ivdon3@bk.ru
В настоящей работе предложентопливный цикл и принципиальная схема реактора для проведения процесса термоядерного синтеза с использованием потока дейтронов и газообразной мишени из дейтерированного диборана (B2D6). Рассмотрено два режима работы реактора. Проведенные расчеты показали принципиальную возможность для предложенного топливногоцикла, в котором также возможно использование других летучих боранов. Данный тип реактора и использованных процессов имеют положительный энергетический баланс - 9.26 МэВ на один дейтрон потока. Также в этом процессе генерируется изотоп гелия (3He), который является ценным продуктом и может использоваться в других типах термоядерных реакторов. Для поглощения избыточных нейтронов предложено использовать раствор борной кислоты, содержащей природную смесь изотопов бора. При этом будет происходить образование бората лития.
Ключевые слова: термоядерный синтез, поток дейтронов, газообразная мишень, дейтерированные бораны
В статье отражены результаты исследований повышения эффективности десульфуризации на отечественных ТЭС. Сокращение выбросов диоксида серы за счет использования пересыщенных водных растворов при растворении негашеной извести анолитом позволит снизить выбросы в атмосферу в среднем до 1042,48 т/год на один энергоблок мощностью 300 МВт.
Ключевые слова: эмиссия, десульфуризация, оксид серы, энергоблок, анолит, католит, активация, растворимость, электрохимическая обработка, газовая смесь
В статье получены соотношения для определения чувствительности пьезопреобразователя. Предложен эффективный метод контроля чувствительности по электрическим измерениям
Ключевые слова: пьезопреобразователь, чувствительность, электрические измерения
Разработан способ получения нанокластеров меди и свинца в водно-органическом растворе с растворимым анодом с одновременным диспергированием в процессе трения восстановленного металлического слоя на катоде. Топографические исследования наноразмерных кластерных структур металлов проводили с помощью сканирующего зондового микроскопа Solver P47Н. Трибологические свойства пары трения сталь-сталь исследовали на торцевой машине трения АЕ-5. В результате проведенной работы установлено следующее. Доказано, что в процессе трибоэлектрохимического процесса образуются нанокластеры меди и свинца высотой порядка 100 нм. Показана возможность реализации эффекта безызносного трения при использовании смазочной композиции, содержащей наноразмерные частицы меди и свинца для трущихся стальных поверхностей. На трущихся поверхностях формируется сервовитная плёнка, улучшающая фрикционные характеристики контакта и уменьшающая износ контактирующих поверхностей.
Ключевые слова: наноразмерные кластеры меди и свинца, трение, коэффициент трения, атомно-силовая микроскория
Статья посвящена актуальным проблемам повышения эффективности двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности повышению их КПД и снижению уровня выброса вредных веществ в атмосферу. В настоящее время ДВС широко применяются на транспорте, прежде всего, автомобильном. В статье предлагается повысить КПД двигателя за счёт применения роторно – лопастной его конструкции. Это даёт возможность отказаться от кривошипно – шатунного механизма и, соответственно, трения в нём, задав изначально рабочим лопастям вращательное движение. Такая конструкция устойчива к детонации горючей смеси, позволяет увеличить степень сжатия и применить впрыск в сжатую горючую смесь 3÷8% водорода, что повышает температуру рабочих газов, оптимизирует процесс горения и снижает объём вредных для экологии составляющих в выхлопных газах.
Ключевые слова: автомобильный транспорт, двигатель внутреннего сгорания, повышение эффективности, снижение доли вредных для экологии в выхлопных газах
01.04.17 - Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества , 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.08 - Технология машиностроения
В статье представлены результаты работ по исследованию химических методов очистки растворов азотнокислого марганца, подвергнутого гидролизу, от примесей оксидов, оксигидроксида и нитридов марганца. Эффективность регенерации раствора оценивали по результатам сравнения таких параметров, как рН, плотность, оптическая плотность, концентрация нитрат-ионов в загрязненных, свежеприготовленных и очищенных растворов.
Ключевые слова: Нитрат марганца, оксиды марганца, катодное покрытие, пропиточные растворы, нитриды марганца, оксогидроксид марганца, химическая регенерация.
