SCI Библиотека

Проблема и цель. Гуминовые удобрения - это органические вещества, которые содержат в себе питательные элементы для растений. Они производятся из натурального сырья, такого как уголь, торф, перегной или сапропель. Эти удобрения содержат гуминовые кислоты, которые улучшают структуру почвы, увеличивают ее влагоемкость и воздухопроницаемость, а также способствуют развитию полезных микроорганизмов. Они также улучшают усвоение питательных веществ растениями и повышают их устойчивость к болезням и вредителям. Целью исследований является проведение сравнительного анализа трех видов кавитаторов c различным рабочим процессом при производстве гуминовых удобрений.

Методология. Исследования были проведены в производственных условиях на торфе фрезерном, соответствующем требованиям ГОСТ Р54249-2010., принятым за 100%. Сравнительному анализу эффективности подверглись кавитатор гидродинамический многокамерный (КГМ); роторно-импульсный аппарат (РИА) и ультразвуковой проточный кавитатор (УПК). Торфоводная суспензия в соотношении 3:1 (вода к торфу) из накопительной емкости подавалась на кавитатор в течение 40 минут по замкнутому циклу. Пробы брали каждые 5 минут для определения показателей дисперсности и экстракции гуминовых веществ в режиме кавитации без щелочи и с щелочью.

Результаты. В процессе работы наиболее быстрое измельчение заметно у роторно-импульсного аппарата - полное измельчение было получено через 30 минут работы. Полностью измельчить частицы торфа гидродинамический кавитатор смог через 30-35 минут. Ультразвуковой проточный кавитатор измельчил торф через 35-40 минут. Введение щелочи не оказало действия на измельчение частиц торфа, но способствовало повышению экстракции гуминовых кислот в раствор. К окончанию цикла измельчения (15-20 минут работы установки) в варианте с КГМ было вымыто 10,01г/л., роторно-импульсный аппарат вымыл 9,00 г/л, ультразвуковой кавитатор позволил извлечь 8,08 г/л. Введение щелочи значительно усилило процесс экстракции, позволив через 5 минут работы установки после введения щелочи почти вдвое увеличить содержание гуминовых кислот в растворе. Так, КГМ на 25-й минуте работы показал результат в 17,00 г/л (прибавка по сравнению с уровнем до введения щелочи 11,00 г/л). РИА показал прибавку гуминовых кислот по сравнению с экстракцией без щелочи на 7,01г/л. В варианте с УПК вводимая щелочь увеличила выход гуминовых кислот на 5 г./л. В целом к периоду времени 30-35минут экстракция гуминовых кислот была завершена на всех вариантах.

Заключение. Кавитатор гидродинамический многокамерный показал лучший результат по времени измельчения торфоводной суспензии и экстракции гуминовых веществ. Необходимо отметить, что КГМ в эксплуатации был значительно удобнее и проще в обслуживании, чем все остальные кавитаторы.

На основе континуальной модели высокоскоростного соударения пластин построен набор обучающих данных, по которым искусственная нейронная сеть обучена определять профиль скорости тыльной поверхности пластины-мишени исходя из параметров удара и параметров модели материала. Обученная нейронная сеть была использована в качестве быстрого эмулятора процесса высокоскоростного соударения пластин. Применение байесовского подхода калибровки модели позволило решить обратную задачу определения параметров модели материала по профилю скорости тыльной поверхности.

В рамках eN -метода выполнены сравнительные расчёты положения начала зоны ламинарно-турбулентного перехода для двух точек на траектории посадки космического аппарата на поверхность Марса. В расчётах использовалась трёхкомпонентная модель термохимически неравновесной смеси CO2/CO/O. Набор частот пространственных возмущений находился по нейтральным кривым для первых неустойчивых мод временны´х возмущений. Число Рейнольдса перехода ReδT определялось по огибающим семейств кривых N -факторов при NT = 8. Для режима течения при числе Маха M = 12.6 учёт развитой термохимической неравновесности приводит к значительному снижению статической температуры газа в нижней части пограничного слоя. В результате начало зоны ламинарно-турбулентного перехода сдвигается вниз по потоку примерно на 9 % по сравнению со случаем совершенного газа.

В рамках eN -метода выполнены сравнительные расчёты положения начала зоны ламинарно-турбулентного перехода для двух точек на траектории посадки космического аппарата на поверхность Марса. В расчётах использовалась трёхкомпонентная модель термохимически неравновесной смеси CO2/CO/O. Набор частот пространственных возмущений находился по нейтральным кривым для первых неустойчивых мод временны´х возмущений. Число Рейнольдса перехода ReδT определялось по огибающим семейств кривых N -факторов при NT = 8. Для режима течения при числе Маха M = 12.6 учёт развитой термохимической неравновесности приводит к значительному снижению статической температуры газа в нижней части пограничного слоя. В результате начало зоны ламинарно-турбулентного перехода сдвигается вниз по потоку примерно на 9 % по сравнению со случаем совершенного газа.

