陶瓷在高温下具有很高的机械强度，耐热，使ZTA陶瓷(氧化铝和二氧化锆的混合物)适合不同的应用领域，要求很高:在化学和石化工业中，在催化剂、工具、医药等方面，近年来还广泛使用了附属技术中的陶瓷材料。目标:用有机矿物溶液、铝三氯化钾和氧氯化锆的物理化学基质识别出Al2O3-ZrO2的合成。对象:органоминеральн氯铝溶液оксохлорид锆产品以及它们喷-термогидролизорганоминеральн溶液在火焰中燃烧过程产生的温度超过40°c。方法。成品的大小和形状都是由日航扫描电子显微镜“S-3400N”决定的，带有x射线光谱分析的“S-3400N”、用x射线光谱仪“Shimadzu”7000、用x射线光谱仪“Mastersizer 2000”和“Zetasizer Nano ZS”决定的。产品和原材料的热交换是NETZSCH的同步热分析工具“Jupiter STA 449 C”。结果。尤其是热处理变形氯铝和оксохлорид锆(质量变化热效应、水解,分解,结晶相转变温度)温度间隔40年至1650°c。在AlCl3-ZrOCl2型双溶液中，粉状颗粒形成，其核心主要由高速性氯化铝、al0.52zr0.48o1.74混合氧化物组成。研究了Al和Zr在氧化物混合物中的分布均匀性。据发现，Al2O3-ZrO2粉末中Al和Zr的不均匀分布只发生在100 mkm以上的大颗粒中。事实证明，热溶酶酶的分散性取决于前体的组成和酒精的摄入、成分的浓度和前体的添加剂。粉末颗粒的平均大小和大小随着前体盐浓度的增加和前体的增加而降低(0.8%的质量)。HCl)。在前体中使用稀释的盐溶液会增加颗粒的平均大小，从而产生更大的水滴和降低聚变温度。在前体中使用异丙酚对产生的粒子的形态学影响很小，但会增加反应堆温度，增加样品颗粒的多分散性。
{"title":"ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ Al2O3-ZrO2 СПРЕЙ-ТЕРМОГИДРОЛИЗОМ","authors":"Владимир Зотович Пойлов, Александр Леонидович Казанцев, Мария Владимировна Черепанова","doi":"10.18799/24131830/2021/4/3159","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/4/3159","url":null,"abstract":"Актуальность. Керамические композиции Al2O3-ZrO2 обладают высокой механической прочностью при повышенных температурах, хорошей стойкостью к тепловому удару, что делает керамику ZTA (комбинация оксида алюминия и диоксида циркония) пригодной для различных областей применения с высокими требованиями: в химической и нефтехимической отраслях промышленности, при изготовлении катализаторов, изготовлении инструментов, в медицине и т. д. В последние годы широко востребованными являются также керамические материалы, используемые в аддитивных технологиях. Цель: выявление физико-химических основ получения композиций Al2O3-ZrO2 методом спрей-термогидролиза из органоминеральных растворов трихлорида алюминия и оксохлорида циркония с определенными химическим, фазовым и дисперсным составами. Объекты: органоминеральные растворы трихлорида алюминия и оксохлорида циркония, а также продукты их спрей-термогидролиза, образующиеся при сгорании органоминеральных растворов в пламени при температурах более 400 °С. Методы. Размер и форма, элементный состав полученных продуктов определялись на сканирующем электронном микроскопе «S-3400N» фирмы «HITACHI», с приставкой для рентгеноспектрального анализа фирмы «Брукер», фазовый состав – на рентгеновском дифрактометре «XRD 7000» фирмы «Shimadzu», гранулометрический состав – на приборах фирмы «Malvern» «Mastersizer 2000» и «Zetasizer Nano ZS», термические превращения продуктов и исходных веществ – на приборе синхронно-термического анализа «Jupiter STA 449 C» фирмы «NETZSCH». Результаты. Установлены особенности термических превращений трихлорида алюминия и оксохлорида циркония (изменения массы, тепловые эффекты, температуры гидролиза, разложения, кристаллизации, фазовых превращений) в интервале температур 40–1650 °С. Выявлено, что при термогидролизе бинарных растворов типа AlCl3-ZrOCl2 формируются частицы порошков, ядро которых состоит преимущественно из продуктов гидролиза хлорида алюминия, имеющего более высокую скорость гидролиза, смешанного оксида Al0,52Zr0,48O1,74, а оболочка – из оксида циркония. Проведены исследования равномерности распределения атомов Al и Zr в порошках оксидных композиций. Установлено, что неравномерное распределение атомов Al и Zr в порошках композиций Al2O3-ZrO2 наблюдается только в крупных частицах с размерами 100 мкм и более. Установлено, что характеристики дисперсности продуктов термогидролиза зависят как от состава прекурсоров, так и от введения спиртов, концентрации компонентов и добавок в прекурсорах. Средний размер частиц порошков и диапазон размеров снижается при увеличении концентрации солей в прекурсоре и подкислении прекурсора (0,8 % масс. HCl). Применение разбавленных растворов солей в составе прекурсора приводит к увеличению среднего размера частиц за счет образования больших по размеру капель и снижения температуры синтеза. Использование изопропанола в прекурсорах оказывает минимальное влияние на морфологию получаемых частиц, но приводит к повышению температуры в реакторе, увеличению полиди","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"346 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-04-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122300347","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-27DOI: 10.18799/24131830/2021/3/3108
Мубарик Мовлаевич Бакраев, Ф. З. Булюкова, Елена Борисовна Думлер, Айнди Сайдиевич Дельбиев
Актуальность. На современном этапе перед нефтедобывающей отраслью стоят серьезные задачи по поиску новых эффективных технологий по повышению нефтеотдачи пластов. В процессе разработки нижнемеловой залежи нефти наблюдается тенденция значительного снижения дебита скважин за счет отложений в насосно-компрессорных трубах труднорастворимых асфальтеносмолистых веществ. С падением дебита, давления и температуры интенсивность отложений, в том числе кольматирующих элементов в призабойной зоне пласта, увеличивалась. В статье решается задача подбора эффективного способа обработки призабойной зоны с целью повышения интенсификации добычи и увеличения нефтеодачи пласта за счет более полной ее очистки от трудноудаляемых кольматирующих отложений. Основной целью исследования является определение наиболее эффективного способа обработки терригенных коллекторов нижнемеловых залежей для воздействия на скелет горной породы, образующей коллектор, и защиты от кольматирующих отложений. Объект: Горячеисточненское месторождение, расположенное на восточном окончании Терского хребта Грозненского района Чеченской республики. Месторождение многопластовое. В разработке и эксплуатации пребывали миоценовая, верхнемеловая, альбская, альб-аптская и барремская залежи. Наиболее крупные объекты связаны с верхнемеловыми и альб-аптскими отложениями нижнего мела. Миоценовая залежь практически выработана. Альбская и барремская залежи недоразведаны и эксплуатируются единичными скважинами. Продуктивные отложения альб-аптской залежи характеризуются сравнительно низкими коллекторскими свойствами. Методы: исследование различных технологических методов воздействия на призабойную зону пласта скважины. Результаты. С целью интенсификации добычи и увеличения нефтеодачи пласта предлагается производить обработку терригенных коллекторов нижнего мела органическими растворителями РИНГО-ГКС, РИНГО-СКС и МКС. Экспериментальные обработки в скважинах показали эффективность воздействия на призабойную зону и полную её очистку от кольматирующих отложений.