01.04.17 - Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
В статье представлены результаты исследований пластических свойств пористых порошковых материалов в нагретом состоянии при испытаниях на одноосное растяжение. Отмечена особенность деформации пористых образцов, которая заключается в практически равномерном их сужении по всей рабочей длине с последующим разрывом без видимого образования шейки. Установлена зависимость деформаций удлинения и сужения образцов от их исходной пористости и марки металлического порошка.
Ключевые слова: одноосное растяжение, пластическое свойство, пористый порошковый материал, нагрев, защитная среда, деформация, удлинение и сужение образца
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
Рассматривается конструирование антенны гидролокатора бокового обзора с узкой характеристикой направленности. В данной работе приводятся результаты расчетов по формированию антенны гидролокатора бокового обзора в виде линейки и ее диаграммы направленности.
Ключевые слова: стержень, мода колебаний, пьезоэффект, пластина, коэффициент связи, противофаза, звуковое давление, характеристика направленности, деформация пластины, излучающая поверхность
Проведено исследование морфологии поверхности и удельной электропроводности нанокристаллической пленки кремния на стеклянной подложке от мощности лазерного отжига. Лазерный отжиг осуществлялся Nd:YAG лазером с длиной волны 532 нм, скоростью перемещения предметного столика с образцом 5 мм/с и мощностью лазерного излучения в пределах от 34 до 86 Вт. Лазерный луч фокусировался на образце в виде узкой линии шириной 10 мкм и длиной 60 мм. Определены зависимости размера нанокристаллов и удельной электропроводности пленок кремния от мощности излучения лазерного отжига. Показано, что мощность лазерного излучения в диапазоне от 60 до 70 Вт является оптимальной для получения наилучших электрофизических параметров кремниевой пленки с целью её использования в высокоэффективных тонкопленочных солнечных элементах.
Ключевые слова: Пленка кремния, лазерный отжиг, морфология поверхности, удельная электропроводность, тонкопленочный солнечный элемент
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Разработана численная модель лазерного отжига пленки TiO2 на TCO (прозрачный проводящий оксид, SnO2:F) / стеклянной подложке излучением с длиной волны 1064 нм (Nd:YAG лазер) с целью её кристаллизации и использования в перовскитовых солнечных элементах. В процессе моделирования использовался численный метод конечных разностей для решения системы одномерных нестационарных дифференциальных уравнений теплопроводности. В результате моделирования процесса лазерного отжига получено распределение температуры в структуре TiO2 / TCO / стеклянная подложка от различной мощности лазерного излучения. Показано, что высокой мощности лазерного излучения (30-100 Вт) достаточно для эффективного перехода металлоорганического прекурсора TiO2 в кристаллическую фазу анатаза TiO2 (температура перехода составляет 400-600 °С) в течение короткого периода времени (60 сек.) за счёт прямого поглощения фотонов лазерного излучения.
Ключевые слова: Численное моделирование, лазерный отжиг, пленка TiO2, уравнение теплопроводности, солнечный элемент
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье представлены разработанные автором технологические маршруты формирования пленок на поверхности сапфира для газочувствительных датчиков с использованием лазерного излучения длиной волны 1064 нм. Определено, что лазерное излучение позволяет повысить производительность при изготовлении газочувствительных элементов, модифицировать кристаллическую и дефектную структуру материалов, повысить качество оксидной пленки, воспроизводимость параметров пленки и их стабильность.
Ключевые слова: сапфир, пленка, газочувствительный датчик, лазерное излучение, чувствительный элемент, технологический маршрут, полупроводниковые материалы
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье приводится обзор работ в области получения и исследования характеристик наноструктурированных экологически безопасных полимерных композитов. Описана технология получения и приведены основные области применения наноцеллюлозы (NanoCell) .Разработаны новые экологичные гидрофобные полимерные композиты, состоящие из толстого слоя целлюлозного субстрата и тонкого слоя биоразлагаемого полимера.Описаны различные виды таких слоистых композитов и их применение в качестве упаковочных материалов. Разработанные биоразлагаемые нанокомпозитные покрытия способствуют увеличению прочности природных упаковочных материалов и служат эффективной защитой от влияния воды и жира. Утилизация новых полимерных материалов может быть двоякой: репульпацией и биоразложением. Широкое применение разработанных полимерных композитов будет способствовать охране окружающей среды. В статье также рассмотрен метод получения наноцеллюлозного защитного покрытия для применения в биомедицине и косметики.
