CC BY
6На основании результатов расчета, можно сделать вывод, что при повышении температуры нагрева нефти уменьшается вязкость и как следствие гидравлические потери.
Считаю оптимальной температуру нагрева нефти Карабикуловского месторождения - не более 65 0С, т.к. дальнейший нагрев нефти нецелесообразен, ввиду того что вязкость уменьшается незначительно.
Использованные источники: 1. Дегтерев В.Н. Перекачка высоковязких и застывающих нефтей. Самара. ВК-Транс 2006. 144 С.
УДК 581.524.346
Тюкавина А.П. ученица 11б класса
государственное бюджетное нетиповое образовательное
учреждение Архангельской области «Архангельский государственный лицей имени М.В. Ломоносова»
Россия, г. Архангельск АКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ ДРЕВЕСИНЫ ЛИПЫ
Аннотация:
Цель работы заключалась в исследовании скорости прохождения звуковых импульсов в древесине липы мелколиственной (Tilia cordata Mill.). Обследовано 20 деревьев. У мелких здоровых деревьев средняя скорость прохождения звукового импульса в древесине липы по матрице скоростей составляет 696 м/с; у средней категории крупности - 820 м/с. У всех крупных деревьев липы в стволе отмечалась сердцевинная гниль. Скорость звукового импульса в стволе липы менее 600 м/с указывает на наличие гнили, скорость звукового импульса менее 400 м/с указывает на дупло.
Ключевые слова: липа, гниль, древесина, акустическая томография.
Tyukavina A.P., student of 11 b class state budgetary non-standard educational institution Arkhangelsk region "Arkhangelsk state Lyceum named after M. V. Lomonosov» Russia, Arkhangelsk ACOUSTIC TOMOGRAPHY OF LINDEN WOOD
Abstract:
The aim of the work was to study the speed of sound pulses in small-leaved Linden (Tilia cordata Mill.)wood. 20 trees were examined. Average speed of the sound pulse in the linden wood of small healthy trees is 696 m/s; in the medium category of size - 820 m/s. All large Linden trees in the trunk was noted in the medullary rot. The speed of the sound pulse in the Linden trunk less than 600 m/s indicates the presence of rot, the speed of the sound pulse less than 400 m / s
indicates the hollow.
Key words: linden, rot, wood, acoustic tomography.
Исследования скорости звука в древесине актуальны в лесном хозяйстве, так как позволяют оценить состояние дерева, а также в лесопромышленном комплексе - для выявления скрытых дефектов в древесине. Исследования находятся на стыке наук: биологии, физики, математики, информатики. Актуальность исследований обусловлена необходимостью оценки качества древесины растущих деревьев. Несмотря на многочисленные исследования качественных характеристик древесины [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], до сих пор не выработана методика быстрого, точного и простого способа определения внутреннего состояния древесины. Для оценки состояния деревьев могут применяться различные методы и устройства [9, 10, 11, 12]. Акустическая томография оказалась одной из эффективных методик для выявления внутренних дефектов древесины [13, 14, 15].
Для широко применения акустической томографии необходимо разработать корректную интерпретацию полученных данных и составить шкалу скоростей древесины разных пород деревьев.
Цель - исследовать скорости прохождения звуковых импульсов в древесине липы мелколиственной (Tilia cordata Mill.).
Исследования проводили в сквере вблизи 1 и 2 корпуса Северного Арктического федерального университета города Архангельска.
Внутренную диагностику состояния деревьев оценивали с помощью импульсного томографа Арботом. Основой Арботома являются сенсоры (рис.1). В каждом сенсоре Арботома имеется виброметр и электронная схема для фиксации и преобразования сигналов, полученных от удара молотком по штифту, в цифровую форму, а затем определения реального времени прохождения поступающих импульсов с учетом расстояний между сенсорами. На основании зафиксированных программой данных рассчитываются скорости прохождения этих импульсов, которые затем собираются в матрицу и с помощью компьютера могут быть представлены в виде линейных или плоскостных графических построений.
Рис.1. Основные компоненты Арботома: А - сенсор; Б - блок питания
Липа мелколистная широко применяется в озеленении города Архангельска. Присутствие в сквере составляет 30% от всех деревьев. Акустическую томографию проводили у деревьев с диаметром 10 -20см (мелкие), 30-40 см (средние), 50-60 см (крупные деревья). Всего обследовано 20 деревьев
В категории «мелкие деревья» все деревья имеют равномерную окраску в поперечном сечении ствола, что указывает на отсутствие патологии (рис.2). При этом скорость звукового импульса составляет около 900 м/с.
1190
610
Рис. 2. Изображение акустической томографии поперечного сечения ствола липы диаметром 18см.
