Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ В АППАРАТЕ ВИХРЕВОГО СЛОЯ'

ОЦЕНКА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ В АППАРАТЕ ВИХРЕВОГО СЛОЯ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
12
5
Читать
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АППАРАТ ВИХРЕВОГО СЛОЯ / ТОРФ / ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ / ДИСПЕРГАЦИЯ / ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Мотевич Светлана Анатольевна

При рассмотрении процесса обработки и подготовки торфяных и сапропельных грунтов с помощью аппарата вихревого слоя возникает вопрос о необходимости оценки конечной температуры продукта, так как избыточный разогрев может негативно влиять на его качество. Таким образом, возникает необходимость определения зависимостей тепловых процессов при диспергировании в аппарате вихревого слоя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Мотевич Светлана Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Предварительный просмотр
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF HEAT LOSSES DURING THE TREATMENT OF PEAT SOILS IN THE VORTEX LAYER APPARATUS

When considering the processing and preparation of peat and sapropel soils using a vortex layer apparatus, the question arises about the need to assess the final temperature of the product, since excessive heating can negatively affect the quality of the product. Thus, there is a need to determine the dependencies of thermal processes during dispersion in the vortex layer apparatus.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ В АППАРАТЕ ВИХРЕВОГО СЛОЯ»

Akulov Aleksey Sergeevich, student, Russia, Krasnodar, Krasnodar Higher Military School named after General of the Army S.M. Shtemenko

УДК 622.23.05

DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-409-412

ОЦЕНКА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ В АППАРАТЕ ВИХРЕВОГО СЛОЯ

С.А. Мотевич

При рассмотрении процесса обработки и подготовки торфяных и сапропельных грунтов с помощью аппарата вихревого слоя возникает вопрос о необходимости оценки конечной температуры продукта, так как избыточный разогрев может негативно влиять на его качество. Таким образом, возникает необходимость определения зависимостей тепловых процессов при диспергировании в аппарате вихревого слоя.

Ключевые слова: аппарат вихревого слоя, торф, тепловые потери, диспергация, ферромагнитные элементы.

Аппараты вихревого слоя применяются в настоящее время достаточно широко, так как позволяют получать тонкий и ультратонкий помол различных веществ и сред [1, 2].

Рассматривая аппарат классической конструкции, отметим, что технология обработки и переработки в нем заключается в пропускании продукта или среды через кипящий слой ферромагнетиков.

Сами ферромагнетики, в свою очередь, выступают как минимешалки, поскольку хаотично вращаются в нескольких плоскостях под действием внешнего электромагнитного поля, которое создается индуктором. Помимо интенсивного перемешивания пропускаемой среды или продукта происходят ещё электродуговые явления, а также кавитация и магнитострикция.

Современные системы управления этим электромагнитным полем позволяют регулировать в достаточно широких пределах частоту, амплитуду и мощность с целью получения резонансных явлений.

Явление резонанса необходимо для интенсификации происходящих процессов и увеличения энергетического воздействия на обрабатываемый продукт или среду [3-5]. Правильно подобранные параметры позволяют получать ультратонкий помол порядка 10 мкм в тех случаях, когда это необходимо. Например, на рис. 1 показана водноторфяная смесь после пятиминутной обработки в аппарате вихревого слоя. Можно отметить, что наблюдается высокая однородность помола и минимальное количество более крупных и более мелких частиц. Коэффициент измельчения в данном случае составил 10.

Всё это говорит о том, что перспективы применения таких аппаратов достаточно высоки.

При этом также наблюдаются эффект микроволновой печи, когда СВЧ излучение начинает разогревать обрабатываемый продукт или среду [6, 7]. Кроме этого, разогрев идет также и от микродуговых эффектов и трения.

В ряде случаев в этом ничего опасного нет, но существует ряд продуктов, которые имеют ограничение по температуре нагрева. Например, если мы работаем с водноторфяными смесями, которые затем используются для лечебных целей в виде аппликаций или обертываний, необходимо ограничить предельный нагрев до величины в 40 градусов Цельсия, так как потом происходит нежелательное воздействие на полезные вещества, содержащиеся в торфе.

Таким образом, возникает достаточно специфическая задача, состоящая в том, чтобы обеспечить необходимое воздействие на обрабатываемый продукт или среду, но при этом сохранить максимальное значение температуры в конце операции обработки не выше предельного допустимого значения [8-10].

С этой целью были проведены эксперименты по обработке водноторфяной смеси с промежуточными замерами температуры. Торф и вода были предварительно охлаждены. Значения температуры снимались бесконтактным методом с помощью тепловизора Testo-885.

Перед началом обработки была подготовлена водноторфяная смесь в колбе, куда также были добавлены ферромагнитные элементы. Начальная температура смеси составила 4 градуса Цельсия. Теп-лограмма смеси показана на рис. 2.

Затем проводилась обработка в аппарате вихревого слоя в течение 300 секунд с промежуточным замером на 150 секунде. На рис. 3, 4 показаны теплограммы после 150 и 300 секунд обработки соответственно.

Рис. 1. Водноторфяная смесь после обработки

Рис. 2. Теплограмма исходной водноторфяной смеси

Рис. 3. Теплограмма водноторфяной смеси. Время обработки 150 с

410

Рис. 4. Теплограмма водноторфяной смеси. Время обработки 300 с

Как видно из приведенных результатов, условный порог в 40 градусов Цельсия не перешагнули, хотя и подошли к нему достаточно близко.