Ключевые слова: наноцеллюлоза, биоразлагаемые материалы, нанокомпозитные полимерные покрытия, упаковочные материалы, охрана окружающей среды
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
В статье представлено описание характера поведения кипящего слоя, состоящего из разнородных частиц, в аппаратах, применяемых для сушки жидких дисперсных продуктов. Дано описание особенностей экспериментальной установки и методов обработки полученных результатов. Приведено описание характерных наблюдаемых неоднородностей слоя. Показаны виды формирующихся в слое газовых пузырей и дано описание их коалесценции в слое. Описаны основные механизмы коалесценции пузырей в кипящем слое неоднородных частиц.
Ключевые слова: псевдоожижение, слой, инерт, сушка, пузырь, канал, режим, неоднородность
01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства
В данной работе представлены исследования по влиянию постоянной и импульсной анодной поляризации на величину потенциала и свойства материалов заземлителей. Рассчитывался массовый показатель скорости анодного растворения
Ключевые слова: коррозия, катодная защита, постоянная, импульсная поляризация, анодный заземлитель, нефтепроводы, газопроводы
01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки , 05.17.03 - Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
В статье отмечено, что при изготовлении деталей сложной формы горячей штамповкой порошковых заготовок порошковый материал должен иметь высокую пластичность, которая позволила бы для определённых технологических условий и схемы напряжённо – деформированного состояния обеспечить бездефектное их формование. Представлены сведения о методе испытания нагретых пористых порошковых образцов из железного порошка на изгиб. Описаны конструкции пресс-формы для холодного прессования порошковых образцов и приспособления для их динамического изгиба в нагретом состоянии.
Ключевые слова: испытание, горячая штамповка, пресс-форма, нагрев, пористый порошковый образец, приспособление для изгиба образцов
01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики , 05.02.08 - Технология машиностроения
Изучены порошковые образцы релаксорного сегнетоэлектрика индониобата свинца, полученного методом силового воздействия в сочетании со сдвиговой деформацией. Исследованы зависимости микродеформаций и среднеквадратичных смещений образцов PbIn0.5Nb0.5O3 от величин приложенных давлений. Методом рентгеноструктурного анализа изучены интегральные интенсивности и полуширины некоторых дифракционных отражений. Установлена связь между силовым воздействием и концентрацией и типом дефектов в изученном сегнетоэлектрике.
Ключевые слова: релаксорный сегнетоэлектрик, точечный дефект, дислокация, область когерентного рассеяния, кристаллит, микродеформация, механоактивация, индониобат свинца, сдвиговая деформация, силовое воздействие, рентгеновская дифракция
В статье предложен технологический маршрут создания спая сапфир-стекловидный диэлектрик PbO – B2O3 – ZnO. Для получения спая сапфир – стекловидный диэлектрик использовался метод центрифугирования, позволяющий формировать сравнительно равномерные пленки толщиной от единиц до десятков мкм. Проведены исследования морфологии поверхности полученных пленок методом атомной силовой микроскопии.
Ключевые слова: сапфир, стекловидный диэлектрик, технологический процесс.
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассматриваются принципы построения интеллектуального узла электродвигателя – щетки, в которую встроен волоконно-оптический датчик износа и температуры (ВОДИТ) на основе нескольких слабоотражающих последовательно расположенных волоконных брэгговских решеток (ВБР). В отличие от существующих разработанные ВОДИТ являются комплексированными и способны одновременно измерять температуру по сдвигу центральной длины волны лазерного излучения, отраженного ВБР, величину износа – по изменению длины решеток. Анализ отраженного сигнала от ВБР позволяет определять скоростные параметры двигателя, изменения температуры – состояние щеточно-коллекторного узла. При разрешении интеррогатора по длине волны в 2 пм разрешающая способность ВОДИТ по температуре составит 0,2 °С. Погрешность измерения величины износа определяется стабильностью амплитудных параметров лазерного излучения и составляет доли микрометров.
