Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук
Not a member yet
551 research outputs found
Sort by
Теплообмен во влажных капиллярно-пористых телах различного состава при конвективном нагревании в паровоздушных средах
Get PDFThe results of the study of the heating process of wet capillary-porous bodies of various compositions (meat products) during heat treatment in dry air and steam-air mixture under conditions of forced circulation of the heating medium are presented. The studies were carried out on a moist fat-free sample (chicken fillet meat) and a low-moisture fat sample (pork shoulder blade) formed in the form of a cylinder and a plate. It is shown that the process of heating of meat products of various compositions obeys the laws of the theory of unsteady thermal conductivity of homogeneous bodies, despite the variety of accompanying phase and physico-chemical transformations. It is established that the regular mode of non-stationary thermal conductivity occurs at Fo ≥ 0.2 for all the studied variants. Based on the processing and analysis of experimental data, criterion equations of the form Θ = f(Fo,Bi) for the central layer of the studied products in the temperature range 160–240 °C were obtained. It has been established that the peculiarities of heating of meat products in a vapor-air mixture environment lead to lower values of the coefficients μ1 and N(Bi) at regular operation compared with heating in dry air. It was found that low-moisture fatty samples are characterized by lower values of μ1 and N(Bi) in comparison with moist fat-free ones. As a result of comparison with tabular data for solids, it is shown that the experimental coefficients μ1 and N(Bi) are characterized by lower values for all the studied variants. It is established that the nature of the change in N(Bi) and μ1 for solids and the studied products is opposite, i.e., with an increase in the number of Bi, an increase in N(Bi) and μ1 is characteristic for solids, while their decrease is characteristic for the studied products. The practical significance of the research consists in improving the quality characteristics of minced meat products and optimizing operational production planning through the use of the methodology of predictive calculation of the duration of thermal operations.Приведены результаты исследования процесса нагревания влажных капиллярно-пористых тел различного состава (мясных изделий) при термообработке в сухом воздухе и паровоздушной смеси в условиях вынужденной циркуляции греющей среды. Исследования проводились на влажном обезжиренном образце (мясо куриного филе) и маловлажном жирном образце (лопаточная часть свинины), сформованных в виде цилиндра и пластины. Показано, что процесс нагревания мясных изделий различного состава подчиняется закономерностям теории нестационарной теплопроводности однородных тел, несмотря на многообразие сопутствующих фазовых и физико-химических преобразований. Установлено, что регулярный режим нестационарной теплопроводности наступает при Fo ≥ 0,2 для всех исследуемых вариантов. На основании обработки и анализа экспериментальных данных получены критериальные уравнения вида Θ = f(Fo,Bi) для центрального слоя исследуемых изделий в диапазоне температур 160–240 °С. Установлено, что особенности нагревания мясных изделий в среде паровоздушной смеси приводят к меньшим значениям коэффициентов μ1 и N(Bi) при регулярном режиме по сравнению с нагреванием в сухом воздухе. При этом для маловлажных жирных образцов характерны более низкие значения μ1 и N(Bi) по сравнению с влажными обезжиренными. В результате сравнения с табличными данными для твердых тел показано, что экспериментальные коэффициенты μ1 и N(Bi) характеризуются меньшими значениями для всех исследуемых вариантов. Установлено, что характер изменения N(Bi) и μ1 для твердых тел и изучаемых изделий противоположен, то есть при росте числа Bi для твердых тел характерно увеличение N(Bi) и μ1, в то время как для исследуемых изделий характерно их уменьшение. Практическая значимость исследований состоит в повышении качественных характеристик мясных рубленых изделий и оптимизации оперативного производственного планирования за счет применения методики прогнозного расчета продолжительности тепловых операций
Использование метода гамма-спектрометрии для определения концентрации радона в пробах минеральной радоновой воды