{"title":"ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ НИЖНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ГОРЯЧЕИСТОЧНЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ","authors":"Мубарик Мовлаевич Бакраев, Ф. З. Булюкова, Елена Борисовна Думлер, Айнди Сайдиевич Дельбиев","doi":"10.18799/24131830/2021/3/3108","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/3/3108","url":null,"abstract":"Актуальность. На современном этапе перед нефтедобывающей отраслью стоят серьезные задачи по поиску новых эффективных технологий по повышению нефтеотдачи пластов. В процессе разработки нижнемеловой залежи нефти наблюдается тенденция значительного снижения дебита скважин за счет отложений в насосно-компрессорных трубах труднорастворимых асфальтеносмолистых веществ. С падением дебита, давления и температуры интенсивность отложений, в том числе кольматирующих элементов в призабойной зоне пласта, увеличивалась. В статье решается задача подбора эффективного способа обработки призабойной зоны с целью повышения интенсификации добычи и увеличения нефтеодачи пласта за счет более полной ее очистки от трудноудаляемых кольматирующих отложений. Основной целью исследования является определение наиболее эффективного способа обработки терригенных коллекторов нижнемеловых залежей для воздействия на скелет горной породы, образующей коллектор, и защиты от кольматирующих отложений. Объект: Горячеисточненское месторождение, расположенное на восточном окончании Терского хребта Грозненского района Чеченской республики. Месторождение многопластовое. В разработке и эксплуатации пребывали миоценовая, верхнемеловая, альбская, альб-аптская и барремская залежи. Наиболее крупные объекты связаны с верхнемеловыми и альб-аптскими отложениями нижнего мела. Миоценовая залежь практически выработана. Альбская и барремская залежи недоразведаны и эксплуатируются единичными скважинами. Продуктивные отложения альб-аптской залежи характеризуются сравнительно низкими коллекторскими свойствами. Методы: исследование различных технологических методов воздействия на призабойную зону пласта скважины. Результаты. С целью интенсификации добычи и увеличения нефтеодачи пласта предлагается производить обработку терригенных коллекторов нижнего мела органическими растворителями РИНГО-ГКС, РИНГО-СКС и МКС. Экспериментальные обработки в скважинах показали эффективность воздействия на призабойную зону и полную её очистку от кольматирующих отложений.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-03-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115669671","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-27DOI: 10.18799/24131830/2021/3/3103
Короткий Игорь Алексеевич, Короткая Елена Валерьевна, Киреев Владимир Васильевич
Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения изменения теплофизических характеристик биомассы в процессе её термического преобразования применительно к проектированию технологического оборудования и энергетическому использованию. Цель: изучение теплофизических характеристик биомассы с различной долей минерализации в процессе её медленного пиролиза. Объекты: ресурсы биомассы, имеющие различную степень минерализации – солома (Ad=2,8 %), некондиционные пшеничные отруби (Ad=6,9 %), низинный торф Суховского месторождения (Ad=22,8 %). Методы. Теплотехнические характеристики образцов биомассы и их углеродистого остатка определены согласно аттестованным методикам (ГОСТ Р 54186-2010 (EN 14774-1: 2009), ГОСТ Р 56881-2016 (Е1755-01), ГОСТ 11305-2013, 11306-2013, ГОСТ 32990-2014 (EN 15148: 2009); значения теплоты сгорания установлены при помощи калориметра АБК-1 (РЭТ, Россия) в соответствии с ГОСТ 147-2013 (ISO 1928-2009); элементный анализ её органической части определен на приборе Vario Micro Cube (Elementar, Германия); термическая переработка осуществлена методами дифференциального термического анализа и физического эксперимента; теплофизические характеристики биомассы и её углеродистого остатка измерены методом лазерной вспышки при помощи анализатора температуропроводности Discovery Laser Flash 1 (DLF-1); измерения истинной плотности выполнены с помощью автоматического газового пикнометра Ultrapyc-1200e (Quantachrome Instruments, США); структуру рассматриваемого углеродного остатка, полученного при пиролизе биомассы, исследовали методом сканирующей микроскопии на электронном микроскопе VEGA 3 SBU (TESCAN, Чехия). Результаты. Пиролиз соломы и отрубей протекает в две стадии, различающиеся средней скоростью разложения – (0,38…0,41) % °С–1 и 0,09 % °С–1 соответственно. Разложение торфа протекает во всем температурном диапазоне 220–500 °С при среднем значении скорости разложения 0,11 % °С–1. Теплопроводность углеродных остатков из соломы и отрубей, имеющих относительно невысокую для биомассы величину зольности, несущественно изменяется вплоть до 400 °С, после чего её значение возрастает. Теплоемкость этих образцов увеличивается с температурой их получения до 300 °С, после чего происходит её резкое снижение. Углеродистый остаток, полученный при 500 °С, имеет более высокое значение теплоемкости по сравнению с остатком при 400 °С. Отмеченные изменения можно объяснить разложением компонентов органической части биомассы – целлюлозы и лигнина. Теплоемкость и теплопроводность углеродного остатка из суховского торфа, имеющего высокую долю минерализации (Ad = 22,8%), снижаются во всем рассмотренном температурном диапазоне, что обусловлено повышением доли неорганических компонентов за счет разложения органической массы, что подтверждается ростом плотности твердой фазы.
