Статья: ГРАФЕН И ЕГО НАНОПРОИЗВОДНЫЕ КАК ФЛЕГМАТИЗАТОРЫ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ (краткий обзор) (2024)

В статье рассматривается вопрос автоматизированного проектирования импульсного акустического метода измерения газовоздушного потока в акустических анемометрах и спирометрах с разными геометрическими размерами в разных средах. Исследуется математическая модель импульсного метода измерения и оцениваются рабочие точки метода на различных типах приборов

В работе дан краткий обзор публикаций по использованию компромиссных решений при регрессионном моделировании сложных объектов, связанных как с методами построения моделей, так и с их практическим использованием при решении конкретных прикладных задач. В частности, рассмотрены: относительный компромисс между точностью при моделировании скрытых и наблюдаемых переменных; компромиссные соотношения, которые следуют из известных жестких границ квантового многопараметрического оценивания; компромисс между сложностью модели и качеством оценки неопределенности; классический компромисс между смещением и дисперсией, когда смещение уменьшается, а дисперсия увеличивается с увеличением сложности модели, хотя это и не всегда справедливо; компромисс между выбросами углерода на душу населения и неравенством доходов; компромисс между наличием выбросов и точностью распознавания в модели логистической регрессии. Предложен алгоритм поиска компромисса между методом наименьших модулей при оценивании неизвестных параметров линейного регрессионного уравнения и альтернативным методом моделирования, сводящийся к решению задачи линейного программирования. Построены три альтернативных варианта регрессионной модели добычи цинка в Российской Федерации. В качестве независимых переменных задействованы: цены на рафинированный цинк, стоимость геолого-разведочных работ на цинк за счёт собственных средств недропользователей и федерального бюджета. При этом оценки параметров всех трех вариантов модели изменяются в относительно узких пределах.

Представлен программный комплекс, предназначенный для оценки скорости коррозии и определения остаточного ресурса трубопроводов. Комплекс учитывает климатические условия и характеристики транспортируемых сред, а также особенности самих трубопроводов и их изоляционных покрытий. Он позволяет анализировать различные виды коррозии, включая атмосферную, электрохимическую и механическую. Приведена многоуровневая интеллектуальная карта программного комплекса. Предложена функциональная структура, описывающая принцип работы программного комплекса, рассмотрены все виды обеспечения ПК, представлены результаты расчётов и примеры интерфейсов.

В статье обосновывается актуальность разработки геоинформационной системы оптимального планирования распределенных многоассортиментных производств полимерных материалов. В виду сложности самого планирования, большого количества вычислений и проблем с логистикой поставок материала потребителям разработка считается актуальной. Приведена постановка задачи оптимального планирования распределенного производства, приводится расчет времени и стоимости производства с учетом времени и стоимости поставок соответственно. Составлена инфологическая модель базы данных геоинформационной системы, учитывающая геоинформацию производства и потребителей. Приведены примеры интерфейсов пользователя для ввода/ вывода и агрегирования геоинформации, относящейся к построению оптимального плана. Обосновывается выбор системы-геокодера для проведения исследования. Описывается архитектура геоинформационной системы со всеми типами пользователей и внешней системой-геокодором. Геоинформационная система протестирована на данных производств полимерных материалов России и Германии

В статье рассматривается разработанная компьютерная система для решения проблемы создания полимерных композиционных материалов и прогнозирования их свойств. Компьютерная система представляет собой веб-приложение, созданное на языке программирования JavaScript (node. js). Ключевым элементом системы является информационное обеспечение (ИО), созданное с использованием СУБД MySQL и Neo4j. ИО включает базу данных характеристик полимерных материалов, базу знаний о характеристиках полимерных материалов, основанную на продукционно-фреймовой модели представления знаний, и базу знаний о совместимости полимерных материалов, представленную в виде семантической сети, содержащей информацию о различных видах полимеров и обеспечивающую гибкость системы. Результатом работы компьютерной системы является создание полимерного композиционного материала с информацией о его составе, свойствах и методе вторичной переработки. Применение компьютерной системы позволяет сократить количество сырья, используемого для проведения экспериментов по правильному подбору состава композиции, и время химика-технолога, затрачиваемое на определение совместимости, а также увеличить объём использования полимерных отходов для производства новой продукции.

