Научный архив: статьи

Представлены результаты, полученные в ходе процедур структурного синтеза систем управления сушкой суспензии микроводоросли. Снижение дисперсии показателей качества порошка хлореллы обеспечивается за счет использования корректирующего воздействия по вязкости суспензии в регуляторе температуры сушильного агента. Вязкость измеряется перед подачей суспензии на распылительное сопло дополнительно введенным в состав системы управления прибором. Рассмотрена структура измерителя вязкости суспензии. В качестве регулятора температуры предлагается применять нечеткий регулятор температуры сушильного агента. Лингвистическая оценка регулируемого и корректирующего воздействий осуществляяется по трем термам на основе прямоугольных функций принадлежности.

Введение: Органические отходы животноводства представляют собой одновременно ценный ресурс и источник экологических рисков. Эффективная их утилизация позволяет снизить выбросы парниковых газов, контролировать эпидемиологические угрозы и восстанавливать плодородие почв. Переработка конского навоза с высоким содержанием древесной подстилки, характерного для конных клубов, остаётся малоизученной. С учетом устойчивости лигноцеллюлозных компонентов к микробной деградации актуален отбор и валидация биопрепаратов, способных ускорить компостирование таких субстратов.

Цель: Провести сравнительную оценку эффективности микробиологических препаратов по показателям темпов деструкции, агрономической ценности полученных субстратов и содержания водорастворимых форм элементов питания.

Материалы и методы: Эксперимент включал заложение буртов из свежего конского навоза с опилочной подстилкой с добавлением биопрепаратов «Феркон Д», «Феркон ДН», «Биолатик универсал», «Байкал ЭМ-1» и контрольного варианта без обработки. Оценивались температурная динамика, степень усадки буртов, всхожесть и рост кресс-салата и шпината. Содержание водорастворимых форм калия и фосфора определяли методом капиллярного электрофореза с использованием системы «Капель-105М».

Результаты: Варианты с внесением биопрепаратов продемонстрировали ускоренную термофильную фазу компостирования и улучшенные характеристики зрелого компоста по сравнению с контролем. Наиболее выраженные эффекты наблюдались при использовании препарата «Феркон ДН»: максимальная температура (41 °С), наибольшая усадка бурта, высокая всхожесть семян, значительное увеличение длины проростков (до 15,54 см у кресс-салата и 3,86 см у шпината, p < 0,001), а также наибольшее содержание калия (0,19 %) и фосфора (0,28 %).

Выводы: Исследование подтвердило эффективность применения биопрепаратов для ускоренной деструкции конского навоза с древесной подстилкой. Наилучшие результаты показал препарат «Феркон ДН», эффективность которого, вероятно, обусловлена действием ферментного комплекса с целлюлазой и бактериями Bacillus thuringiensis. Полученные данные указывают на перспективность использования данного препарата в условиях фермерских хозяйств при переработке лигноцеллюлозосодержащих субстратов.

Цель - анализ многолетних изменений в температурном режиме степных регионов Северной Евразии в качестве одного из факторов пространственно-временной неоднородности пожарных обстановок. Материалы и методы. Основными источниками послужили данные Глобальной исторической климатологической сети NOAA/NCEI (GHCN версия 4) и архивы FIRMS, содержащие сведения о посуточном распределении сгоревших территорий (продукт MCD64A1). Результаты и обсуждение. Результаты расчета значений температурных отклонений от базового периода (1961-1990 годы) по 71 метеостанции в степных регионах Северной Евразии и на сопредельных территориях свидетельствуют о пространственной неоднородности в многолетней динамике аномалий и фиксируют наибольший прирост температур в Западно-Причерноморском секторе. Выявлено, что наиболее значимое и повсеместное нарастание температур (более 1 °С) отмечалось в 1991-2020 годы в мае, августе и октябре. Установлено увеличение продолжительности теплых метеорологических сезонов в среднем на 8-10 дней. Выявлено отсутствие тесной зависимости повышенной пожароопасности от интенсивности развития волн тепла. Подтверждено общерегиональное сокращение площадей пожаров на фоне усиления благоприятности метеоклиматических условий, а также установлена высокая вариативность сезонного распределения пожаров. Выводы. Климатические и метеорологические показатели, принимаемые для сопоставления и анализа, отражают лишь степень благоприятности условий, но не обязательно соотносятся с фактической активностью пожаров.