Get PDFThe results of a study on the choice of the optimal measurement geometry, measuring capacity and method of sealing the measuring capacity for determining the concentration of radon-222 in samples of mineral radon water are presented. Studies of radon water samples were carried out in laboratory conditions on a stationary gamma spectrometer based on a semiconductor Ge(Li) detector. The concentration measurements in the samples were carried out in accordance with MVI. MN 3421-2010 “Methodology for measuring the volumetric and concentration of gamma-emitting radionuclides on gamma spectrometers with semiconductor detectors” for standard plastic vessels “Denta, 0.1 l” and “Marinelli, 1 l”, and glass containers with a volume of 0.5 l with lids for twisting and seaming. The results of the research showed that the leakage of radon from a glass container with a metal lid for sealing is minimal. This method of sampling and sealing the measuring vessel makes it possible to increase the accuracy of the presented measurement results by reducing the corrections for sample preparation when calculating the expanded measurement uncertainty. A glass container with a volume of 0.5 l with a metal cap for seaming was used to measure the concentration of radon in samples of mineral radon water taken from wells and a drinking fountain of the Radon sanatorium of Belagrozdravnitsa JSC (Dyatlovo District, Grodno Region). The concentration range was 760–2100 Bq/kg. The selected measuring container, the method of its sealing and the measurement geometry can be used for future measurements of the radon concentration in samples of mineral radon water taken in the sanatoriums of the Republic of Belarus.Представлены результаты исследования по выбору оптимальной геометрии измерения, измерительной емкости и способа герметизации измерительной емкости для определения концентрации радона-222 в пробах минеральной радоновой воды. Исследования проб радоновой воды проводились в лабораторных условиях на стационарном гамма-спектрометре на основе полупроводникового Ge(Li)-детектора. Измерения концентрации в пробах проведены в соответствии с МВИ.МН 3421-2010 «Методика выполнения измерений объемной и концентрация гамма-излучающих радионуклидов на гамма-спектрометрах с полупроводниковыми детекторами» для стандартных пластиковых сосудов «Дента, 0,1 л» и «Маринелли, 1 л», а также стеклянных емкостей объемом 0,5 л с крышками под закрутку и под закатку. Результаты исследований показали, что утечка радона из стеклянной емкости с металлической крышкой под закатку минимальна. Данный способ отбора проб и герметизации измерительной емкости позволяет повысить точность представляемых результатов измерений за счет уменьшения поправок на пробоподготовку при расчете расширенной неопределенности измерений. Стеклянная емкость объемом 0,5 л с металлической крышкой под закатку использована при проведении измерений концентрации радона в пробах минеральной радоновой воды, отобранных из скважин и питьевого фонтана санатория «Радон» ОАО «Белагроздравница» (Дятловский район, Гродненская область). Диапазон значений концентрации составил 760–2100 Бк/кг. Выбранная измерительная емкость, способ ее герметизации и геометрия измерений может использоваться для будущих измерений концентрации радона в пробах минеральной радоновой воды, отобранных в санаториях Республики Беларусь
Оценка прочностных характеристик полимерных материалов для изготовления элементов персонального электротранспорта
Get PDFThe properties of materials for airless wheel propulsion of vehicles, including electric ones, have been studied. The experimental substantiation of the choice of the type of polymer matrices and compositions of reinforcing fillers for the manufacture of an airless wheel mover of electric vehicles has been carried out. To test the basic epoxy matrix, part of the samples without the addition of reinforcing fibers was cured at room temperature (L-285H), and the rest (L-285G) – when heated to 60 °C. In order to improve the strength characteristics of the epoxy matrix L-285G, glass reinforcement was carried out with EC16 1600T-16(400) glass reinforcement. The Smooth-Cast 300 Series was chosen as the matrix for performing samples based on injection-molded polyurethanes. Samples are made of base polyurethane under various conditions: at atmospheric rejection (SC), under vacuum 0.8 kPa (SC-0.8) and during vibration-induced curing (SCV). Comparative tests were carried out, which showed differences in the mechanical properties of the base matrices based on epoxy resins and injection-molded polyurethanes, in particular, the relative elongation of samples from injection-molded