tech-2019_08(65)

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 8(65) Август 2019 Москва 2019

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Романова Алла Александровна, канд. техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 8(65). М., Изд. «МЦНО», 2019. – 40 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/865 ISSN (печ.версии): 2500-1272 ISSN (эл.версии): 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2019.65.8 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2019 г.

Содержание 4 Информатика, вычислительная техника и управление 4 АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЗАГРУЗКЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО 8 ПРОЦЕССОРА ВНЕШНИМ ПОТОКОМ Мусаев Мухаммаджон Усарович 8 Хужаев Туймурод Худдиевич Муминова Фотима Абдурахимовна 13 Химическая технология 17 22 ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ НА СВОЙСТВА СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДОЛОМИТОВОЙ ИЗВЕСТИ 26 Джандуллаева Мунавара Сапарбаевна Атакузиев Темир Азимович 31 Эшметова Дилафруз Зухриддиновна Бобокулов Акбар Носирович 31 СИНТЕЗ СУПЕРАБСОРБЕНТНОГО ГИДРОГЕЛЯ НА ОСНОВЕ КРАХМАЛА, АКРИЛОВОЙ 35 КИСЛОТЫ И МОНТМОРИЛЛОНИТА Холназаров Баходир Азамович 35 Тураев Хайит Худайназарович Ширинов Шавкат Давлатович Джалилов Абдулахат Турапович ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОДОГРЕВА НЕФТИ В ТРУБЧАТЫХ АППАРАТАХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ Худайбердиев Абсалом Абдурасулович ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ФУРАНОВЫЕ ОЛИГОМЕРЫ И ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ НА ИХ ОСНОВЕ Низамов Тулкун Абдусаматович Алимухамедов Музафар Ганиевич Магрупов Фархад Асадуллаевич ПОЛИТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ НИТРАТА КАРБАМИДА - МОНОЭТАНОЛАМИН – ВОДА Толипов Фуркат Рустам угли Шукуров Жамшид Султонович Тогашаров Ахат Салимович Тухтаев Сайдиахрaл Электротехника МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ОДНОФАЗНОГО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ИНВЕРТОРА ТОКА В РЕЖИМЕ ПРЕРЫВИСТОГО ВХОДНОГО ТОКА Умаров Шухрат Бадреддинович Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ГИДРОФИЦИРОВАННЫХ ГОРНЫХ МАШИН Абдуазизов Набижон Азаматович Алиев Тогаймурод Баратович Жураев Акбар Шавкатович Кенжаев Зариф Ширин угли

№ 8 (65) август, 2019 г. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЗАГРУЗКЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА ВНЕШНИМ ПОТОКОМ Мусаев Мухаммаджон Усарович канд. техн. наук, доцент Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Е-mail: [email protected] Хужаев Туймурод Худдиевич ст. преп. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Муминова Фотима Абдурахимовна студент Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык THE ANALYSIS OF THE SYSTEM MODELS OF THE EXCHANGE TO INFORMATION WHEN LOADING THE CENTRAL PROCESSOR BY EXTERNAL FLOW Mukhammadjon Musayev Candidate of technical Sciences, associate professor Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Tuymurod Кнujaev Senior lecturer, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Fatima Muminova student of Almalyk branch Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ При создании управляющих вычислительных систем представляется большой практический интерес решить задачу: -при известной скорости генерации определить загрузку центрального процессора внешним потоком, при которой не наступает снижение производительности средней скорости выполнения вычислительных операции. ABSTRACT When creating control computing systems, it is of great practical interest to solve the problem: -at a known rate of generation to determine the load of the CPU by an external thread, at which there is no decrease in the performance of the average speed of computing operations. Ключевые слова: скорость генерации, внешний поток, вычислительные операции, обмен информацией, си- стемы обмена информацией. Keywords: generation speed, external flow, computing operations, information exchange, information exchange sys- tems. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Мусаев М.У., Хужаев Т.Х., Муминова Ф.А. Анализ моделей систем обмена информации при загрузке центрального процессора внешним потоком // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7717