Ключевые слова: трение, комплексированный волоконно-оптический датчик, волоконная брэгговская решетка, износ, температура, электродвигатель, интеллектуальная щетка, скорость вращения
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
Изложенный в статье метод может быть применен при создании машин с гарантированной безопасной эксплуатацией, в случае возможно больших затрат на ремонт. В методе использован переход от выборочных параметров статистических распределений (прочности, нагруженности и ресурса) к параметрам генеральных совокупностей конечного объема. Абсолютная безотказность обеспечивается, если ресурс (расчетной) деталей и машин будет несколько больше первого значения вариационного ряда совокупности. Приближенные расчеты показали, что увеличение цены машины составит примерно 30% при абсолютной безотказности всех деталей машины.
Ключевые слова: метод, обеспечение, абсолютная безотказность, безопасная эксплуатация, совокупность конечного объема, минимальный расчетный ресурс, допустимый рост цены
05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Рассматривается такой класс сложных систем, как социотехническая система на примере процесса получения элементарной серы методом Клауса. Ее функционирование происходит в различных типах неопределенности и требует разработки специфического подхода к анализу и оценке множества факторов, влияющих на работу системы и не поддающихся количественному и качественному описанию. В работе сформулирована задача многофакторного анализа рисков возникновения аварийной ситуации на опасном производственном объекте с использованием методов системного анализа. Выделены основные группы факторов, параметры, а также связь человека-оператора с технической подсистемой. Предложен способ оценки уровня влияния выделенных факторов на риск возникновения аварийной ситуации в системе. Введен терминологический базис для построения структуры показателей состояния социотехнической системы. По данным экспертного опроса был составлен пример диаграммы оценки воздействия каждого из параметров на «вес» одного из показателей.
Ключевые слова: социотехническая система, метод Клауса, многофакторный анализ рисков аварии, экспертный опрос, системный анализ
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье представлен метод создания модели комбинационной схемы, реализованной в базисе ПЛИС на основе её исходного описания. Данная модель представляет собой эквивалентную логическую схему в базисе внутренних логических элементов ПЛИС. Полученная схема может быть использована для расчета различных параметров, таких как быстродействие, площадь, потребляемая мощность и т. д. В статье предлагается использовать данную модель для оценки сбоеустойчивости по отношению к одиночным ошибкам, возникающим в комбинационных участках схемы или в регистрах конфигурации. Кроме того, полученная эквивалентная схема может быть модифицирована и повторно синтезирована в среде САПР для повышения логической устойчивости к одиночным сбоям. Непосредственная оценка маскирующих свойств логической схемы по исходному описанию невозможна из-за процесса синтеза и существенного изменения структуры схемы, а оценка характеристик сбоеустойчивости после размещения в кристалл недоступна из-за отсутствия в современных САПР (Altera Quartus II, Xilinx ISE, Synopsys Synplify) необходимых инструментов для получения эквивалента схемы на уровне логических вентилей. Единственной возможностью является создание собственных инструментов анализа нет-листа и построение модели комбинационной схемы для оценки её сбоеустойчивости.
Ключевые слова: оценка сбоеустойчивости, ресинтез, комбинационные схемы, ПЛИС, инжектирование ошибок
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
В статье разработана методика расчета основных характеристик работы аэростатно-канатной системы. Контроль значений этих характеристик необходим для правильного проектирования и безопасной эксплуатации АКС.
Ключевые слова: аэростат, колебания, грузоподъемность, сила натяжения, длина пролета, провис каната, ветровой поток, угол подъема, скорость перемещения каретки, число Рейнольдса
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе определены максимальные значения параметров задающих проекции угла сервиса андроидного робота реализацией мгновенных состояний исполнительного механизма руки и туловища, при которых обеспечена заданная точность позиционирования центра выходного звена.
Ключевые слова: мгновенные состояния механизмов манипуляторов, виртуальное моделирование движений, угол сервиса, андроидные роботы
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)