polyurethane by more than 2 times. It is established that the most rational use of injection-molded polyurethane is application as damping elements, and the material for manufacturing spokes dampers is composite SCV-S-20. It is advisable to manufacture products from the resulting composite when vibrations are applied to the mold and with preliminary vacuuming at a vacuum of 0.8 kPa of the components of the polyurethane matrix, which reduces the number of internal defects in the form of shells. Since vacuuming of the product during polymerization does not give a significant effect due to the presence of a set of specialized deaeration additives in the base matrix, it is proposed to carry it out under constant control, since exceeding the vacuum in the range from 0.8 to 0.9 kPa entails decomposition of individual matrix components with foam formation.Изучены свойства материалов для безвоздушного колесного движителя транспортных средств, в том числе электрических. Выполнено экспериментальное обоснование выбора типа полимерных матриц и составов армирующих наполнителей для изготовления безвоздушного колесного движителя электротранспортных средств. Для проведения испытаний базовой эпоксидной матрицы часть образцов без добавления армирующих волокон отверждалась при комнатной температуре (L-285H), а остальные (L-285G) – при нагреве до 60 °С. В целях улучшения прочностных характеристик эпоксидной матрицы L-285G проводили армирование стеклоровингом ЕС16 1600Т-16(400). Матрицей для выполнения образцов на базе литьевых полиуретанов был выбран Smooth-Cast 300 Series. Из базового полиуретана изготовлены образцы при различных условиях: при атмосферном отвержении (SC), под вакуумом –81,1 кПа (SC-0.8) и при отверждении с наложением вибрации (SCV). Проведены сравнительные испытания, которые показали отличия механических свойств базовых матриц на базе эпоксидных смол и литьевых полиуретанов, в частности относительное удлинение образцов из литьевого полиуретана более чем в 2 раза. Установлено, что в качестве демпфирующих элементов наиболее рационально применение литьевого полиуретана, а материала изготовления спиц-демпферов – композита SCV-S-20. Изготовление изделий из полученного композита целесообразно проводить при наложении на форму вибраций и с предварительным вакуумированием при вакууме 81,1 кПа компонентов полиуретановой матрицы, что позволяет снизить количество внутренних дефектов в виде раковин. Вакуумирование изделия при полимеризации не дает значимого эффекта ввиду наличия в базовой матрице комплекта специализированных деаэрационных присадок, поэтому предложено проводить его при постоянном контроле, так как превышение вакуума в пределах от 81,1 до 91,2 кПа влечет разложение отдельных компонентов матрицы с образованием пены
Гидрофобизация пэтф-поверхностей для разделения эмульсий типа «вода в масле»
Get PDFThe technique of poly(ethylene terephthalate) track-etched membranes (PETF TMs) modification to increase of water-in-oil emulsions separations is developed. The water-in-oil emulsions separations by using PETF TMs with regular pore geometry and pore sizes 200 and 350 nm is described in the article. PETF TMs were modified with octadecyltrichlorosilane by spin-coating method to increase their hydrophobic properties. The results of changes in the pore diameters and the contact angle after PETF TMs modification are presented. The obtained samples were characterized by AFM, SEM and gas permeability test. Chloroform–water and n-hexadecane–water emulsions have been used as a test liquid for water-in-oil emulsions separations. At an operating vacuum of 700 mbar, the specific filtration performance of chloroform: water emulsions were 51.5 and 932.0 l/(m2 ⋅ h), hexadecane: water were 46.1 and 203.4 l/(m2 ⋅ h) for PETF-200 / OTS and PETF-350 / OTS, respectively. The degree of purification of emulsions by modified membranes according to the refractive index is of 100 %. Obtained membranes can be used to separate oil-water emulsions in order to prevent the corrosion of pipelines and changes of crude oil viscosity, as well as the treatment of water purification from oil industry waste.