{"title":"ИЗМЕНЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОМАССЫ С РАЗЛИЧНОЙ ДОЛЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ В ПРОЦЕССЕ МЕДЛЕННОГО ПИРОЛИЗА","authors":"Короткий Игорь Алексеевич, Короткая Елена Валерьевна, Киреев Владимир Васильевич","doi":"10.18799/24131830/2021/3/3103","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/3/3103","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения изменения теплофизических характеристик биомассы в процессе её термического преобразования применительно к проектированию технологического оборудования и энергетическому использованию. Цель: изучение теплофизических характеристик биомассы с различной долей минерализации в процессе её медленного пиролиза. Объекты: ресурсы биомассы, имеющие различную степень минерализации – солома (Ad=2,8 %), некондиционные пшеничные отруби (Ad=6,9 %), низинный торф Суховского месторождения (Ad=22,8 %). Методы. Теплотехнические характеристики образцов биомассы и их углеродистого остатка определены согласно аттестованным методикам (ГОСТ Р 54186-2010 (EN 14774-1: 2009), ГОСТ Р 56881-2016 (Е1755-01), ГОСТ 11305-2013, 11306-2013, ГОСТ 32990-2014 (EN 15148: 2009); значения теплоты сгорания установлены при помощи калориметра АБК-1 (РЭТ, Россия) в соответствии с ГОСТ 147-2013 (ISO 1928-2009); элементный анализ её органической части определен на приборе Vario Micro Cube (Elementar, Германия); термическая переработка осуществлена методами дифференциального термического анализа и физического эксперимента; теплофизические характеристики биомассы и её углеродистого остатка измерены методом лазерной вспышки при помощи анализатора температуропроводности Discovery Laser Flash 1 (DLF-1); измерения истинной плотности выполнены с помощью автоматического газового пикнометра Ultrapyc-1200e (Quantachrome Instruments, США); структуру рассматриваемого углеродного остатка, полученного при пиролизе биомассы, исследовали методом сканирующей микроскопии на электронном микроскопе VEGA 3 SBU (TESCAN, Чехия). Результаты. Пиролиз соломы и отрубей протекает в две стадии, различающиеся средней скоростью разложения – (0,38…0,41) % °С–1 и 0,09 % °С–1 соответственно. Разложение торфа протекает во всем температурном диапазоне 220–500 °С при среднем значении скорости разложения 0,11 % °С–1. Теплопроводность углеродных остатков из соломы и отрубей, имеющих относительно невысокую для биомассы величину зольности, несущественно изменяется вплоть до 400 °С, после чего её значение возрастает. Теплоемкость этих образцов увеличивается с температурой их получения до 300 °С, после чего происходит её резкое снижение. Углеродистый остаток, полученный при 500 °С, имеет более высокое значение теплоемкости по сравнению с остатком при 400 °С. Отмеченные изменения можно объяснить разложением компонентов органической части биомассы – целлюлозы и лигнина. Теплоемкость и теплопроводность углеродного остатка из суховского торфа, имеющего высокую долю минерализации (Ad = 22,8%), снижаются во всем рассмотренном температурном диапазоне, что обусловлено повышением доли неорганических компонентов за счет разложения органической массы, что подтверждается ростом плотности твердой фазы.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-03-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"134070367","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-24DOI: 10.18799/24131830/2021/1/3009
Ключников Денис Александрович, Платонова Светлана Александровна, Соболева Елена Васильевна
Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления особенностей накопления тяжелых металлов в почвах урболандшафтов Владивостока и Уссурийска и установления величины потенциального экологического риска. Целью работы является оценка геохимического состояния почв различных функциональных зон урболандшафтов с использованием нескольких индексов загрязнения. Методы. Валовое содержание элементов в почвах определяли методом рентгенфлуоресцентного анализа на спектрометре EDX-800HS (Shimadzu). Результаты. Под влиянием сильной техногенной нагрузки в верхних горизонтах почв урболандшафтов в наибольшей степени накапливаются хром, медь, цинк и свинец. Содержание ванадия, кобальта и никеля сравнимо с кларком или ниже его. Средние и максимальные значения комплексных коэффициентов загрязнения PLI и NPI свидетельствуют о деградации поверхностного слоя городских почв и сильной степени загрязнения тяжелыми металлами. Потенциальный экологический риск колеблется от незначительного до среднего. Степень загрязнения почв различных функциональных зон увеличивается в следующем ряду: рекреационная<многоэтажной застройки<транспортно-селитебная<малоэтажной застройки, уровень загрязнения варьирует от оценки «чиста почва» до оценки «сильно загрязненная почва». В некоторых почвах рекреационной зоны выявлена слабая аккумуляция хрома, цинка и меди. В почвах зоны многоэтажной застройки во Владивостоке обнаружено накопление хрома, меди, свинца и цинка (от слабого до среднего), а в Уссурийске отмечено только накопление меди. В почвах транспортно-селитебной зоны и зоны малоэтажной застройки с разной степенью интенсивности аккумулируются хром, медь, свинец и цинк. Более высокие значения как индивидуальных (Igeo, EF, PI), так и комплексных показателей загрязнения (NPI, PLI, PERI) выявлены в почвах Владивосток.