№ 8 (65) август, 2019 г. Введение. Проблема выбора средств организа- циональных узлов ВС: процессоров и модулей па- мяти с внешними абонентами. Во-вторых, задача ции обмена информацией возникла вследствие раз- обеспечения требуемой готовности к обслуживанию внешних абонентов, которая решается созданием личия технических параметров, форм представления гибких структурных связей. В-третьих, задача повы- шения уровня содержательной обработки информа- информации и способов работы вычислительной ма- ции, состоящей, в основном, в уменьшении объема внутренних вспомогательных операции и функции шины и абонентов. Потоки требований, поступаю- управления по сравнению с общей вычислительной мощностью машины. Для заданного внешнего по- щие от абонентов, могут носить как детерминирован- тока нужно определить параметры узлов П и А2, обеспечивающие максимальную скорость генерации ный, так и стохастический характер, а. потому часто внутреннего потока или заданную производитель- ность комплекса, при которой ВС успевает управлять не удается достичь жесткого разделения во времени технологическим оборудованием или обслужить «нетерпеливых» абонентов. Эти задачи могут быть этого обмена и вычислений, так же как не может быть решены с помощью рациональной организации об- мена информацией, которые отнесены к комплекс- задана строгая последовательность решения задачи в ной проблеме построения ВС. целом. Решение задачи. Эту задачу будем решать при исследовании двухфазной системы массового обслу- Вместе с тем целесообразно организовать работу живания (СМО) с двумя потоками (рис. 1), которая является не только обобщенной моделью двухкон- вычислительных систем (ВС) таким образом, чтобы турной ВС, но может служить и частной моделью для двухконтурной ВС в режиме накопления информа- она не простаивала в ожидании получения данных от ции, или трехконтурного в режиме выдачи. Исследо- вание двухфазной СМО проведем для пуассонов- абонентов и не теряла при этом время, в течении ко- ского внешнего потока и экспоненциального обслуживания обоих потоков. торого мог быть выполнен ряд вычислительных опе- раций. В противном случае, несмотря на высокие по- тенциальные скорости вычислений, производительность ВС падает, снижается эффек- тивность при выполнении ряда работ либо увеличи- ваются затраты на ее создание при достижении за- данной производительности. Постановка задачи. Описанные ситуации, встречающиеся на практике применения систем об- мена информацией (СОИ) в управляющих ВС, со- здают ряд проблем организации обмена информа- цией. Это, во-первых, задача равномерности загрузки и одновременности работы основных функ- Рисунок 1. Схема двухфазной модели СМО Если заявки внешнего потока проступает в бу- него потока, потому что время ожидания начала об- ферный накопитель (БН) такой емкости, что вероят- ностью его переполнения между циклами переписи служивания 2 будет состоять из времени дообслу- информации в основную память можно пренебречь, то будем считать, что емкость его бесконечна (r = ∞). живания внешней заявки  / суммарного времени Далее полагаем, что между первой и второй фазами 1 обслуживания внутреннего потока не может нахо- диться ни одной заявки, ожидающей обслуживания. t 0 / (1 ) обслуживания заявок внешнего потока, Тогда по окончании обслуживания (������ + 1)- й заявки стоящих в очереди в момент поступления заявки от первой фазы узел С прекращает работу (блокиру- А1, и суммарного времени w2  , обслуживания ется), если ������ –я заявка еще не обслужена на второй фазе. внешних заявок, пришедших во время ожидания в При принятых допущениях об очередях и пото- очереди заявки от процессора А1. Следуя [1] , после ках обслуженное А1 процессором требование может упрощений получим застать в очереди к процессору А2 лишь заявки внеш- w2  [ / (1 )] [t 0 / (1 )2] (1) В момент поступления требования от суммар- ного потока на обслуживании может находиться тре- бование как от А2, так и от источника или преемника, 5