Проблема и цель. Целью исследования являлась оценка изменения кинематической вязкости, коэффициента поверхностного натяжения и температуры топлива в результате его обработки волнами СВЧ диапазона.

Методология. Основана на сравнении кинематической вязкости, коэффициента поверхностного натяжения и температуры дизельного топлива до и после его обработки волнами СВЧ диапазона. Рассмотрены изменения этих параметров при СВЧ обработке для различных исходных температур топлива и оценены их изменения в процессе остывания топлива до комнатной температуры.

Результаты. Показана возможность использования обработки дизельного топлива волнами СВЧ диапазона для целенаправленного изменения его характеристик.

Заключение. Предлагаемый способ обработки дизельного топлива волнами СВЧ диапазона может быть использован для управления характеристиками топлива, влияющими на экономичность и экологичность дизельного двигателя.

Цель исследования состояла в количественной оценке пространственно-временных изменений основных параметров агроклиматических условий на территории Республики Башкортостан. Проведен анализ временных рядов основных параметров агроклиматических ресурсов (тепло и влага) на территории республики. Для исследования использованы данные среднемесячной температуры и суммы осадков четырех государственных метеостанций, расположенных на разных географических пунктах. Исходя из среднемесячной температуры и осадков определены сумма положительных температур и сумма осадков за вегетационный период растений (май-сентябрь). Установлено, что на территории республики, как и в целом на планете, происходит повышение температуры воздуха и увеличение атмосферных осадков в основном в осенне-зимний период. В расчете на 100 лет произошло наибольшее потепление в марте (на 5,59 °С), и наименьшее - в июне (на 0,62 °С). Потепление климата на территории республики произошло неравномерно. Наиболее сильно повысилась среднегодовая температура воздуха в юго-восточной части и значительно меньше в центральной части республики. Сумма температур за период активной вегетации полевых культур «май-сентябрь» повысилась сравнительно на небольшую величину на всей территории республики. Сумма осадков в целом за год в целом на территории республики повысилась на 72,3 мм, но в разных частях республики - в разной степени. На северо-западе в расчете на 100 лет сумма осадков за год повысилась на 170,0 мм, а в зауральской степи, наоборот, уменьшилась на 28,2 мм. Увеличение количества атмосферных осадков произошло за счет осенне-весеннего периода. Происходит значительное усиление засушливости климата в степной части Зауралья.

Исследования проводились на фосфоросодержащем рудном сырье с целью определения его пригодности для производства желтого фосфора. Выполнены расчеты технологических показателей процесса электровозгонки желтого фосфора с использованием в качестве флюса гальки-гравия. Установлено, что галька-гравий в принципе может быть использована в качестве кварцсодержащего флюса в процессе электротермического получения желтого фосфора в рудотермических печах. Однако это приведет к снижению производительности фосфорных рудотермических печей на 10-15% по сравнению с кусковым кварцитом непосредственно с исследуемого месторождения. Научно обосновано, что кусковая руда не может быть использована в производстве желтого фосфора при следующих способах ее термической подготовки: обжиг куска, измельчение сырой руды - окомкование - обжиг. Рассчитана прочность обожженных окатышей в исследованном диапазоне по составу шихт, которая не превысила 120 кг/окатыш, хотя отдельные образцы обладали прочностью до 200 кг/окатыш. Это объясняется возможной сегрегацией, расслоением шихт на составляющие, при которых в потоке комкуемой смеси возникают зоны, обогащенные глиной и обедненные по содержанию кварцевого песка. Выявлено, что кусковой кварцит пригоден для использования в качестве флюса в процессе электровозгонки желтого фосфора и обеспечит получение энергоресурсоэффективных показателей. Анализ химического состава фосфоритовой руды до и после обработки проводили с помощью спектрального метода, а для определения температурных режимов использовали метод высокотемпературной дериватографии. На основе анализа экспериментальных данных были определены оптимальные физико-химические условия переработки желтого фосфора исследуемого месторождения с получением продукции, соответствующей требуемым показателям.