{"title":"ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ГОРОДСКИХ ПОЧВАХ: ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА","authors":"Ключников Денис Александрович, Платонова Светлана Александровна, Соболева Елена Васильевна","doi":"10.18799/24131830/2021/1/3009","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3009","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления особенностей накопления тяжелых металлов в почвах урболандшафтов Владивостока и Уссурийска и установления величины потенциального экологического риска. Целью работы является оценка геохимического состояния почв различных функциональных зон урболандшафтов с использованием нескольких индексов загрязнения. Методы. Валовое содержание элементов в почвах определяли методом рентгенфлуоресцентного анализа на спектрометре EDX-800HS (Shimadzu). Результаты. Под влиянием сильной техногенной нагрузки в верхних горизонтах почв урболандшафтов в наибольшей степени накапливаются хром, медь, цинк и свинец. Содержание ванадия, кобальта и никеля сравнимо с кларком или ниже его. Средние и максимальные значения комплексных коэффициентов загрязнения PLI и NPI свидетельствуют о деградации поверхностного слоя городских почв и сильной степени загрязнения тяжелыми металлами. Потенциальный экологический риск колеблется от незначительного до среднего. Степень загрязнения почв различных функциональных зон увеличивается в следующем ряду: рекреационная<многоэтажной застройки<транспортно-селитебная<малоэтажной застройки, уровень загрязнения варьирует от оценки «чиста почва» до оценки «сильно загрязненная почва». В некоторых почвах рекреационной зоны выявлена слабая аккумуляция хрома, цинка и меди. В почвах зоны многоэтажной застройки во Владивостоке обнаружено накопление хрома, меди, свинца и цинка (от слабого до среднего), а в Уссурийске отмечено только накопление меди. В почвах транспортно-селитебной зоны и зоны малоэтажной застройки с разной степенью интенсивности аккумулируются хром, медь, свинец и цинк. Более высокие значения как индивидуальных (Igeo, EF, PI), так и комплексных показателей загрязнения (NPI, PLI, PERI) выявлены в почвах Владивосток.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"18 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130608804","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-24DOI: 10.18799/24131830/2021/1/3006
Селиванов Николай Васильевич, Головчун Сергей Николаевич, Берёзина Ирина Сергеевна
Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности применения неразрушающих методов контроля качества свайных фундаментов. Основные направления исследований в данной области сосредоточены на изучении возможностей и ограничений существующих методик контроля и разработке новых, позволяющих получить дополнительные сведения о техническом состоянии конструкций. Надежная оценка сплошности и несущей способности свай, выполненная до ввода фундамента в эксплуатацию, минимизирует последующие риски капитальных затрат на устранение аварийных последствий. Распространенные геофизические методики контроля качества фундаментов предназначены для изучения состояния материала конструкций. Описанная в публикации модификация сейсмоакустического метода предлагает использовать дополнительную информацию, извлекаемую из акустических сигналов, для сравнительной оценки контактных условий свай. Это позволяет выполнить требования ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» по выбору характерных мест для проведения статических испытаний, повысить прогностическую эффективность комплекса полевых испытаний в капитальном строительстве. Цель:изучение изменений динамических атрибутов сигналов, зарегистрированных сейсмоакустическим методом, в зависимости от параметровсистемы «свая–грунт». Объекты:железобетонные сваи и другие фундаменты глубокого заложения. Методы: поверхностный сейсмоакустический метод; атрибутный анализ акустических сигналов;численное моделирование процессов распространения упругих волн. Результаты.Предложена методика сравнительной оценки контактных условий сваи с вмещающим грунтом, основанная на анализесигналов сейсмоакустического метода с использованием динамических атрибутов нормированной площади спектра и средневзвешенной частоты.Составлено девять серий численных моделей, описывающих характерные системы «свая–грунт». Выполнено трехмерное численное моделирование, для полученных синтетических сигналов рассчитаны атрибуты и построены атрибутные диаграммы. Сделаны выводы о влиянии изменений параметров системы «свая–грунт» на поведение динамических атрибутов отклика.