На рис. 5 графически показаны результаты в виде диаграммы и была подобрана аппроксимирующая функция.

Рис. 5. График изменения температуры водноторфяной смеси

Анализ полученных данных позволяет говорить о том, что разогрев водноторфяной смеси идет по практически линейной зависимости, что позволяет управлять этим процессом, варьируя время обработки. В то же время, необходимо добиваться определенных значений коэффициента измельчения пропускаемой среды или продукта. При подводимой мощности порядка 5,5 кВт на единицу массы продукта можно считать, что минутный прирост температуры составляет 7-8 градусов Цельсия. Ограничивающим фактором также является температура водноторфяной исходной смеси, которая не может быть ниже 0. Таким образом, мы видим, что в случае необходимости получения более тонкого помола и ограничения по верхнему значению нагрева есть необходимость в доработке аппарата вихревого слоя промежуточной системой охлаждения продукта. Это может быть принудительный обдув колбы охлажденным воздухом от компрессора или разбивка технологического процесса на несколько этапов с промежуточным охлаждением колбы проточной водой. В то же время, при поточной технологии обработки водноторфяной смеси возможны другие зависимости изменения температуры от времени, что говорит о необходимости проведения дальнейших исследований.

Список литературы

1. Иванов С.И. Современные малоотходные технологии переработки техногенного сырья // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. 2017. №4(41). С. 2-93.

2. Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах вихревого слоя. Киев: Изд. «Техника», 1976. 144 с.

3. Нгуен В.М., Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И. Исследование влияния электромагнитного поля и энергомеханической обработки на процесс получения наноразмерных порошков металлического кобальта восстановлением водородом // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. №2. С. 96-101.

4. Войтович В.А. и др. Эффективность применения аппаратов вихревого слоя в процессах измельчения порошковых материалов // Новые огнеупоры. 2017. №10. С. 48-53.

5. Головейко А.Г. Электромагнитное поле и его взаимодействие с веществом. Минск: Белорус. нац. техн. ун-т, 2006. 82 с.

6. Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей. М.: Наука, 1964. 347 с.

7. Бухгольц Г. Расчёт электрических и магнитных полей. М.: Изд. иностр. литер, 1961. 712 с.

8. Винокуров Б.Б. Измерение параметров магнитных полей и характеристик магнитных материалов. Томский политехн. ин-т. Томск 1990. 111 с.

9. Ибрагимов Р.А. и др. Оптимальные параметры и картина магнитного поля рабочей камеры в аппаратах с вихревым слоем // Строительные материалы. 2018. №7. С. 64-67.

10. Данилина Э.М., Володин Г.И., Бреславец В.П. Потери энергии на вихревые токи в электромагнитных аппаратах вихревого слоя и способы их снижения // Известия вузов. Электромеханика. 2014. №1. С. 43-47.

Мотевич Светлана Анатольевна, магистрант, veta.m231 yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ASSESSMENT OF HEAT LOSSES DURING THE TREATMENT OF PEAT SOILS IN THE VORTEX LAYER

APPARATUS

S.A. Motevich

When considering the processing and preparation of peat and sapropel soils using a vortex layer apparatus, the question arises about the need to assess the final temperature of the product, since excessive heating can negatively affect the quality of the product. Thus, there is a need to determine the dependencies of thermal processes during dispersion in the vortex layer apparatus.

Key words: ortex layer apparatus, peat, heat loss, dispersion, ferromagnetic elements.

Motevich Svetlana Anatolyevna, master's, veta.m231@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University УДК 681.3

DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-412-417

МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ПОЛНОГО РИСКА ПОТЕРЬ ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ УЯЗВИМОСТЕЙ ИНТЕРФЕЙСОВ БЕСПИЛОТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

А.В. Скатков, А.А. Брюховецкий, Д.В. Моисеев

В работе рассмотрен алгоритмический подход по оцениванию полного риска при обнаружении уязвимостей интерфейсов БТС. Метод обнаружения изменения состояния контролируемых ресурсов БТС: канал связи, процессор, память реализован на основе вероятностных автоматов с использованием адаптивной модели Байеса. Полученная в ходе эксперимента апостериорная информация о состоянии ресурсов БТС учитывает изменения внешней среды и используется для оценки риска принятия решений при обнаружении уязвимостей.

Ключевые слова: полный риск, уязвимость, вероятностный автомат, байесовский классификатор, состояние ресурса.

Введение. Наряду с преимуществами, которые привносят современные интеллектуальные мобильные технологии, возникают сопряженные с ними риски нарушения информационной безопасности. Подключенные транспортные средства являются потенциальными целями для компьютерного взлома. В свете растущего числа хакерских инцидентов в мобильных сетях, эксперты по кибербезопасности работают над упреждающим устранением подобных уязвимостей программного обеспечения и обеспечением безопасности транспортных средств, подключенных к интернету. Полный учет рисков потерь, связанных с транспортными средствами представляет собой сложную проблему. Различные факторы могут приводить к появлению рисков [1-2]. Так, например, гетерогенность технологий привносит дополнительные риски принятия ошибочных решений при обнаружении уязвимостей интерфейсов БТС. Ухудшенный входной сигнал датчика или искаженные протоколы управления могут привести к столкновениям транспортных средств. Взломанные датчики могут использоваться для ложного сообщения о трафике или других объектах на дороге, тем самым ненадлежащим образом останавливая движение скомпрометированных транспортных средств. В частности, многие из рассматриваемых сценариев кибербезопасности приводят к общему результату, когда скомпрометированные транспортные средства прекращают движение

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.