На фоне ускоряющихся геоэкологических изменений акватории Азовского моря, воздействующих на прибрежные экосистемы, изучение факторов, влияющих на жизнеспособность и пространственно-временную организацию инвазивных видов, приобретает особую актуальность. В представленной работе проведен комплексный анализ влияния трех ключевых абиотических факторов: солености, температуры и кислородного режима - на размерный ряд и биомассу инвазивного двустворчатого моллюска Anadara kagoshimensis (Tokunaga, 1906) в Азовском море. Обсуждаются механизмы осморегуляции и гипоксической толерантности A. kagoshimensis, а также сезонные и климатические модификации абиотических условий. Исследование сочетает полевые наблюдения с элементами статистического анализа, что позволяет не только выявить корреляционные зависимости, но и наметить возможные физиологические механизмы адаптации вида к изменяющимся условиям среды. При использовании данных гидробиологических съемок за 2022-2024 гг., авторами было установлено, что повышение солености является ключевым фактором, оказывающим наиболее выраженное влияние на рост, развитие и накопление биомассы вида. Особое внимание уделено адаптации вида к условиям Азовского моря, включая устойчивость к низкому содержанию кислорода и репродуктивный успех. Результаты подчеркивают комплексное взаимодействие экологических факторов, определяющих размерный ряд Anadara kagoshimensis, и имеют значение для прогнозирования динамики популяции этого инвазивного вида в условиях изменяющейся экосистемы.

Изучение водородсодержащих соединений ископаемых углей является актуальной задачей при разработке газоносных пластов, определении качественных характеристик пород. Использование методов спектроскопии ядерного магнитного резонанса в сочетании с термическим воздействием на образцы перспективно для решения этих задач. Целью работы является оценка эффективности методов спектроскопии ядерного магнитного резонанса для исследования изменения водородсодержащих компонентов углей при тепловом воздействии. Методы исследования включают изучение найденных в литературных источниках результатов спектроскопии ядерного магнитного резонанса, которые были получены при тепловом воздействии на угольные образцы, обобщение результатов и определение закономерностей изменения водородсодержащих соединений в процессе теплового воздействия. Установлено, что применение спектрометров ядерного магнитного резонанса низкого разрешения в сочетании с непрерывным изменением температуры в процессе эксперимента дает возможность определять температурные интервалы фазовых переходов флюида в углях, подвижность водорода, динамику выхода летучих при термическом разрушении пород. Использование методов спектроскопии ядерного магнитного резонанса как средства мониторинга углей при тепловом воздействии эффективно и позволяет оценивать изменение водородсодержаших соединений. Вместе с тем в современных источниках приведено мало результатов изучения углей методами спектроскопии ядерного магнитного резонанса при внешних физических воздействиях. Необходимо развивать это направление, уделить особое внимание работе с насыщенными метаном образцами, что позволит прогнозировать результаты полевых работ при разработке газоносных пластов. Работа выполнена в рамках деятельности Молодежной лаборатории исследования электромагнитных свойств угля и горных пород Института физики горных процессов.

В данной статье представлена содержательная постановка задачи математического моделирования оптимального управления нагревом «термически тонких» и «термически массивных» тел в печи, обеспечивающего минимум по критерию расхода топлива. Рассматривается задача нагрева термически «тонкого тела», позволяющая при заданных условиях конвективного теплообмена в печи, времени нагрева и вида топлива выбирать такой температурный режим, при котором заданная конечная температура достигается при минимальном расходе топлива. Рассмотренные модели распространяются на камерные печи с учетом рассредоточенного подвода топлива и отвода дыма. Установлено, что при возрастании мощности печи оптимальное время нагрева уменьшается и скоростной нагрев «термически тонких» тел наиболее выгоден при большой удельной мощности холостого хода печей, например секционных. Обнаружено, что при отсутствии ограничений оптимальная температура газов достигается при постоянной тепловой мощности, а затем нагрев осуществляется при предельно допустимой температуре газов. Представлена вычислительная методика и процедура расчета нагрева «термически массивных» тел, состоящая из двух периодов: нагрева при оптимальной постоянной тепловой мощности до момента достижения заданной конечной среднеобъемной температуры с выдержкой при постоянном теплосодержании, с учетом удельного расхода топлива, что является современным инструментом для цифровизации расчета энергоемкого процесса нагрева рудного материала на предприятиях горнообогатительного комплекса промышленности. Представлены численные процедуры по определению оптимальной тепловой мощности в регенеративных и рекуперативных нагревательных колодцах с учетом веса исследуемых образцов, применяемого топлива и мощности холостого хода. Анализ представленных вычислительных процедур использования топлива позволяет выявить новые подходы к исследованию закономерностей между характеристиками нагрева рудного сырья, которые могут быть полезными при конструировании печей, нормировании расхода топлива и совершенствовании систем управления теплотехнологическим оборудованием. Они позволят оценить потенциальный резерв экономии топлива в направлении изменения режима работы печи в сторону оптимизации. Работа выполнена в рамках государственного задания, проект № FSWF-2023-0012.

