2021 Vol. 18, No. 4(38)

Предисловие

Шишулин А.В., Потапов А.А., Шишулина А.В.

НАЧАЛЬНЫЙ СОСТАВ КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПАРАМЕТР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ ПОВЕДЕНИЕ ПЛАВЛЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ (НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ Six – Ge1- x)

DOI 10.31489/2021No4/5-13

скачать

Аннотация Являясь одним из основных материалов современной полупроводниковой электроники, сплавы системы Si-Ge имеют широкий спектр разнообразных технологических приложений. В настоящей работе фазовые равновесия в наночастицах Si-Ge смоделированы в рамках термодинамического подхода. Расчеты показывают, что наночастицам различного диаметра и состава соответствуют различные наборы температур «нано-ликвидуса» и «нано-солидуса», отличающиеся от соответствующих значений для структур макроскопического размера, в то время как температурный интервал между «нано-ликвидусом» и «нано-солидусом» сокращается с уменьшением размера частицы. В отличие от макроразмерных структур, составы сосуществующих жидких и твердых фаз при заданной температуре в наночастицах с различным содержанием Si существенно различаются, а характер зависимостей составов и объемной доли сосуществующих фаз от диаметра наночастицы определяется температурой и долей Si в частице. Представлена термодинамическая интерпретация полученных результатов на основе различных механизмов понижения свободной энергии системы.

Durgadsimi S.U., Kattimani V.R., Maruti N.S., Kulkarni A.B., Mathad S.N.

СИНТЕЗ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ФЕРРИТА НИКЕЛЯ, СИНТЕЗИРОВАННОГО МЕТОДОМ СО-ОСАЖДЕНИЯ

DOI 10.31489/2021No4/14-19

скачать

Аннотация Исследуемый феррит никеля синтезирован методом соосаждения. Рентгенограмма подтверждает образование кубической структуры шпинели с постоянной решетки 8,347 Å. Были изучены такие структурные свойства, как рентгеновская плотность, средний размер кристаллов, длина связи, плотность дислокаций и микродеформации. Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают зернистость гранулированных структур. Спектр инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье исследуемого феррита никеля показывает образование кубической структуры шпинели с двумя значительными полосами поглощения, соответствующими высокочастотной полосе ν1 и низкочастотной полосе ν2, возникающей из тетраэдрических (A) и октаэдрических (B) позиций внедрения соответственно.

Шлимас Д., Омарова А., Козловский А.Л., Здоровец М.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗНОСТИ ПРИКЛАДЫВАЕМЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК CDSE:NI

DOI 10.31489/2021No4/20-28

скачать

Аннотация Данная работа посвящена исследованию эффективности применения эффекта допирования никелем тонких пленок на основе CdSe с возможностью вариации структурных и оптических свойств, обусловленной изменением фазового состава пленок. В качестве метода получения пленок был выбран метод электрохимического восстановления ионов металлов из водных растворов электролитов. Варьирование разности прикладываемых потенциалов было использовано для получения пленок с различными характеристиками. Для характеризации свойств и динамики их изменений были выбраны методы атомно-силовой микроскопии, энергодисперсионного анализа и рентгеновской дифракции. Прочностные механические свойства пленок были исследованы с применением метода индентирования. В ходе проведенных экспериментов получены зависимости изменения структурных, оптических, прочностных характеристик синтезированных пленок в зависимости от условий получения. Фотокаталитические испытания на определение скорости и эффективности разложения органического красителя Родамина В показали, что пленки в составе которых преобладает фаза NiSe обладают наибольшей перспективностью применения в качестве фотокатализаторов.

Юров В.М., Маханов К.М.