{"title":"ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ «СВАЯ–ГРУНТ» НА ДИНАМИЧЕСКИЕ АТРИБУТЫ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ","authors":"Селиванов Николай Васильевич, Головчун Сергей Николаевич, Берёзина Ирина Сергеевна","doi":"10.18799/24131830/2021/1/3006","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3006","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности применения неразрушающих методов контроля качества свайных фундаментов. Основные направления исследований в данной области сосредоточены на изучении возможностей и ограничений существующих методик контроля и разработке новых, позволяющих получить дополнительные сведения о техническом состоянии конструкций. Надежная оценка сплошности и несущей способности свай, выполненная до ввода фундамента в эксплуатацию, минимизирует последующие риски капитальных затрат на устранение аварийных последствий. Распространенные геофизические методики контроля качества фундаментов предназначены для изучения состояния материала конструкций. Описанная в публикации модификация сейсмоакустического метода предлагает использовать дополнительную информацию, извлекаемую из акустических сигналов, для сравнительной оценки контактных условий свай. Это позволяет выполнить требования ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» по выбору характерных мест для проведения статических испытаний, повысить прогностическую эффективность комплекса полевых испытаний в капитальном строительстве. Цель:изучение изменений динамических атрибутов сигналов, зарегистрированных сейсмоакустическим методом, в зависимости от параметровсистемы «свая–грунт». Объекты:железобетонные сваи и другие фундаменты глубокого заложения. Методы: поверхностный сейсмоакустический метод; атрибутный анализ акустических сигналов;численное моделирование процессов распространения упругих волн. Результаты.Предложена методика сравнительной оценки контактных условий сваи с вмещающим грунтом, основанная на анализесигналов сейсмоакустического метода с использованием динамических атрибутов нормированной площади спектра и средневзвешенной частоты.Составлено девять серий численных моделей, описывающих характерные системы «свая–грунт». Выполнено трехмерное численное моделирование, для полученных синтетических сигналов рассчитаны атрибуты и построены атрибутные диаграммы. Сделаны выводы о влиянии изменений параметров системы «свая–грунт» на поведение динамических атрибутов отклика.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"55 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124301905","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-24DOI: 10.18799/24131830/2021/1/3007
Максимович Николай Георгиевич, Черемных Наталья Владимировна, Хайрулина Елена Александровна
Актуальность. Техногенному воздействию кислых шахтных вод подвержены поверхностные водотоки бассейна р. Чусовая – крупнейшего притока р. Кама на территории Пермского края (Россия). Изучение поведения металлов в реках-приемниках шахтных вод обусловлено необходимостью понимания особенностей миграции компонентов в природно-техногенных водах; определения геохимических процессов и механизмов, способствующих выведению токсичных элементов из растворов; и прогнозной оценки вторичного загрязнения за счет растворения образованных соединений при смене физико-химических условий. Результаты, полученные на исследуемом участке, могут отражать особенности геохимического поведения металлов в других загрязненных реках территории Кизеловского угольного бассейна при поступлении в них шахтного дренажа схожего состава. Цель: исследовать формы миграции металлов в водотоках, загрязненных шахтными водами, определить основные вторичные минеральные фазы, способствующие выведению токсичных элементов из раствора, и оценить устойчивость частиц образованных минералов при миграции в речной сети. Объекты: кислотный дренаж из штольни шахты «Таежная» Гремячинского месторождения Кизеловского угольного бассейна, содержащий высокие концентрации сульфатов и тяжелых металлов, и загрязненные шахтными водами реки: Большая Гремячая, Южная Вильва, Усьва и Чусовая. Методы. Физико-химическое моделирование химических форм нахождения металлов в растворе и расчеты степени насыщения выполнялись при помощи программного кода PHREEQC c базой термодинамических данных WATEQ4f. Результаты исследования показали, что в шахтных водах и загрязненных речных водах с рН 2,9–3,4 металлы (Al, Fe, Mn, Zn, Ni, Pb, Cd, Li) находятся как в форме свободных ионов, так и в виде сульфатных комплексов. В реке Юж. Вильва, ниже участка смешения с загрязненными водами р. Бол. Гремячая и далее по потоку, Fe и Al образуют исключительно гидроксокомплексы. Преобладающей формой миграции Ni и Pb являются карбонатные комплексы. Нахождение металлов Li, Cd, Mn и Zn в реках Юж. Вильва, Усьва и Чусовая преимущественно в виде свободных ионов позволяет предположить, что основным механизмом их осаждения является сорбция на гидроксидах и оксигидроксидах Fe и Al, а также на глинистых минералах. Отрицательные индексы насыщения по отношению к сульфатным минералам, характерным для шахтных вод, показали неустойчивость этих минеральных фаз в нейтральных и слабощелочных водах.