№ 8 (65) август, 2019 г. а потому t 0   /   P(A)t 2 , где Р(А) – вероятность Следовательно, скорость генерации зависит от времени пребывания заявок на последующих фазах обслуживания требования от ВС в момент поступле- обработки, которые могут обслуживать несколько потоков. ния требования, равный Наиболее интересным и важным является слу-    tP(A)  ( / , t2 – среднее время до- чай, когда t  t r  2  t . Подставив в (1) значения 1 tз (3) и t0 (2), после упрощений получим ).[1/ (1 1 )] 2 [( Fc 1) / 2(1 )2 ] /[( Fc 1) / 22] 2 q (4) обслуживания требования от ВС, равное 1/ μ2. От- где ������������ = 1 + 4 ������������ / [ ������������ + ( ������2 /������)]2. , ������������ = (1 − сюда, среднее время дообслуживания произвольного ������)2 /������. требования равно Можно легко убедиться, что при ������������ = 0 , ������������ = 1, а при ������������ → ∞, Alim ������������=(������������). Максимальное же зна-  t t0  [ / ][ , (2) чение функции ������������ принимает при ������������ = μ2 / μ и равна / (1 1 q)] ������max= 1+μ/μ2 . Отсюда находим 1 где ρ = μ1 /μ2 При совмещении процесса генерации и обслужи- вания не всякое ожидание приводит к задержке начала обслуживания и простою узла, генерирую- щего заявки внутреннего потока и обслуживающего его на первой фазе. Так, при выполнении ������– й заявки внутреннего потока υ – типа, задержка в обслужива- нии (������ + 1) –й заявки типа ������ ( ������, ������ = 1,2, . . . , ������) не наступит, если ������������������,������+1 ≥ ������ ������,������ + ������������,������ т. е. ������з̅ ,������,������+1=0 где ������������������, ������ + 1 – длина интервала времени между по- 2 max   ) (1 1  )  1 ( 1  1) следовательными моментами ������ и ������ + 1 поступления 2(1 2 22 2 заявок внутреннего потока типа υ, а ������������������ξ - время обслу- живания ������ – й заявки. (5) Если же ������������������,������+1 < ������������,������ + ������������,������, то задержка начала Пользуясь формулой (5), получим некоторый ин- обслуживания равна женерный запас при определении среднего значения времени ожидания начала обслуживания, требования tз ,υ , ξ +1 = ������������,������ + ������������,������- ������������������,������+1, (������������,������> 0 ). внутреннего потока процессором А2. При ������������������,������+1 ≤ ������������,������ всякое ожидание в очереди ведет к задержке начала обслуживания (������ + 1) − й заявки, Наконец, можно найти то предельное значение степени занятности системы обслуживания требова- равной ������������,������. ний от абонентов (источников и приемников инфор- мации), при котором не наступает снижение произ- Среднее время задержки обслуживания tз заявок водительности процессора ρ0 (имеется в виду среднее внутреннего потока узлом А2 при статистический не- значение). Это возможно при tз =0 т.е. зависимости величины задержки и события, заклю- чающегося в задержке этой заявки, может быть вы- а tr числено следующим образом 1 2 (t  ) 0 (6) tз   0  tr ) при t r  2  t (3) Подставив в последнее уравнение значение 2 ,  а при t tr 2  t 2 при tr  t и решив его относительно ρ1, найдём максимальную     (t загрузку систем ρо.   1 При ������������ =1 ̅���̅���̅2̅ =ρ/μ(1-ρ)2 и подставив его в (6), найдём минимальную задержку и максимальное ρо. 2 Отсюда определяется средняя скорость выполне- 1 1 1 1 .4 ния заявок внутреннего потока (генерации) 2 (1  1 a αυ r } a αυ r }, 0 1 1) .(1 (7) ������0������ = { / {1+ tз   1  1 относительное снижение производительности Если ρ1 > 1, т.е. μ2< μ1 то всякое ожидание ведет к задержке, потому рассмотрим два крайних случая. a 1. При ρ1 = 1, η = 1 - [1- tз αυ r ]-1 , l1im1 0  1 l1im1 1 1) (1 1 1 1 .4 )  0  1 2(1 1 6

№ 8 (65) август, 2019 г. 2. Если μ2>> μ1 ( ρ1 → 0), то получим максимально  возможную загрузку системы внешним потоком, рав- 0 ную ρ0 = 1 – 2 [ 1 + 1 4 / 1 ] -1 1 Максимально значение ρ0 достигается при скоро- сти обслуживания на 2-ой фазе, значительно превос- 0,9 ходящей скорость генерации (μ2>>μ1) и (μ>>μ1). Од- нако эффективность обслуживания от увеличения 0,8 быстродействия памяти, превосходящей скорость ге- нерации обслуживания, чем в 2 раза, быстро умень-  шается, особенно при μ >> μ1, что хорошо видно из 0,7  1 графика ρ0 =ρ0(μ,μ1 ,μ2) (рис. 2).  При заданной скорости генерации (быстродей- ствии, скорости решения задачи) и быстродействии 0,6 памяти можем определить максимальный поток λmax, при котором не снижается производительность ВС 0,5  >  или обеспечивается заданная производительность. 1 Для этого нужно построить графики ημ = ημ (λ, μ; 0,4 μ1; μ2;) (рис. 3), воспользовавшись полученным выра- жением для относительного снижения скорости гене- 0,3 рации  1 0,2 0,1  1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Рисунок 2. Максимальная загрузка СМО внешним потоком  1 ημ: ημ= 1 – [ ρ1 + μ1 ̅���̅���̅2̅ ] -1 (8) 0,8   и графиками ρ0, (рис 2) после чего, задавшись од- 0,6 ними параметрами, определить, требуемые. Найден-  ные таким образом параметры обеспечивают инже- 0,3 нерный запас по быстродействию на (10-15%). Эти выводы подтверждаются результатами моделирова- 0,2 0,39 0,78  ния на ВС. 0,08 0,6 0,8 1 0 0,2 0,4 Рисунок 3. График ημ = ημ (λ, μ; μ1; μ2;) при ρ1=0,5 Заключение. Полученные аналитические выра- жения позволяют определить производительность и максимальную загрузку ВС внешним потоком, при которых обеспечивается эффективное управление объектами. Список литературы: 1. Бекмуратов Т.Ф., Мусаев М.У. Моделирование и исследование блокирующих состояний. Узбекский журнал Проблемы информатики и энергетики. №3-4 2015 г с.3-8. 2. Мусаев М.У. Организация обмена в двухконтурных вычислительных системах с «трехкольцевой» организа- цией информации. Узбекский журнал” Проблемы информатики и энергетики” №4 стр 43-45 с 1999 г 3. Кофман А., Крюн Р. Массовое обслуживание теория и практика. /Перевод с англ.-М: Мир. 1965 г.-302с 7