Разработана модификация поли(этилентерефталатных) трековых мембран (ПЭТФ ТМ) для увеличения разделения водомасляных эмульсий. Описано разделение эмульсий типа «вода в масле» с использованием ПЭТФ ТМ с правильной геометрией пор и размером пор 200 и 350 нм. Мембраны модифицированы октадецилтрихлорсиланом методом спин-коатинга для повышения их гидрофобных свойств. Представлены результаты изменения диаметров пор и угла смачивания после модификации ПЭТФ ТМ. Структура образцов изучена методами атомносиловой и сканирующей электронной микроскопии. Методом газопроницаемости определен размер пор мембран. Эмульсии хлороформ–вода и н-гексадекан–вода использовали в качестве тестовой жидкости для разделения эмульсий типа «вода в масле». При вакууме 700 мбар удельные показатели фильтрации эмульсий хлороформ : вода составляли 51,5 и 932,0 л/(м2⋅ч), гексадекан : вода – 46,1 и 203,4 л/(м2⋅ч) для ПЭТФ-200/ОТС и ПЭТФ-350/ОТС соответственно. Степень очистки эмульсий модифицированными мембранами по показателю преломления составила 100 %. Полученные трековые мембраны могут применяться для разделения водонефтяных эмульсий с целью предотвращения коррозии трубопроводов и изменения вязкости нефти, а также при очистке воды от отходов нефтяной промышленности
Применимость соединений на основе никеля в качестве катализаторов термоконверсии первичных продуктов пиролиза биомассы
Get PDFThe paper discusses the results of an experimental study of the thermal decomposition of pyrolytic tar carried out in isothermal conditions at temperatures of 300, 350 and 400 °C. It was found that the kinetics of this process can be described using the Avrami–Erofeev equation with a variable parameter n. Analysis of the established data showed that the area of variation of this index included values from 0.415 to 1.238. The mean value of the n parameter calculated for all variants of the study was 0.694 (95 % CI from 0.605 to 0.783), and the median value was 0.639. As is known, the Avrami–Erofeev equation describes the kinetics of thermal decomposition of matter in the condensed state, determined by the nucleation process. This suggests that in the case of thermal decomposition of pyrolytic tar in the temperature range 300–400 °С this process is the limiting stage of the total process. The pyrolytic tarn decomposition rate was found to increase in the case of introduction of particles of nickel catalyst developed at the Physical and Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus into the reaction zone. However, only with respect to one sample, it can be confidently stated that this is the result of the catalytic effect of applied nickel catalyst. Based on the established data, it was concluded that it is promising to use a nickel-containing catalyst in the processes of thermal decomposition of heavy hydrocarbons formed in the processes of thermochemical conversion of biomass.Обсуждаются результаты экспериментального исследования термического разложения пиролитической смолы, выполненного в изотермических условиях при температурах 300, 350 и 400 °С с использованием никельсодержащих катализаторов системы Ni–Fe–Mo. Показано, что кинетику этого процесса можно описать с помощью уравнения Аврами–Ерофеева с переменным показателем n, при этом область изменения этого показателя составляет от 0,415 до 1,238. Среднее значение показателя n, рассчитанное по всем вариантам исследования, равно 0,694 (95 % ДИ от 0,605 до 0,783), а медианное значение – 0,639. Как известно, уравнение Аврами–Ерофеева описывает кинетику термического разложения вещества в конденсированном состоянии, которая определяется процессом зародышеобразования. Высказано предположение, что в случае термического разложения пиролитической смолы в интервале температур 300–400 °С данный процесс является лимитирующей стадией суммарного процесса. Обнаружено, что скорость разложения пиролитической смолы возрастает в случае внесения в реакционную зону частиц никельсодержащего катализатора, разработанного специалистами Физико-технического института Национальной академии наук Беларуси. На основании установленных данных сделан вывод о перспективности использования никельсодержащего катализатора в процессах термического разложения тяжелых углеводородов, образующихся в процессах термохимической конверсии биомассы
Аппаратно-программный комплекс для исследования объемных параметров дыхания