На основе базы данных, полученной с помощью модели высокоскоростного соударения пластин, связывающей параметры удара и параметры модели материала с профилем скорости тыльной поверхности, проведено сравнение процесса обучения и точности искусственной нейронной сети прямого распространения и рекурсивной нейронной сети. Рекурсивная нейронная сеть обеспечивает б´ольшую точность и требует меньшего времени для обучения. Использование рекурсивной нейронной сети в качестве быстрого эмулятора модели и байесовская калибровка могут позволить решить обратную задачу определения параметров модели вещества по профилю скорости тыльной поверхности с большей точностью.

В работе представлены результаты расчетов нормальных мод среднего течения, обусловленного суперпозицией циклонического и антициклонического вихрей в высоких широтах. Подобная структура потока часто наблюдается зимой в верхней тропосфере - нижней стратосфере. Мы надеялись выделить в спектре колебаний нормальные моды, напоминающие крутильные колебания. Задача решалась численно в рамках баротропной квазигеострофической модели. Дополнительно оценивалась зависимость нормальных мод от параметров эксперимента - количества сферических гармоник в разложении полей функции тока, параметризации вязкости и гипервязкости. Результаты расчетов показали, что неустойчивость течения практически всегда возрастала с увеличением амплитуды антициклонического вихря, в разной степени при разных вязкостях и количестве гармоник в разложении. Более хаотично при изменении параметров эксперимента и среднего потока менялась пространственная структура наиболее неустойчивых нормальных мод. Это существенно осложняет интерпретацию реальных колебаний в терминах нормальных мод, в том числе интерпретацию крутильных колебаний. Осесимметричные нормальные моды часто присутствовали в спектре, однако они не обладали всеми свойствами крутильных колебаний и не доминировали в спектре.

Статья посвящена математическому моделированию жидкости в результате удара упругим телом по свободной поверхности. Основной упор сделан на описании поведения жидкости в следе за ударом. В состоянии покоя жидкость имеет заданную конечную глубину. С использованием асимптотических методов выводится модель поведения жидкости в следе за ударом в случае большой начальной скорости удара и малой глубины жидкого слоя.

В статье рассматривается двумерное движение углекислого газа в пороупругой среде. Приводится алгоритм численного исследования полученной начально-краевой задачи.

Газовые методы увеличения нефтеотдачи, предполагающие закачку углекислого газа (CO2) через нефтедобывающие скважины в пласт, сопровождаются сложными фазовыми превращениями. Так, попадая в пласт, CO2 растворяется не только в нефти, но и в воде, всегда присутствующей в нефтенасыщенных горных породах. Причем при свойственных нефтеносным пластам давлениях и температурах концентрация растворенного в воде CO2 может достигать высоких значений. Стандартные алгоритмы моделирования фильтрации полагают равной нулю концентрацию CO2 в воде. Для учета растворимости необходимо прибегать к уточненным алгоритмам моделирования, в которых состояние пластовых смесей рассчитывается не на базе корреляций, полученных по данным экспериментальных исследований, а с применением уравнений состояния. В настоящей работе описывается такой алгоритм, внедренный в симулятор пластовых систем MUFITS. Симулятор используется для оценки влияния растворения CO2 в воде на эффективность вытеснения нефти с помощью карбонизированной воды и CO2 в сверхкритическом состоянии. Выявлено, что пренебрежение растворением CO2 приводит к занижению коэффициента извлечения нефти. Даются качественные и количественные оценки влияния отмеченных фазовых переходов на эффективность газовых методов увеличения нефтеотдачи. Результаты проведенных расчетов показывают, что растворение CO2 в воде влечет за собой увеличение коэффициента извлечения нефти в случае закачки и карбонизированной воды, и сверхкритического CO2. Однако растворение CO2 в воде оказывает ограниченное влияние как на многостадийное смешение при газовом воздействии на пласт, так и на коэффициент извлечения нефти. Если в моделировании фильтрации пренебречь растворением CO2, то коэффициент извлечения нефти на поздней стадии закачки будет недооценен на несколько процентов.

Рассмотрено движение многофазного потока в выпарной емкости аппарата погружного горения при различной дисперсности газожидкостной струи. Исследование проводилось на примере контейнера с затопленной струей и свободной поверхностью, который является модельным представлением выпарной емкости. Проведена серия численных экспериментов с различными диаметрами пузырьков газа методом конечных объёмов. Диаметр пузырьков газа выбирался таким образом, чтобы исключить их дробление. При этом были задействованы вихревая модель турбулентности и модель сопротивления Грейс, учитывающая деформацию пузырьков. В результате численных экспериментов получены данные о зависимости гидродинамического поведения в выпарной емкости от морфологии затопленной струи. Обнаружено наличие неподвижной зоны на кончике газожидкостной струи при ее ударе о выпариваемую среду. Сделан вывод о необходимости учёта морфологии потока для описания структуры течения и, как следствие, определения дальнобойности струи.