CC BY
11
Таблица 2
Относительная эффективность ингибиторов коррозии (везде концентрация 0,1%) стали 10 в растворе сульфата __натрия 0,1% (рН 9,5)__
Добавка Rn, Ом Y
Экол-3 13596 8,75
Биосил-С 12431 8,01
Нитрит натрия 7191 4,62
Фосфат натрия 5373 3,46
ГКЖ - 11к 2017 1,30
ПЭГ- 115 1969 1,26
Na2SO4 1553 1,00
Сопоставление данных таблиц 1 и 2 показывает, что эффективности ингибиторов в разных базовых растворах можно различить с помощью предложенной методики.
Таким образом, в работе показано, что испытанная методика позволяет достоверно различить и сравнить относительную эффективность ингибиторов в растворах СОЖ.
Список литературы
1. ГОСТ 6243-75 Эмульсолы и пасты. Методы испытаний. Раздел 2;
2. ГОСТ 9.908-85 ЕСЗКС Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости;
3. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов М.: Металлургия, 1976. С 360-366.;
4. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2010, с 388-390.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ КАРБОНАТА БАРИЯ ИЗ РАСТВОРА СЕРНИСТОГО БАРИЯ УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ
Рухадзе Вахтанг Владимирович,
Доктор техн наук, сп-сть неорганическая химия, гос. Университет им. Ак.Церетели. г.Кутаиси, Грузия
Камушадзе Иямзе Демуриевна Доктор техн. Наук, научный центр гос. Университета им. Ак.Церетели. г.Кутаиси, Грузия
MATHEMATICAL MODELING OF THE DEPOSITION OF BARIUM CARBONA TE FROM THE SOLUTION OF BARIUM SULFIDE THROUGH CARBON DIOXIDE
Цель. Метод. Результат. Выводы. Цель. Метод. Результат. Выводы.
АННОТАЦИЯ
Для получения математической модели процесса карбонизации реализован центральный композиционный рота-бельный план второго порядка. На основе полученных экспериментальных данных получено уравнение регрессии, позволяющее наметить кратчайшие пути движения к области оптимального ведения процесса карбонизации в смысле достижения максимума выхода карбоната бария. Чтобы найти экстремальную точку поверхности, описываемой уравнением регрессии и наметить направления движения к оптимуму, каноническая форма уравнения имеет сложный вид типа минмакса. Как видно из двумерных сечений поверхности, сечение по Х1Х4 представляют собой сопряженные гиперболы.
Проведенный в указанной области эксперимент дал значение выхода карбоната бария 99,98%. ABSTRACT
In order to obtain a mathematical model of the carbonization process a second-order central compositional rotatable plan was designed. On the basis of experimental data the regression equation has been obtained, which enables identifying the shortest path of the optimal reference to the field of the carbonization process in terms of reaching a maximum output of barium carbonate. In order to find the extreme point of the surface described by the regression equation and identify the direction of motion to the optimum, the canonical form of the equation acquires a complicated form of a min-max type. As seen from the two-dimensional surface sections the section along Х1Х4 represents conjugate hyperbolas.
The experiment carried out in this field gave 99.98% output value of barium carbonate.
Ключевые слова: Процесс. Карбонизация. Карбонат бария. Минмакс.
Keywords: Process. Carbonization. Barium carbonate.
Для получения математической модели процесса карбонизации реализован центральный композиционный ротабельный план второго порядка (табл.1).
К полному факторному эксперименту типа N = 24, спланированному вокруг новой точки, были добавлены п = 8 звездных точек с плечом а = 2 и 7 центральных из условия ротабельности для к = 4.
На основе полученных экспериментальных данных и с помощью решения нормальных уравнений вычислены коэффициенты регрессии:
Ь0 = 81,4; Ь1 = -3,058; Ь2 = 3,11; Ь3 = 0,59; Ь4 = -8,17; Ь11 = 1,79; Ь12 = 0,66; Ь13 = -0,062; Ь14 = 1,054; Ь22 = 0,97; Ь23 = 0,073; Ь24 = 1,39; Ь33 = 0,34; Ь34 = 0,083; Ь44 = 0,74 Полученное уравнение регрессии для выхода У карбоната бария имеет следующий вид:
У = 81,4 - 3,058x1 + 3,11х2 - 0,59х3 - 8,17х4 + 0,66x1x2 - 0,062x1x3 - 1,054x1x4 + 0,073x2x3 1,39x2x4 + 0,083x3x4 + 1,79x12 + 0,97x22 0,34x32 + 0,74x42
позволяющее наметить кратчайшие пути движения к области оптимального процесса карбонизации в смысле достижения максимума выкода карбоната бария.
Чтобы найти экстремальную точку поверxности, описываемой уравнением регрессии и наметить направления движения к оптимуму, необxодимо определить вид поверxности. Судить о форме поверxности отклика легче всего по канонической форме функции отклика.
Каноническая форма уравнения имеет вид:
У - 82,5 = 2,01X12 + 1,55X22 + 0,33X32 - 0,055X42
Как видно из уравнения, поверxность имеет сложный вид типа минмакса.
Анализ двумерный сечений поверxности отклика и построение кривьк равного вькода даст возможность более детального изучения поверxности отклика.
Как видно из двумерный сечений поверxности (рис.1), сечение по Х1Х4 представляют собой сопряженные гиперболы, т.е. наблюдается минмакс. Для выползания из седловины надо двигаться по направлению осей от седловой точки. При этом уменьшение выкода наблюдается при движении по направлению оси Х1 и Х4. Поэтому для повышения выкода необxодимо двигаться к центру.