ТВЕРДОСТЬ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

DOI 10.31489/2021No4/29-36

скачать

Аннотация В статье показано — твердость большинства нержавеющих сталей в 2-3 раза меньше высокоэнтропийных покрытий, что показывает перспективу их применения в качестве деталей различных промышленных конструкций. Микротвердость металлических стекол, которые имеют бездефектную основу, не отличаются от высокоэнтропийных покрытий. В статье получено уравнение, которое показывает, что разрушение покрытия пропорционально поверхностной энергии и обратно пропорционально энергии Гиббса. У нержавеющих сталей поверхностная энергия примерно одинакова высокоэнтропийным покрытиям. Энергия Гиббса высокоэнтропийных покрытий в 2 раза больше, чем у нержавеющих сталей, что и приводит к высокой твердости высокоэнтропийных покрытий, что и наблюдается экспериментально.

Касимов А.Т., Есенбаева Г.А., Жолмагамбетов С.Р., Хабидолда О.

ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОИСТЫХ ОРТОТРОПНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ОДНОЙ МОДИФИЦИРОВАННОЙ УТОЧНЕННОЙ ТЕОРИИ ИЗГИБА

DOI 10.31489/2021No4/37-44

скачать

Аннотация В статье рассматриваются конструкции из ортотропного многослойного композиционного материала, в частности, слоистые ортотропные пластины. Численное моделирование и анализ напряженно-деформированного состояния пластин проведены на основе одного варианта уточненной теории слоистых пластин. Исследованы задачи изгиба пластин средней толщины и тонких многослойных пластин симметричной и несимметричной структуры. Все исследования проведены с учетом свойства ортотропности и многослойности композиционного материала, из которого созданы пластины. На основе метода конечных разностей разработан общий алгоритм численного расчета напряженно-деформированного состояния слоистых пластин с ортотропными слоями. Данный алгоритм реализован на компьютерным пакетом программ.

Разживин И.А., Рубан Н.Ю., Рудник И.Е.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ПРИ СНИЖЕНИИ ОБЩЕЙ ИНЕРЦИИ СЕТИ

DOI 10.31489/2021No4/45-51

скачать

Аннотация С развитием ветроэнергетики в мире становятся актуальными вопросы совместной работы ветроэнергетических установок в электроэнергетических системах. Современные ветроэнергетические установки с переменной скоростью вращения присоединяются к сети через силовые преобразователи напряжения, что при значительной их интеграции в электроэнергетические системы негативно сказывается на устойчивости таких систем, работе устройств противоаварийной автоматики. Проблема вызвана эффектом «развязки» генераторов ветроэнергетических установок с электроэнергетической системой, поскольку утрачивается связь механического момента ветроэнергетической установки с остальной энергосистемой, изменяются и ее частотные характеристики, снижается общая инерционность системы и как следствие данные явления могут приводить к колебаниям частоты и напряжения в нормальных режимах, а также лавине частоты и напряжения при возникновении аварий. Кроме того, снижение общей инерции может способствовать несрабатыванию устройств автоматики ликвидации асинхронного режима, ввиду увеличения частоты скольжения асинхронного хода. В статье проведены экспериментальные исследования внедрения ветроэнергетических установок в энергосистему для оценки влияния их работы на скорость протекания переходных процессов, ввиду снижения общей инерции.

Шавдинова М.Д., Шарипов Р.Ж., Мещерякова T.Ю.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПАРОСТРУЙНОГО ЭЖЕКТОРА КОНДЕНСАТОРА ПАРОВЫХ ТУРБИН

DOI 10.31489/2021No4/52-58

скачать

Аннотация На Алматинской электростанции ТЭЦ-2 на теплофикационных турбинах установлен трехступенчатый пароструйный эжектор ЭПО-3-200, с расходом рабочего пара 850 т/ч. В данной работе предложена и обоснована замена действующего трехступенчатого пароструйного эжектора на двухступенчатый пароструйный эжектор. В результате замены получили экономию теплоты (пара) собственных нужд на производство электрической энергии. Установлено, что при давлении в конденсаторе турбины существенно ниже 100 кПа целесообразна установка нового двухступенчатого эжектора ЭПО-2-80 вместо ЭПО-3-200. Используя существующие методики расчета, получены геометрические характеристики нового эжектора. Расход рабочего пара нового двухступенчатого эжектора составляет 579 т/ч. Кроме того, применение двух ступеней позволяет упростить конструкцию и сделать ее более надежной, также позволяет повысить давление в охладителе 1 ступени эжектора. Это важно именно для теплофикационных турбин, у которых может быть высокая температура основного конденсата, что неблагоприятно сказывается на работоспособности обычного трехступенчатого эжектора.