Get PDFIn this paper, a developed hardware-software complex for studying volume parameters of breathing is considered. To estimate the volumetric parameters of breathing, a method for registering the movement of the chest and abdominal walls by changing the overall dimensions of the chest and abdomen with ranking according to the anatomical features of a person is proposed. A technique for researching the volumetric parameters of breathing based on the method of video recording of the movements of the chest and abdominal wall of a person was developed. The proposed method was used to estimate volume parameters of breathing among men aged 20–22 years. BMI (body mass index) ranged from 18.2 to 30.1 kg/m². The research of volumetric parameters of respiration was carried out using the hardware-software complex and the proposed technique for registering the biomechanics of breathing. Conclusions about the relation between volumetric parameters of breathing and the values of changes in the overall dimensions of the chest and abdomen during respiration were drawn. A correlation-regression analysis of the volumes of inhaled/exhaled air and the values of deviations of the overall dimensions of the chest and abdomen was carried out. The results obtained indicate a strong relation between volumetric parameters of breathing and the values of deviations in the overall dimensions of the chest and abdomen.Приводится описание разработанного аппаратно-программного комплекса для исследования объемных параметров дыхания. Для определения указанных параметров дыхания (жизненной емкости легких и дыхательного объема) предлагается способ регистрации движения грудной и брюшной стенок по изменению габаритных размеров грудной клетки и живота с ранжированием по анатомическим особенностям человека. Разработана методика исследования объемных параметров дыхания, основанная на методе видеосъемки движения грудной клетки и брюшной стенки человека. Предложенная методика была использована при оценке объемных параметров дыхания среди мужчин в возрасте 20–22 лет. Индекс массы тела (ИМТ) варьировался от 18,2 до 30,1 кг/м2. С помощью аппаратно-программного комплекса проведены исследования объемных параметров дыхания совместно с предложенным способом регистрации биомеханики дыхания, сделаны выводы о взаимосвязи объемных параметров дыхания и значений отклонений габаритных размеров грудной клетки и живота во время дыхания. Проведен корреляционно-регрессионный анализ объемов вдыхаемого/выдыхаемого воздуха и значений отклонений габаритных размеров грудной клетки и живота. Полученные результаты свидетельствуют о сильной взаимосвязи объемных параметров дыхания и значений отклонений габаритных размеров грудной клетки и живота
Новые композиционные материалы для защиты от гамма-излучения
Get PDFA new composite material of W–Bi2O3 system is proposed as a protection against ionizing radiation. An improved method of hot isostatic pressing for the preparation of composite materials is proposed. The duration of sintering under conditions of high pressure and temperature was 3 minutes. The study of the morphology and chemical composition of W–Bi2O3 composites was carried out using scanning electron microscopy and X-ray energy-dispersive spectroscopy respectively. The density evaluation of the obtained materials was carried out using the Archimedes’ method. The densest samples were obtained at a pressure of 5 GPa and temperatures of 25 and 500 °C, the density of which was 18.10 and 17.85 g/cm3, respectively. It is shown that exposure to high temperatures during sintering adversely affects both the microstructure and density of the samples due to the redox reaction accompanied by the reduction of Bi and the oxidation of W. The results of studying the W–Bi2O3 structure by X-ray diffraction analysis showed that all samples include the main body-centered phase W, and the presence of the WO2 phase is noted only when the sintering temperature is increased to 850 °C, which is confirmed by the appearance of reflections 111 and 22-2. Shielding effectiveness of the W–Bi2O3 composite materials from gamma radiation using the Phy-X/PSD software was evaluated. Co60 with an energy of 0.826–2.506 MeV was used as a source of gamma quanta. The simulation results were compared with the calculations for Pb and Bi. Key parameters such as linear attenuation coefficient, mean free path and half value layer are determined. The calculation results showed that the W–Bi2O3 composite surpasses Pb and Bi in its shielding properties, which makes it promising for use as a radiation shielding material.