Введение. Рассматривается вопрос формирования «острова тепла», отличающегося активной термо- и аэродинамической характеристикой в воздушной зоне городского приземного слоя атмосферы «острова тепла». Изучение теплового режима города, опирающееся на местные климатические и экологические данные, является наиболее актуальной задачей в вопросе формирования и трансформации городского «острова тепла». Условия комфортного пребывания человека в городах, расположенных в южных широтах, неразрывно связаны с радиационным воздействием под влиянием солнечной радиации, которое усугубляется влиянием «острова тепла». Составление модели трансформационных изменений воздушного купола «острова тепла», а также зависимость трансформации над различными видами морфотипов деятельной поверхности городской инфраструктуры - основная задача исследования.

Методы и материалы. На основе обобщения ряда результатов метеорологических, климатических, микроклиматических и теплофизических исследований разработан программный комплекс для изучения процесса формирования и трансформации «острова тепла». Использованы данные в виде спутниковых снимков с космического аппарата Landsat-8 с сенсором TIRS.

Результаты. Анализ результатов теоретических исследований и расчетов формирования и трансформации тепловой оболочки городской территории при помощи компьютерного моделирования показал зависимость качественных и количественных термодинамических и аэродинамических характеристик «острова тепла» и коэффициента турбулентности. Установлено, что коэффициент турбулентности напрямую влияет на трансформацию купола «острова тепла» в направлении перемещения основного потока ветра. При этом чем больше коэффициент, тем динамичнее трансформация купола по длине X и по высоте Z.

Выводы. Разработанная методика качественной и количественной оценки тепло-ветрового режима модели городского «острова тепла» и его трансформации позволяет предварительно прогнозировать и производить оценку температурного поля тепловой воздушной оболочки городской среды. Составлена модель трансформационных изменений воздушного купола «острова тепла» с разнообразными морфотипами деятельной поверхности городской инфраструктуры.

В работе представлены методические аспекты спектрально-энергетических и температурных калибровок оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) инфракрасного диапазона. Приведены основные принципы действия инфракрасных радиометров, систематизированы термины и понятия, используемые при определении температуры объектов средствами ДЗЗ из космоса. Представлены особенности и методы дистанционного измерения температуры объектов и ее производных величин с помощью оптико-электронной аппаратуры ДЗЗ в диапазоне длин волн Δ λ = 3-14 мкм. Рассмотрены основные предельные требования к радиометру, такие как вид спектральной характеристики, линейность характеристики преобразования, шумовые характеристики, стабильность измерительных характеристик, прослеживаемость радиометрических измерений к эталонам. По каждому представленному параметру приводятся соответствующие источники литературы. Представленные авторами принципы и методы дистанционного определения температуры объектов описывают радиометрические характеристики и не затрагивают вопросов формирования изображения и его геометрических параметров.

Представлены результаты мониторинга метеорологических условий средней части бассейна реки Варзоб ущелье Гушары. Показано, что за период 1946 - 2021 гг атмосферные осадки сохраняют почти постоянное значение и среднегодовая температура характеризуется возрастающим трендом. Сезонное распределение температуры и атмосферных осадков в ущелье Гушары бассейна реки Варзоб, характеризуется тем, что максимальное значение осадков соответствует весеннему сезону при максимальных значениях температуры в летный сезон. Установлено, что среднемноголетняя температура в летний сезон в ущелье Гушары не превышает 25оС, что связано с предохранением высокими горными хребтами ущелья от проникновения воздушных масс. Исследованием и сравнением значений эвапотранспирации в ущелье за 1950 и 2021 годы показано, что за более семидесятилетний период существенных изменений в эвапотранспирации не происходило.