Танашева Н.К., Тлеубергенова А.Ж., Шаймерденова К.М., Миньков Л.Л., Узбергенова С.Ж.

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ ТРЕУГОЛЬНОЙ ЛОПАСТИ ВЕТРОТУРБИНЫ ПРИ НИЗКИХ СКОРОСТЯХ ВЕТРА

DOI 10.31489/2021No4/59-64

скачать

Аннотация Данная статья посвящена изучению аэродинамических характеристик, а также нахождению критического угла атаки треугольной парусной лопасти ветротурбины для малых скоростей ветра. Для этой цели была разработана треугольная парусная лопасть различных параметров. Опытный образец выполнен из металлических каркасных стержней, материал треугольной парусной лопасти состоит из легкого и прочного материала (шелк), один конец которого закреплен к вершине каркаса прочной нитью; опорных стержней и подшипника с внутренним диаметром 8 мм. Парусная лопасть отличается от других лопастей тем, что паруса выполнены с возможностью изменения угла атаки с помощью подвижной нити. Для определения критического угла атаки, аэродинамические силы парусной лопасти были исследованы под разными углами атаки 00; 150; 300; 450, 600; 750; 900. Из анализа данных было установлено, что критическим углом атаки является 150, при котором значение подъемной силы максимальна. При критическом угле атаке установлены зависимости подъемной силы и силы лобового сопротивления от скорости воздушного потока, значение которой варьировалась от 4 до 12 м/с.

Нижегородов А.И., Гаврилин А.Н., Мойзес Б.Б., Исмаилов Г.М.

ГИДРООБЪЕМНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

DOI 10.31489/2021No4/65-73

скачать

Аннотация В работе показана возможность использования гидрообъемных генераторов колебаний с нелинейными силовыми элементами (упругими оболочками) в составе конструкций различных испытательных стендов в сфере механических испытаний на вибропрочность и виброустойчивость, а также при испытаниях внешним и внутренним давлением. Гидрообъемный генератор непериодических импульсов давления для испытаний технических изделий – это новое запатентованное техническое решение в области испытательных машин. В работе получены соотношения угловых скоростей валов, обеспечивающие движение рабочей жидкости в исполнительный механизм испытательного стенда в виде не периодической функции с изменяющимися по амплитуде случайным образом импульсами, что создает непрерывную и неповторяющуюся череду импульсов давления и соответствует работе испытуемых объектов в реальных условиях. Случайный характер задания амплитуд обеспечивается управляемыми от электрических генераторов сигналами через управляемые гидрораспределители. Разработка гидрообъемного генератора с силовым элементом в виде упругой оболочки представлена гидромеханической схемой генератора непериодических импульсов давления с соответствующими кинематическими и динамическим зависимостями. Кроме этого, разработаны три гидромеханические системы с применением нового гидрообъемного генератора для проведения испытаний технических объектов как на механическую случайную вибрацию, так и на испытания внешним и внутренним давлением тех объектов, которые работают в таких условиях. Результатом выполненной работы является расширение спектра систем и методов реализации испытательных процессов при случайных непериодических силовых воздействиях на различные технические объекты

Келисбеков А.К., Данияров Н.А., Ахметбекова А.М., Оразбаев К.Н.