{"title":"ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ МИГРАЦИИ МЕТАЛЛОВ В РЕКАХ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЛИЯНИЮ ШАХТНЫХ ВОД КИЗЕЛОВСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА","authors":"Максимович Николай Георгиевич, Черемных Наталья Владимировна, Хайрулина Елена Александровна","doi":"10.18799/24131830/2021/1/3007","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3007","url":null,"abstract":"Актуальность. Техногенному воздействию кислых шахтных вод подвержены поверхностные водотоки бассейна р. Чусовая – крупнейшего притока р. Кама на территории Пермского края (Россия). Изучение поведения металлов в реках-приемниках шахтных вод обусловлено необходимостью понимания особенностей миграции компонентов в природно-техногенных водах; определения геохимических процессов и механизмов, способствующих выведению токсичных элементов из растворов; и прогнозной оценки вторичного загрязнения за счет растворения образованных соединений при смене физико-химических условий. Результаты, полученные на исследуемом участке, могут отражать особенности геохимического поведения металлов в других загрязненных реках территории Кизеловского угольного бассейна при поступлении в них шахтного дренажа схожего состава. Цель: исследовать формы миграции металлов в водотоках, загрязненных шахтными водами, определить основные вторичные минеральные фазы, способствующие выведению токсичных элементов из раствора, и оценить устойчивость частиц образованных минералов при миграции в речной сети. Объекты: кислотный дренаж из штольни шахты «Таежная» Гремячинского месторождения Кизеловского угольного бассейна, содержащий высокие концентрации сульфатов и тяжелых металлов, и загрязненные шахтными водами реки: Большая Гремячая, Южная Вильва, Усьва и Чусовая. Методы. Физико-химическое моделирование химических форм нахождения металлов в растворе и расчеты степени насыщения выполнялись при помощи программного кода PHREEQC c базой термодинамических данных WATEQ4f. Результаты исследования показали, что в шахтных водах и загрязненных речных водах с рН 2,9–3,4 металлы (Al, Fe, Mn, Zn, Ni, Pb, Cd, Li) находятся как в форме свободных ионов, так и в виде сульфатных комплексов. В реке Юж. Вильва, ниже участка смешения с загрязненными водами р. Бол. Гремячая и далее по потоку, Fe и Al образуют исключительно гидроксокомплексы. Преобладающей формой миграции Ni и Pb являются карбонатные комплексы. Нахождение металлов Li, Cd, Mn и Zn в реках Юж. Вильва, Усьва и Чусовая преимущественно в виде свободных ионов позволяет предположить, что основным механизмом их осаждения является сорбция на гидроксидах и оксигидроксидах Fe и Al, а также на глинистых минералах. Отрицательные индексы насыщения по отношению к сульфатным минералам, характерным для шахтных вод, показали неустойчивость этих минеральных фаз в нейтральных и слабощелочных водах.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"6 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121821694","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2020-12-21DOI: 10.18799/24131830/2020/12/2957
Сергей Геннадьевич Михальченко, Геннадий Яковлевич Михальченко, Сергей Михайлович Семенов, Павел Сергеевич Мещеряков, Наталья Алексеевна Воронина, Анатолий Михайлович Зюзев
Статья посвящена изучению влияния бифуркационных явлений, имеющих место во всех типах импульсно-модуляционных систем, которые в частности присутствуют в ветрогенераторных установках. Для исследования динамики преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией строится математическая модель и бифуркационные диаграммы, которые иллюстрируют область безопасной работы ветрогенераторных установок, проводится ряд численных экспериментов. Выявлен новый вид бифуркационного явления, названый в данной статье «пакетной» бифуркацией. Актуальность работы обуславливается необходимостью улучшения энергоэффективности силовых преобразовательных устройств для потребностей нетрадиционной энергетики, в частности – для ветрогенераторной установки. Одна из сложностей преобразования данного вида энергии заключается в невысоком уровне эффективности процесса. Ввиду переменной величины частоты вращения лопастей ветрогенераторной установки в определенном временном интервале параметры получаемой энергии также варьируются, следовательно, настройки её вторичных преобразователей должны соответствовать временным интервалам формирования сигнала генерации. Повышение качества функционирования альтернативных источников питания возможно за счет использования многочастотных режимов стабилизации устройства преобразования. В статье рассматривается модель импульсно-модуляционного понижающего преобразователя напряжения на основе частотно-импульсной модуляции. Изучены и предложены методики изменения ширины рабочей зоны одночастотного режима стабилизации. Цель: анализ режимов вторичного преобразователя напряжения ветрогенераторной установки и выработка подходов к исследованию бифуркационных явлений, имеющих место в преобразовательных структурах с частотно-импульсной модуляцией путем построения математической модели и численно-аналитического моделирования данного понижающего устройства для улучшения показателей надежности. Методы: проработка литературных источников по типовым схемам передачи энергии в ветрогенераторную установку с промежуточным звеном постоянного тока (DC/DC преобразователей); математическое моделирование и проведение численных экспериментов по изменению эксплуатационных данных понижающего преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией для выявления протекающих в нем бифуркационных процессов; построение бифуркационных диаграмм при различных параметровах преобразователя с целью повышения надежности работы. Результаты. Получены математические модели и численно-аналитическая методика построения и идентификации динамических режимов функционирования понижающего преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией, выступающего в роли звена постоянного тока ветрогенераторной установки; построены бифуркационные диаграммы для стабилизации напряжения при различных параметрах системы управления; показано одновременное наличие одночастотных и пакетных режимов работы; идентифицирована бифуркация деления периода; изучено влияние параметров устройства на режим