В качестве защиты от ионизирующего излучения предложен новый композиционный материал системы W–Bi2O3. Представлена усовершенствованная методика горячего изостатического прессования для получения композиционных материалов. Длительность спекания в условиях высокого давления и температуры составила 3 мин. Исследование микроструктуры и химического состава образцов композитов W–Bi2O3 проводили с использованием сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии соответственно. Оценку плотности полученных материалов осуществляли с помощью метода Архимеда. Наиболее плотными оказались образцы, полученные при давлении 5 ГПа и температурах 25 и 500 °C, плотность которых составила 18,10 и 17,85 г/см3 соответственно. Установлено, что воздействие высоких температур в процессе спекания негативно сказывается как на микроструктуре, так и на плотности образцов из-за протекания окислительно-восстановительной реакции, сопровождающейся восстановлением Bi и окислением W. Результаты исследования структуры композиционных материалов системы W–Bi2O3 методом рентгеноструктурного анализа показали, что все образцы включают основную объемно-центрированную фазу W, а наличие фазы WO2 отмечается лишь при увеличении температуры синтеза до 850 °С, что подтверждается возникновением рефлексов 111 и 22-2. Проведено исследование эффективности экранирования композиционных материалов от гамма-излучения с помощью программного комплекса Phy-X/PSD. В качестве источника гамма-квантов использовали Co60 с энергией 0,826–2,506 МэВ. Результаты моделирования были сравнены с расчетами для Pb и Bi. Определены основные параметры: линейный коэффициент ослабления, длина свободного пробега и слой половинного ослабления. Результаты расчета показали, что композит системы W–Bi2O3 по своим экранирующим свойствам превосходит Pb и Bi, что делает его перспективным для использования в качестве материала радиационной защиты
Тепломассообмен капель концентрированных растворов при распылительной дегидратации в условиях конвективно-радиационного энергоподвода
Get PDFThe results of modeling the dehydration of drops of a concentrated liquid, on the example of ceramics, with convective-radiation energy supply under conditions of direct-flow and counter-current phase motion, as well as pulsed counter-flows of gas, are presented. A model for the dehydration of a single drop is formulated based on the equations of heat conduction with a source term and diffusion of moisture, taking into account the change in its size due to evaporation. This takes into account the influence of the convective vapor flow from the evaporating droplet surface (Stefan flow), as well as the blowing of evaporating vapor into the hot gas flow on the heat transfer coefficient (Spalding correction). The impact of infrared radiation is described by the Bouguer equation. The equation of motion of a drop in a gas flow takes into account the forces due to gravity, the difference in velocities and phase densities. As a result of numerical simulation, it was found that with countercurrent phase movement, the intensity of dehydration is higher than with cocurrent flow. This is due to both an increase in the relative velocity of the phases and an increase in the residence time of the drop in the intense region of infrared radiation. It is shown that further intensification of evaporation is possible due to the creation of pulsed counter gas flows. The calculated results are compared with the experimental data, which confirms the adequacy of the model. The results of the study can be useful in the development of new heat technologies and devices for dehydration of concentrated solutions and suspensions. Приведены результаты моделирования дегидратации капель концентрированной жидкости на примере керамики при конвективно-радиационном энергоподводе в условиях прямоточного и противоточного движения фаз, а также импульсных встречных потоков теплоносителя. Сформулирована модель дегидратации одиночной капли на основе уравнений теплопроводности с источниковым членом и диффузии влаги с учетом изменения ее размера вследствие испарения. При этом учитывается влияние конвективного потока пара с испаряющейся поверхности капли (поток Стефана), а также вдува испаряющегося пара в поток горячего газа на коэффициент теплоотдачи (поправка Сполдинга). Воздействие инфракрасного излучения описывается уравнением Бугера. Уравнение движения капли в газовом потоке учитывает силы, обусловленные гравитацией, разностью скоростей и плотностей фаз. В результате численного моделирования установлено, что при противоточном движении фаз интенсивность дегидратации выше, чем при прямотоке. Это обусловлено как повышением относительной скорости движения фаз, так и увеличением времени пребывания капли в интенсивной области инфракрасного излучения. Показано, что дальнейшая интенсификация испарения возможна за счет создания импульсных встречных потоков теплоносителя. Выполнено сравнение расчетных результатов с опытными данными, подтверждающее адекватность модели. Результаты исследования могут быть полезны при разработке новых теплотехнологий и аппаратов для дегидратации концентрированных растворов и суспензий