УПРАВЛЕНИЕ ПУСКОВЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА

DOI 10.31489/2021No4/74-81

скачать

Аннотация Практика эксплуатации пластинчатого конвейера на горнодобывающих предприятиях показала, что благодаря своим конструктивным особенностям они могут успешно применяться в различных отраслях промышленности для транспортировки широкого спектра грузов. Запуск многоприводного цепного конвейера большой длины является довольно сложной задачей, так как этот процесс может сопровождаться чрезмерным расслаблением тягового органа. Особенно неблагоприятными являются условия для запуска пластинчатого конвейера, полотно которого имеет провисающие участки, в результате чего жесткость рабочего органа, являющаяся функцией его натяжения и нагрузки на него, относительно невелика. В связи с этим обеспечение плавного пуска многодвигательного цепного конвейера является важной практической задачей и, несомненно, имеет значение для управления и поддержания работоспособного динамического состояния основной конструкции пластинчатого конвейера, эксплуатируемого в сложных горно-геологических условиях. Разработан способ управления пусковым режимом работы многодвигательного электропривода пластинчатого конвейера для обеспечения его плавного пуска и снижения динамических нагрузок, увеличения срока службы тягового полотна и снижения затрат на техническое обслуживание.

Yadav K., Dhobi S.H., Maharajan S., Gupta S.P., Karki B., Nakarmi J.J.

ЭЛЛИПТИЧЕСКИ ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ УПРУГИХ ЭЛЕКТРОНОВ С АТОМАМИ ВОДОРОДА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРА В КУЛОНОВСКОМ ПОТЕНЦИАЛЕ

DOI 10.31489/2021No4/82-87

скачать

Аннотация Развитие лазерных технологий приводит к тому, что область исследований в оптике становится более активной, и с помощью развития технологий можно получить более подробную информацию. Основная цель данной работы — рассчитать дифференциальное сечение с использованием математической модели в присутствии кулоновского потенциала и эллиптически поляризованного пучка с однофотонным поглощением. Разработанная модель показывает, что дифференциальное сечение увеличивается с увеличением длины волны и уменьшается с увеличением энергии электронов с эллиптически поляризованным пучком. Дифференциальное сечение становится максимальным при поляризованном угле 1.56 радиана и минимальным при поляризованном угле -1.56 радиана. Наблюдение основано на энергии лазерного фотона 1.5 эВ, напряженности лазерного поля 1.5eV Вт·см- 2, угле поляризации 1.56 радиан и энергии электронов от 0 до 600 эВ. С использованием первого приближения и волновой функции Волкова получено развитое уравнение. Численно полученное дифференциальное сечение в этой работе составляет примерно от 10^(-19)м2 до 10^(-20)м2, что меньше, чем дифференциальное сечение, полученное Флегелем и др. в 2013 году, что составляет примерно 10^(-17) м2.

Жумаев М.Р.

РЕЛЯТИВИСТСКИ — ИНВАРИАНТНАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

DOI 10.31489/2021No4/88-101

скачать

Аннотация Целью настоящего исследования является разработка оригинальной теории релятивистского идеального газа и доказательство справедливости постулата специальной теории относительности для характерных (то есть средне арифметическое, средне квадраиичное) скоростей частиц релятивистского идеального газа даже в безмассовом пределе. В этой работе впервые в теории релятивистского идеального газа используются следующие методы: метод нелинейного преобразования для получения функции распределения скоростей частиц релятивистского идеального газа; уравнение состояния релятивистского идеального газа было впервые получено путем усреднения релятивистски — инвариантных компонентов тензора энергии — импульса системы не взаимодействующих частиц, т.е. идеальный газ по функции распределения скоростей. На основе хорошо известной релятивистской инвариантности функции распределения скоростей доказаны единственность и определенность функции распределения скоростей частиц релятивистского идеального газа . Впервые были получены выражения для средне арифметического и средне квадратичного скоростей частиц релятивистского идеального газа. Впервые сделан фундаментальный вывод о справедливости постулатов специальной теории относительности для характерных скоростей. Получено уравнение состояния релятивистского идеального газа, которое связывает его давление, среднюю плотность энергии и температуру.