{"title":"БИФУРКАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ C ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ","authors":"Сергей Геннадьевич Михальченко, Геннадий Яковлевич Михальченко, Сергей Михайлович Семенов, Павел Сергеевич Мещеряков, Наталья Алексеевна Воронина, Анатолий Михайлович Зюзев","doi":"10.18799/24131830/2020/12/2957","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2020/12/2957","url":null,"abstract":"Статья посвящена изучению влияния бифуркационных явлений, имеющих место во всех типах импульсно-модуляционных систем, которые в частности присутствуют в ветрогенераторных установках. Для исследования динамики преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией строится математическая модель и бифуркационные диаграммы, которые иллюстрируют область безопасной работы ветрогенераторных установок, проводится ряд численных экспериментов. Выявлен новый вид бифуркационного явления, названый в данной статье «пакетной» бифуркацией. Актуальность работы обуславливается необходимостью улучшения энергоэффективности силовых преобразовательных устройств для потребностей нетрадиционной энергетики, в частности – для ветрогенераторной установки. Одна из сложностей преобразования данного вида энергии заключается в невысоком уровне эффективности процесса. Ввиду переменной величины частоты вращения лопастей ветрогенераторной установки в определенном временном интервале параметры получаемой энергии также варьируются, следовательно, настройки её вторичных преобразователей должны соответствовать временным интервалам формирования сигнала генерации. Повышение качества функционирования альтернативных источников питания возможно за счет использования многочастотных режимов стабилизации устройства преобразования. В статье рассматривается модель импульсно-модуляционного понижающего преобразователя напряжения на основе частотно-импульсной модуляции. Изучены и предложены методики изменения ширины рабочей зоны одночастотного режима стабилизации. Цель: анализ режимов вторичного преобразователя напряжения ветрогенераторной установки и выработка подходов к исследованию бифуркационных явлений, имеющих место в преобразовательных структурах с частотно-импульсной модуляцией путем построения математической модели и численно-аналитического моделирования данного понижающего устройства для улучшения показателей надежности. Методы: проработка литературных источников по типовым схемам передачи энергии в ветрогенераторную установку с промежуточным звеном постоянного тока (DC/DC преобразователей); математическое моделирование и проведение численных экспериментов по изменению эксплуатационных данных понижающего преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией для выявления протекающих в нем бифуркационных процессов; построение бифуркационных диаграмм при различных параметровах преобразователя с целью повышения надежности работы. Результаты. Получены математические модели и численно-аналитическая методика построения и идентификации динамических режимов функционирования понижающего преобразователя напряжения с частотно-импульсной модуляцией, выступающего в роли звена постоянного тока ветрогенераторной установки; построены бифуркационные диаграммы для стабилизации напряжения при различных параметрах системы управления; показано одновременное наличие одночастотных и пакетных режимов работы; идентифицирована бифуркация деления периода; изучено влияние параметров устройства на режим","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"36 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-12-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116645064","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2020-12-17DOI: 10.18799/24131830/2020/12/2937
Арай Ермековна Темиржанова, Мадина Талгатовна Дюсембаева, Сергей Николаевич Лукашенко, Егор Григорьевич Язиков, Ербол Зейнелгазинович Шакенов
Актуальность данной работы обусловлена необходимостью расширения методов комплексных экологических исследований для оценки качества объектов окружающей среды малых населенных пунктов. Изучение элементного состава пылеаэрозольных выпадений даст наиболее полную картину о состоянии качества основных природных компонентов. Аэрозоли воздуха представляют собой сложную дисперсную систему, включающую в себя частицы размером менее 10 микрон. Эти частицы имеют как природное, так и техногенное происхождение: мелкодисперсные пылевые частицы почвы, растений, микроорганизмы, сажа, зола, составные части дымовых выбросов котельной, промышленности и т. д. Атмосферный воздух небольших населенных пунктов остается малоизученным, отсутствуют систематические данные о химическом составе атмосферных взвесей, в связи с чем и определяется актуальность данной работы. Цель: определить элементный состав твердой фазы снегового покрова малого населенного пункта Долонь. Объекты: пылеаэрозольные выпадения, твердые частицы аэрозолей воздуха, снеговой покров, уголь и зола. Методы: масс-спектрометрический и атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой. Результаты. Изучен элементный состав снеготалой воды и твердой фазы снега. Для определения степени летучести химических элементов рассчитан их коэффициент обогащения из угля в золу. Определены основные зоны с повышенным содержанием тяжелых металлов в пылеаэрозольных выпадениях. В снеговом покрове исследуемой территории выявлена группа элементов с высокой миграционной способностью. Построены карты загрязнения снегового покрова населенного пункта Долонь с выделением участков (ореолов загрязнений) с повышенным содержанием исследуемых групп элементов.