Рассмотрена задача стабилизации состояния технологических процессов (ТП) относительно планового переходного процесса в условиях нестабильной среды погружения. Генезис нестабильности обусловлен хаотической природой турбулентных газодинамических процессов, протекающих в технологических установках. Такие процессы широко распространены в химической, нефтеперерабатывающей, биотехнологической и других отраслях производства. Стабилизация параметров ТП в некоторой допустимой окрестности его состояния, определяемого техническим регламентом, осуществляется путем последовательного мониторинга ТП и, при необходимости, использованием контуров корректирующего управления отрицательной обратной связи. Традиционный подход к стабилизации параметров предполагает использование корректирующего управления при условии выхода значений контролируемых параметров за пределы некоторого канала, ширина которого задается вероятностной интервальной оценкой допустимых отклонений ТП от регламентного значения для данного момента времени переходного процесса. Однако для нестабильных сред погружения выход за пределы канала, определяющего область допустимых отклонений, может происходить очень часто. Задача проактивного управления состоит в прогностической оценке возникшей ситуации и выработке дискриминантного решения, разделяющего случайные флуктуации и системные отклонения, требующие применения стабилизационного корректирующего управления, и сводится к применения численных методов.

Битумы являются одними из самых крупнотоннажных нефтепродуктов в России. Растущий спрос на различные виды битума и повышенные стандарты качества требуют постоянного совершенствования технологических процессов производства окисленных битумов и увеличения производственных мощностей. В данной статье представлен аналитический обзор различных установок и оборудования, используемых для процесса окисления битума, включая колонные и змеевиковые типы установок.

Проблема повреждения материалов микроорганизмами (биоповреждение) в современном мире актуальна для различных отраслей промышленности. В частности, лыжная индустрия развивается быстрыми темпами, и на смену деревянным лыжам пришли пластиковые, одним из составляющих компонентов которых является деревянный клин, подверженный воздействию микроорганизмов. Современные лыжи – это многослойный композит из древесины и пластика, соединенный между собой препрегом, состоящим из армирующего волокна и эпоксидного связующего. Вторичные терпеноидные продукты являются перспективными отвердителями. При этом доступность исходного терпентина, отсутствие сложных операций в процессе их получения, высокая реакционная способность делают их ценным химическим сырьем. Объектом исследования являлась древесина осины, из которой изготовлен средний клин пластиковой лыжи в следующих вариациях: древесина среднего клина, древесина среднего клина с остатками связующего, древесина среднего клина из центральной части, древесина среднего клина с препрегами (препрег-лентой и препрег-флисом). Биостойкость образцов изучали методом «агаровых блоков». На поверхность испытуемых образцов, помещенных в чашки Петри, наносили по центру блоки питательной среды со сплошным газоном чистой тест-культуры. Чашки Петри инкубировали в термостате при (25±2)°С в течение 15 сут. Доказано, что использование химически модифицированных терпеноидных продуктов в качестве отвердителя эпоксидного связующего препрегов позволяет защитить деревянный клин от биоповреждения.

Методом DFT/B3LYP в базисе 6-311G++(2p, 2d) исследована относительная термодинамическая стабильность С5 Н-незамещенных изомерных 1,3- и 1,4-тетразолиевых ионов и образующихся при их депротонировании тетразолсодержащих карбенов. Показано, что для 1-арил-3(4)-алкил тетразолиевых ионов 1,3-изомеры более термодинамически предпочтительны в сравнении с 1,4-изомерами. Напротив, 1,4-дизамещённые карбены термодинамически более устойчивы в сравнении с соответствующими 1,3-изомерами.

Синтезированы и исследованы триэтиламмониевые соли сульфатированных (со)полиимидов, различающихся количеством и концентрацией ионогенных групп. Установлено, что плотность укладки и подвижность цепей этих полимеров, как правило, обеспечивающие диффузионный транспорт неполярных жидкостей, существенно изменяются при замене кислородного мостика на >SO2 в диангидридной составляющей или в результате введения в макромолекулы карбоксилсодержащих объемных фрагментов. Термическое разложение сульфокислотных групп с максимальными скоростями данного процесса для исследуемых гомо- и со-СПИ изменяется в интервале от 365 до 367 ⁰С. Релаксационные процессы в рассматриваемых системах, скорее всего, связаны с колебаниями кинетических единиц в основной цепи гомополимера или сополимеров.

Рассмотрены реакции 1,3-диалкилтиомочевин с галогенуксусными кислотами. Отдельно обсуждается получение N-замещенных S-карбоксиметилизотиурониевых солей и соответствующих им «свободных оснований» алкилированием N-замещенных тиомочевин галогенуксусными кислотами.