Каталитические свойства некоторых минеральных солей по отношению к процессу разложения пиролитической смолы
No full textThe paper discusses the results of an experimental study of the thermal decomposition of pyrolytic wood tar in a homogeneous process, as well as in the presence of a number of mineral substances: potassium sulfate, magnesium sulfate, monopotassium phosphate and the mineral residue of the production of potassium salts. The experiments were carried out on a laboratory setup under isothermal conditions at temperatures of 300, 350, and 400 °C by two methods providing two-phase and three-phase contact with the catalyst, respectively. It has been established that the rate of decomposition of pyrolysis tar under the studied conditions obeys the laws described by the Avrami–Erofeev equation with a variable exponent n. The area of change of this indicator in various experiments includes values from 0.415 to 1.238. The mean n value calculated for all study options was 0.694 (95 % CI 0.605 to 0.783), and the median value was 0.639. It has been found that the decomposition rate of the pyrolysis tar increases when MOX particles, potassium sulfate, and magnesium sulfate are introduced into the reaction zone. No effect of monopotassium phosphate on the rate of decomposition of the pyrolysis tar was not found. It is shown that in the case of tailings of potassium salts production an increase in the rate of decomposition of pyrolysis tar is due to the catalytic effect of this substance. The most likely reason for the positive effect of potassium sulfate, as well as magnesium sulfate on the rate of decomposition of pyrolysis tar, is apparently also the catalytic effect of these substances. The Arrhenius parameters of the homogeneous process of thermal decomposition of the pyrolysis tar and the decomposition process in the presence of tailings of potassium salts production, as well as potassium and magnesium sulfates, were determined. According to the data obtained, the activation energy of the homogeneous process was 29.6 kJ/mol, and the pre-exponential factor was 3.15·101 min–1, respectively. The Arrhenius parameters of the decomposition of pyrolysis tar in the presence of tailings of potassium salts production, according to the data of the performed studies, were 23.0 kJ/mol and 1.82·101 min–1. The paper also determined the Arrhenius parameters of the decomposition of pyrolysis tar in the presence of K2SO4 and MgSO4. According to estimates, the activation energy in the presence of these substances was about 50–60 kJ/mol. The research results presented in the article can be used in the design of heat generating equipment, which includes a system for cleaning products of thermochemical conversion of vegetable raw materials.Обсуждаются результаты экспериментального исследования термического разложения древесной пиролитической смолы в гомогенном процессе, а также в присутствии ряда минеральных веществ: сульфата калия, сульфата магния, монокалийфосфата и минерального остатка производства калийных солей (МОКС). Опыты выполнены на лабораторной установке в изотермических условиях при температурах 300, 350 и 400 °С по двум методам, обеспечивающим двухфазный и трехфазный контакт с катализатором соответственно. Установлено, что скорость разложения пиролитической смолы в изученных условиях подчиняется закономерностям, описываемым уравнением Аврами–Ерофеева с переменным показателем n. Область изменения этого показателя в различных опытах включает величины от 0,415 до 1,238. Среднее значение показателя n, рассчитанное по всем вариантам исследования, составило 0,694 (95 % ДИ от 0,605 до 0,783), а медианное значение – 0,639. Обнаружено, что скорость разложения пиролитической смолы возрастает в случае внесения в реакционную зону частиц МОКС, сульфата калия и сульфата магния. Не было обнаружено влияния монокалийфосфата на скорость разложения литической смолы. Показано, что в случае присутствия в процессе МОКС увеличение скорости разложения (убыли) пиролитической смолы обусловлено каталитическим эффектом этого вещества. Наиболее вероятной причиной положительного влияния сульфата калия, а также сульфата магния на скорость разложения пиролитической смолы, по-видимому, также является каталитическое воздействие этих веществ. Определены Аррениусовские параметры гомогенного