{"title":"ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ СНЕГОВОГО ПОКРОВА МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ (НА ПРИМЕРЕ СЕЛА ДОЛОНЬ ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ, РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН)","authors":"Арай Ермековна Темиржанова, Мадина Талгатовна Дюсембаева, Сергей Николаевич Лукашенко, Егор Григорьевич Язиков, Ербол Зейнелгазинович Шакенов","doi":"10.18799/24131830/2020/12/2937","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2020/12/2937","url":null,"abstract":"Актуальность данной работы обусловлена необходимостью расширения методов комплексных экологических исследований для оценки качества объектов окружающей среды малых населенных пунктов. Изучение элементного состава пылеаэрозольных выпадений даст наиболее полную картину о состоянии качества основных природных компонентов. Аэрозоли воздуха представляют собой сложную дисперсную систему, включающую в себя частицы размером менее 10 микрон. Эти частицы имеют как природное, так и техногенное происхождение: мелкодисперсные пылевые частицы почвы, растений, микроорганизмы, сажа, зола, составные части дымовых выбросов котельной, промышленности и т. д. Атмосферный воздух небольших населенных пунктов остается малоизученным, отсутствуют систематические данные о химическом составе атмосферных взвесей, в связи с чем и определяется актуальность данной работы. Цель: определить элементный состав твердой фазы снегового покрова малого населенного пункта Долонь. Объекты: пылеаэрозольные выпадения, твердые частицы аэрозолей воздуха, снеговой покров, уголь и зола. Методы: масс-спектрометрический и атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой. Результаты. Изучен элементный состав снеготалой воды и твердой фазы снега. Для определения степени летучести химических элементов рассчитан их коэффициент обогащения из угля в золу. Определены основные зоны с повышенным содержанием тяжелых металлов в пылеаэрозольных выпадениях. В снеговом покрове исследуемой территории выявлена группа элементов с высокой миграционной способностью. Построены карты загрязнения снегового покрова населенного пункта Долонь с выделением участков (ореолов загрязнений) с повышенным содержанием исследуемых групп элементов.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"109 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-12-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125383434","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2020-12-17DOI: 10.18799/24131830/2020/12/2936
Сергей Николаевич Харламов, Мехран Джангхорбани
Актуальность работывызвана необходимостью идентифицировать, понять, прогнозировать и контролировать физические механизмы, сопровождающие процесс очистки скважин от бурового шлама. Риск некачественной очистки создает условия, обостряющие процессы заклинивания трубы, управления скважиной, снижения скорости бурения, износа бурового специального оборудования, особенно при увеличении количества отверстий, пробуренных под большими углами. Такие экстремальные ситуации характерны для протяженных горизонтальных скважинах. В настоящее время они получили широкое распространение в силу своей повышенной производительности и исключительной эффективности в способах достижения определенных продуктивных пластов. Все это характеризует проблему поиска и разработки эффективных методов очистки скважин как одну из важнейших задач современного бурения. Цель: глубже понять явления в масштабе модели и фактически разработать методы прогнозирования процессов при гидравлической очистке горизонтальных скважин от шлама для определения приоритетов будущих научных и практических разработок процессов очистки. Методы: современные методы теоретического и экспериментального моделирования течений твердых частиц с потоком вязкой среды в ограниченных областях, характерных для задач нефтегазовой отрасли; практические методы исследования таких вопросов, как седиментация, коагуляции, течение реологически сложных вязких сред в затрубном пространстве скважин с произвольной образующей ее ствола. Результаты. Представлен обзор и анализ современных экспериментальных и теоретических результатов моделирования процесса засорения продуктами выработки горизонтальных скважин. Численно исследованы процессы и механизмы транспорта шлама на базе оригинальных редко используемых в практике приложений математических моделей. По результатам мониторинга процессов сформулировано множество критериальных связей и эмпирических правил, которыми руководствуются при техническом проектировании элементов оборудования и прогнозах оптимальных режимов гидравлической очистки. Критически оценены возможности моделей, методов, инструментария опытного оборудования для регистрации, прогноза и управления режимами поступательно-вращательного движения смесей в скважинах с криволинейной образующей стенки. Даны объяснения противоречивости наблюдаемых и рассчитанных процессов при гидравлической очистке в рамках используемого оборудования.
{"title":"ПРОЦЕДУРЫ И ИНСТРУМЕНТАРИЙ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССОВ И МЕХАНИЗМОВ ТРАНСПОРТА ШЛАМА ПРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН","authors":"Сергей Николаевич Харламов, Мехран Джангхорбани","doi":"10.18799/24131830/2020/12/2936","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2020/12/2936","url":null,"abstract":"Актуальность работывызвана необходимостью идентифицировать, понять, прогнозировать и контролировать физические механизмы, сопровождающие процесс очистки скважин от бурового шлама. Риск некачественной очистки создает условия, обостряющие процессы заклинивания трубы, управления скважиной, снижения скорости бурения, износа бурового специального оборудования, особенно при увеличении количества отверстий, пробуренных под большими углами. Такие экстремальные ситуации характерны для протяженных горизонтальных скважинах. В настоящее время они получили широкое распространение в силу своей повышенной производительности и исключительной эффективности в способах достижения определенных продуктивных пластов. Все это характеризует проблему поиска и разработки эффективных методов очистки скважин как одну из важнейших задач современного бурения. Цель: глубже понять явления в масштабе модели и фактически разработать методы прогнозирования процессов при гидравлической очистке горизонтальных скважин от шлама для определения приоритетов будущих научных и практических разработок процессов очистки. Методы: современные методы теоретического и экспериментального моделирования течений твердых частиц с потоком вязкой среды в ограниченных областях, характерных для задач нефтегазовой отрасли; практические методы исследования таких вопросов, как седиментация, коагуляции, течение реологически сложных вязких сред в затрубном пространстве скважин с произвольной образующей ее ствола. Результаты. Представлен обзор и анализ современных экспериментальных и теоретических результатов моделирования процесса засорения продуктами выработки горизонтальных скважин. Численно исследованы процессы и механизмы транспорта шлама на базе оригинальных редко используемых в практике приложений математических моделей. По результатам мониторинга процессов сформулировано множество критериальных связей и эмпирических правил, которыми руководствуются при техническом проектировании элементов оборудования и прогнозах оптимальных режимов гидравлической очистки. Критически оценены возможности моделей, методов, инструментария опытного оборудования для регистрации, прогноза и управления режимами поступательно-вращательного движения смесей в скважинах с криволинейной образующей стенки. Даны объяснения противоречивости наблюдаемых и рассчитанных процессов при гидравлической очистке в рамках используемого оборудования.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-12-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133145165","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：