Разработан безотходный метод переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ) в материалы для аддитивных технологий. Продемонстрирована принципиальная возможность модифицирования продуктов гликолиза вторичного ПЭТ с целью получения фотоотверждаемых материалов для трёхмерной печати. Установлена возможность использования диметакрилового эфира триэтиленгликоля в качестве активного разбавителя. Изучено влияние его концентрации на основные физико-механические характеристики напечатанных изделий.

В работе предложен механизм реакции образования ионов дицирконила из ионов цирконила в водной среде в присутствии карбонат-иона, который предсказывает возможность образования олигомерных продуктов. Ряд таких продуктов был синтезирован, исследованы вязкости их растворов, которые находились в прямой зависимости от предполагаемой молекулярной массы. Также проведен термогравиметрический анализ продуктов указанной реакции различной молекулярной массы, выделенных в виде 2-этилгексаноатов ди-, три- и тетрацирконила. Результаты этого анализа также подтверждают конденсацию ионов цирконила в присутствии карбонат-ионов в олигомерные структуры.

Рассмотрено влияние ряда добавок на процесс разложения аммиачной селитры при нагревании на воздухе в условиях равномерного повышения температуры, а также их влияние на скорость горения смесей аммиачной селитры с активным углем. Показано, что введение в такие смеси добавок, ускоряющих разложения аммиачной селитры, далеко не всегда приводит к увеличению скорости их горения. Более того, некоторые достаточно эффективные катализаторы разложения аммиачной селитры оказываются ингибиторами горения её смесей с активным углем.

В работе предложен и опробован способ повышения модуля упругости алмаз-карбид кремниевого композита путём использования алмазных порошков «ядро-оболочка» с пироуглеродным покрытием. Показано, что оптимальной температурой получения таких покрытий является 900 °С. Наличие пироуглеродного слоя, толщиной 0,13 мкм, на алмазных зёрнах дисперсности 250/200 мкм с гладкими гранями повышает модуль упругости композита до 800 ГПа.

Рассмотрена возможность применения слабоосновных анионитов Puromet MTA1701 и Seplite LSC770 для извлечения рения из сернокислых растворов, содержащих сульфат никеля, и осуществлена оценка результатов, достигаемых при сорбционном извлечении рения из раствора, полученного при разложении шлифотходов суперсплавов раствором серной кислоты с добавлением пероксида водорода. Показано, что присутствие в 2,3 М растворах H2 SO4 никеля до концентрации 0,84 моль/л не приводит к снижению коэффициентов распределения рения при сорбции на опробованных анионитах Десорбция рения из анионитов протекает достаточно полно.

На основе представления энергии молекулы в виде суммы энергий попарных взаимодействий атомов и двухатомных фрагментов соответствующего соединения, разработан метод расчета стандартных энтальпий образования и испарения в газовой и жидкой фазе метил-замещенных производных пиридина. Формула для расчета стандартных энтальпий образования и испарения в газовой и жидкой фазе метил-замещенных производных пиридина содержит семь постоянных. По найденным значениям энтальпии образования рассчитаны энтальпии испарения метил-замещенных производных пиридина. Вычисленные термодинамические характеристики метил-замещенных производных пиридина находятся в хорошем согласии с термохимическим экспериментом. Формула обладает предсказательной силой.

Аддукт С60-лизина был синтезирован с использованием С60 и лизина в качестве исходных материалов и охарактеризован с помощью элементного анализа, ВЭЖХ, электронной спектроскопии, DTG-TG и FT-IR. Элементный анализ показал расчетную формулу кристаллогидрата бис-аддукта C60 и лизина: C60(C6H14N2O2)2•5H2O. Согласно хроматограмме ВЭЖХ, конечный продукт содержит лизин и имеет чистоту 98 относительных мас. %. Электронный спектр водного раствора аддукта показывает, что полученный химический продукт не содержит примесей исходного материала. Были проведены DFT-исследования молекулы аддукта (фуллерен-лизина) с использованием обширных и точных исследований, детальных вибрационных и спектроскопических исследований и сравнений с экспериментальными данными. Квантово-химические расчеты геометрической оптимизации и колебательных спектров, которые были выполнены в программном пакете Gaussian 09, указывают на возможную предпочтительную координацию через группу ε-NH2. Наблюдается хорошее соответствие между экспериментальными и расчетными данными