процесса термического разложения смолы и процесса разложения в присутствии МОКС, а также сульфатов калия и магния. Согласно полученным данным, энергия активации гомогенного процесса составила 29,6 кДж/моль, а предэкспоненциальный фактор – 3,15·101 мин–1 соответственно. Аррениусовские параметры разложения пиролитической смолы в присутствии МОКС по данным выполненных исследований составили 23,0 кДж/моль и 1,82·101 мин–1. Определены Аррениусовские параметры разложения пиролитической смолы в присутствии K2SO4 и MgSO4. В соответствии с оценками энергия активации в присутствии этих веществ составила порядка 50–60 кДж/моль. Представленные в статье результаты исследований могут быть использованы при проектировании теплогенерирующего оборудования, включающего в себя систему очистки продуктов термохимической конверсии растительного сырья
Эквивалентные формы записи алгоритмов работы адаптивных антенных решеток
Get PDFThe article is devoted to obtaining equivalent forms of writing of processing algorithms for the operation of adaptive antenna arrays, considering algorithms as varieties of some generalized LMS algorithm. This will facilitate a comparative analysis of the algorithms’ characteristics. The following algorithms of operation are considered: LMS, NLMS, LMS-Newton, SMI, RLS. The article contains the initial operation algorithms of adaptive antenna arrays, conclusions of equivalent processing algorithms and an equivalent block diagram of the generalized LMS algorithm. Equivalent forms of writing the operation algorithms of adaptive antenna arrays and their parameters are also presented in tabular form. Of particular interest is the equivalent operation algorithm in the case of the SMI algorithm, which differs most from the LMS algorithm. Equivalent algorithms differ only by the scalar convergence coefficient and the matrix normalizing factor. For LMS-Newton, SMI, and RLS algorithms, the matrix normalizing factor is the same, it is determined by inverting the estimation of the correlation matrix of input signals and reduces the dependence of the characteristics of the algorithms on the parameters of the correlation matrix. The scalar convergence coefficient of equivalent algorithms in the case of SMI and RLS algorithms depends on the iteration number and tends to zero for the SMI algorithm and to some non-zero value for the RLS algorithm. The dependence of the convergence coefficient on the iteration number makes it possible to optimize the characteristics of the algorithms at the transition stage. The tendency of the convergence coefficient to zero in the case of the SMI algorithm makes it effective only for stationary input signals. The non-zero steady-state value of the convergence coefficient in the case of the RLS algorithm allows its effective use in a non-stationary environment.Получены эквивалентные формы записи алгоритмов работы адаптивных антенных решеток, рассматривающих алгоритмы как разновидности некоторого обобщенного LMS-алгоритма. Это позволит облегчить сравнительный анализ характеристик алгоритмов. Рассмотрены алгоритмы работы: LMS, NLMS, LMS-Newton, SMI, RLS. Приведены исходные алгоритмы работы адаптивных антенных решеток, выводы эквивалентных алгоритмов работы и эквивалентная структурная схема обобщенного LMS-алгоритма. Эквивалентные формы записи алгоритмов работы адаптивных антенных решеток и их параметры представлены также в виде таблицы. Особый интерес представляет эквивалентный алгоритм работы в случае алгоритма SMI, наиболее сильно отличающегося от алгоритма LMS. Эквивалентные алгоритмы обладают только скалярным коэффициентом сходимости и матричным нормирующим множителем. Для алгоритмов LMS-Newton, SMI, RLS матричный нормирующий множитель одинаков, определяется обращением оценки корреляционной матрицы входных сигналов и позволяет снизить зависимость характеристик алгоритмов от параметров корреляционной матрицы. Скалярный коэффициент сходимости эквивалентных алгоритмов в случае алгоритмов SMI, RLS зависит от номера итерации и стремится к нулю для алгоритма SMI и к некоторой ненулевой величине для алгоритма RLS. Зависимость коэффициента сходимости от номера итерации позволяет оптимизировать характеристики алгоритмов на этапе переходного процесса. Стремление к нулю коэффициента сходимости в случае алгоритма SMI делает его эффективным только для стационарных входных сигналов. Ненулевое установившееся значение коэффициента сходимости в случае алгоритма RLS позволяет эффективно использовать его в нестационарной обстановке