Среди деревьев средней категории крупности встречаются здоровые (с равномерной окраской плоскостного изображения) (рис.3). Скорость прохождения звукового импульса в их древесине составляет около 900 м/с. Деревья с начальными стадиями гнили (начало деструкции древесины) на плоскостном изображении характеризуются наличием пятен со скоростью звукового импульса менее 700 м/с, для деревьев с гнилью - менее 500м/с.
У деревьев, относящихся к крупным, не встречаются равномерные окраски плоскостного изображения акустической томографии (рис.4). Но можно сделать вывод, что при формировании дупла (последняя стадия гнили) скорость звукового импульса в древесине может снижаться до 160 м/с.
Рис. 3. Изображения акустической томографии поперечных сечений стволов липы средней категории крупности.
Рис. 4. Изображения акустической томографии поперечных сечений крупных стволов липы.
Проанализируем данные матриц акустической томографии (табл.1).
Таблица 1. Скорости звукового импульса в древесине липы, м/с
Статистическ ие показатели Мелкие деревья (без внутренних патологий) Средняя категория крупности Крупные деревья
здоровы е с началом деструкц ии древесин ы с деструкци ей древесины с деструкцие й с дуплом
Среднее значение 696 820 731 639 533 438
Стандартное отклонение 97 158 242 217 169 170
Основная ошибка 39 29 44 40 20 26
Коэффициент изменчивости 14 19 33 34 32 39
Достоверност ь 17,5 28,5 16,5 16,1 26,4 16,7
Точность 5,7 3,5 6,0 6,2 3,8 6,0
У мелких здоровых деревьев скорость прохождения звукового импульса в древесине липы ниже, чем у деревьев средней категории крупности. Различие достоверно (достоверность различия более 2,5). Это объясняется большими радиальными приростами у деревьев в молодом возрасте. С наличием деструкции средняя скорость прохождения звукового импульса в древесине снижается, коэффициент изменчивости возрастает.
В результате исследования оценили скорость прохождения звука в древесине липы, характеризующейся разными категориями крупности и разными категориями состояния.
Использованные источники:
1. Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах: монография. - Архангельск: АГТУ, 2003. - 110с.
2. Полубояринов О.И. Плотность древесины: монография. - М.: «Лесная промышленность», 1976. - 160 с.
3. Тюкавина О.Н. Строение древесины сосны в сосняках кустарничково-сфагновых осушенных //Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. материалов Всерос. конф.: Четвертые Мелеховские научные чтения, посвященные 105-летию со дня рождения И.С. Мелехова (Архангельск, 1012 ноября 2010г.). - Архангельск: С(А)ФУ, 2010. - С. 122-125.
4. Чибисов Г.А., Москалева С.А. Качество древесины ельников, формирующихся после выборочных рубок //Лесн.журн. - 2000. - №4. - С.
26-31.
5. Catena A. Thermography reveals hidden tree decay // Arb J -2003 - №27 - Р.
27-42.
6. Deflorio G., Fink S. Detection of incipient decay in tree stems with sonic tomography after wounding and fungal inoculation // Wood Sci Technol - 2008. -№42. - Р. 117-132.
7. Liang S., Fu F. Relationship analysis between tomograms and hardness maps in determining internal defects in euphrates poplar // Wood Research. - 2012. - 57 (2). - P. 221-230.
8. Lonsdale D. Principles of tree hazard assessment and management. Stationery Office Ltd, Publications Centre, London.1999.
9. Luo J., Yang X. Study on the correlation between mechanical characteristics and nondestructive testing of stress wave in larch logs// Advanced Materials Research - 2012 - 433-440. - P. 2135-2141.
10.Repola, JModels for vertical wood density of Scots pine, Norway spruce and birch stems, and their application to determine average wood density// Silva Fennica. - 2006. - 40(4) - P. 673-685.
11. Rinn F. Technische Grundlagen der Impuls-Tomographie. Baumzeitung. -2003 - 8. - P. 29-31.
12.Schwarze FWMR, Fink S. Ermittlung der Holzzersetzung am lebenden Baum. Neue Landshaft - 1994. - 39. - P. 182-193.
13.Rust S., Gocke L. () PICUS sonic tomograph - a new device for nondestructive timber testing. In: Backhaus G.F., Balder H., Idczak E. (Eds.), International Symposium on Plant Health in Urban Horticulture, Braunschweig, Germany, 2000.
14.Wang L., Xu H., Zhou C., Li L., Yang X. Effect of sensor quantity on measurement accuracy of log inner defects by using stress wave // Journal of Forestry Research. - 2007. -18 (3) - P. 221-225.
15. Yang, X.a , Luo, J. Study on stress wave non-destructive testing of bending resistance characteristics of logs// World Automation Congress Proceedings. -2012.- № 6321170.