Учитывая значение ту, осуществлен переxод от старый координат к новым:
Х1 = 0,93(Х1 + 25,36) + 0,18(Х2 - 48,81) + 0,015(Х3 -0,45) + 0,32(Х4 + 58,32)
Х2 = 0,053(Х1 + 25,36) + 0,79(Х2 - 48,81) - 0,023(Х3 -0,45) - 0,6(Х4 + 58,32)
Х3 = -0,025(Х1 + 25,36) + 0,039(Х2 - 48,81) + 0,99(Х3 -0,45) + 0,0032(Х4 + 58,32)
Х4 = -0,36(Х1 + 25,36) + 0,58(Х2 - 48,81) - 0,0341(Х3 -0,45) + 0,73(Х4 + 58,32)
Координаты четыреx теоретически точек 100%-ного выxода найдены решением системы уравнений:
Х2
Х2
Х3
+
Х4
12,92 14,6912 31,6092 77,85,92 Х1 = Х2 = Х3 = 0; Х4 = ± 77,859
= 1
Пользуясь выражениями для переxода из одниx координат к другим, вычислим координаты точек:
Х4 = 77,86(Х1 = 0,6; Х2 = 2,08; Xx = 6,9; Х4 = -1,5) Х1 = -25,358 + 0,318 • 77,86 = -0,6 Х2 = 48,85 - 0,6 • 77,86 = 2,08 Х3 = 0,45 + 0,0032 • 77,86 = 6,9 Х4 = -58,32 + 0,73 • 77,86 = -1,5
Таблица 1
Условия планирования второго порядка карбонизации раствора сульфида бария углекислым газом в реакторе
пенного слоя (ПС) непрерывного действия
Обозначение натуральный величин факторов Оптимизирующие
Факторы величины
£ 1 Ба8 г/л £ 2 С 02 % £ 3 0С £ 4 мл /м ин £ 12 £ 22 £ 32 £ 42 £ 1 £ 2 £ 1 £ 3 £ 1 £ 4 £ 2 £ 3 £2 £ 4 £ 3 £ 4 У1 XI
Основ-
ной 55 50 50 25
уровень
Шаг ва-
рьиро- 15 5 10 10
вания
Верx-ний 70 55 60 35
уровень
Нижний уровень 40 45 40 15
Кодо-
вое
обозна- X X! X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4 X1 X1 X1 X2 X2 X3 % %
чение 0 2 2 2 2 X2 X3 X4 X3 X4 X4
факто-
ров
Учитывая значения Х1Х2Х3Х4 определены значения натуральный величин факторов для точки Х4, которому соответствуют £1 = 46г/л; £2 = 60%; £3 = 570С; £4 = 10мл/мин.
Проведенный в указанной области эксперимент дал значение выкода карбоната бария 99,98%.
Рисунок 1. Двумерное сечение поверхности Х1Х4
Список литературы
1. Зедгенидзе И. Г. Математическое планирование эксперимента для исследования и оптимизации свойств смесей. Тбилиси, Мецниереба, 1971
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИЯХ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ
Тарасова В.Е.
Студент (научный руководитель - канд. хим. наук, доцент Сальникова Е.В.), Оренбургский Государственный
Университет, химико-биологический факультет, кафедра химии.
Почвы являются важнейшим объектом экологических исследований, поскольку это ценное звено биогеохимического круговорота веществ в экосистемах, источник поступления этих веществ в растительность и по трофическим цепям в организм человека [1].
В наибольших количествах из щелочных и щелочноземельных элементов в породах присутствуют №, К, Mg, Са. Из анионов преобладают СО32-, С1-, SO42-; присутствуют - НСО3- которые поступают в почвенный раствор в результате биологических процессов [5].
Загрязнение почвы - это процесс изменения ее физико-химических и биологических характеристик, которые вызывают снижение плодородия и представляют опасность для здоровья населения, животных и растительных организмов [7].
Сельскохозяйственные земли загрязняются не только через атмосферу, но и при применении пестицидов, минеральных и органических удобрений, известковании, использовании сточных вод [11].
Актуальность проблемы исследования определило цель работы - оценить экологическое состояние почвенного покрова на территориях Оренбургского Предуралья.
В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
1) провести работу с литературными и научными данными по оценке степени загрязнения почв;
2) определить содержание гидрокарбонат-, хлорид-, сульфат-ионов и ионов кальция, магния, натрия, калия в целинных и пахотных почвах Оренбургского Предуралья;
3) определить интегральную степень загрязнения почвенного покрова;
4) оценить показатель химического загрязнения.
Объектами исследования являлись типичные и выщелоченные черноземы южной лесостепи, южные черноземы засушливой степи, аридные темно-каштановые почвы Предуралья, расположенные под хорошо сохранившейся естественной растительностью (целина) и на участках интенсивного сельскохозяйственного использования (пашня).
По гранулометрическому составу данные почвы представляют собой тяжелый, редко средний, суглинок.
Перед началом определения ионов для каждого подтипа почвы Оренбургского Предуралья, необходимо установить рН водных вытяжек. Для каждой из проб почвы нами была установлена нейтральная реакция среды, как на целинном, так и на пахотном участке (рисунок 1).
Определение содержания катионов и анионов в почвах Урала методом титрования показало, что у чернозема, выщелоченного (рисунок 2а) при глубине 0-10 см преобладают катионы натрия и калия на целинных территориях и сульфат-ионы на целинных и пахотных территориях, а дефицит испытывает почва в отношении катионов магния. При глубине 10-20 см на целинных участках содержание катионов натрия и калия выше, чем на пахотных, в то время как на пахотных территориях преобладают сульфат-ионы, но оба участка претерпевают недостаток в отношении катионов кальция и магния. Для глубины 20-30 см на целинных и пахотных территориях увеличивается содержание сульфат-иона.