№ 8 (65) август, 2019 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ НА СВОЙСТВА СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДОЛОМИТОВОЙ ИЗВЕСТИ Джандуллаева Мунавара Сапарбаевна доцент Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Атакузиев Темир Азимович проф. Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент Эшметова Дилафруз Зухриддиновна научный сотрудник Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Бобокулов Акбар Носирович ст. преподаватель Ташкентского химико-технологического института Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] INFLUENCE OF IRON-CONTAINING SLAGS ON THE PROPERTIES OF SILICATE MATERIALS FROM DOLOMITE LIME Munavara Djandullaeva associate Professor of Tashkent Chemical-Technological Institute, Uzbekistan, Tashkent Temir Atakiyev professor of Tashkent Institute Chemical Technology Uzbekistan, Tashkent Dilafruz Eshmetova Tashkent Chemical Technology Institute Uzbekistan, Tashkent Akbar Bobokulov lecturer of Tashkent Chemical Technology Institute Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В работе представлены результаты исследования влияние железосодержащих шлаков и давления пара в ав- токлаве при гидротермальной обработке на прочностные показатели силикатных композиций на основе доломи- товой извести. Методом дифференциально-термического анализа исследован фазовый состав полученных ком- позиций. Установлено, что в результате взаимодействия доломитовой извести и железосодержащих шлаков в условиях гидротермальной обработки образуются низкоосновные гидросиликаты кальция CSH(B), гидросили- каты магния типа серпентина. __________________________ Библиографическое описание: Влияние железосодержащих шлаков на свойства силикатных материалов из доломитовой извести // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Джандуллаева М.С. [и др.]. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7705

№ 8 (65) август, 2019 г. ABSTRACT In work results of research of influence ferriferous slags and steam pressure in autoclave by hydrothermal treatment on strength properties of silicate compositions on basis dolomitic lime. The phase constitution of the obtained composi- tions is examined with the help of differential thermal analysis. It is stated that result interaction of dolomitic lime and ferriferous slags in condition hydrothermal treatment, low basic calcium hydcosilicate type as CSH(B) and magnesium hydrosilicate type as serpentine have been generation. Ключевые слова: доломитовая известь, сталеплавильный и литейный шлак, автоклавная обработка, проч- ность, давления пара, дифференциально-термический анализ, силикатный материал. Keywords: dolomite lime, steelmaking and foundry slag, autoclaving, resistance, vapor pressure, differential-thermal analysis, silicate material. ________________________________________________________________________________________________ Производство вяжущих в большинстве случаях Целью настоящей работы явилось исследование основано на кальциевых соединениях, способных оптимального состава, условий автоклавной обра- энергично взаимодействовать с водой и давать проч- ботки и изучение фазового состава гидратных ново- ные продукты твердения. Расширение же ассорти- образований, образующегося при автоклавной обра- мента вяжущих с новыми свойствами, особенно ба- ботке известково-песчаных смесей на основе зирующих на местном сырье, имеет большое доломитовой извести с добавкой сталеплавильного и практическое значение. Поэтому представляет инте- литейного шлака. рес разработка вяжущего на основе доломитового сырья, месторождения которого широко распростра- Для приготовления известково-песчаных смесей нены. использовались маломагнезиальная известь Джумур- тауского месторождения с содержанием 60-70% Крупным резервом получения сырья, используе- СаОсвоб. доломитовая известь из доломитов Карахтай- мого для производства строительных материалов, яв- ского месторождения, с содержанием 50-60% ляется сталеплавильные шлаки Бекабадского метал- (CaO+MgO)своб, кварцевые пески из кварцитов Джа- лургического комбината и литейные шлаки мансайского месторождения. В качестве активной Ташкентского тракторного завода. При отсутствии минеральной добавки использовали сталеплавиль- доменных шлаков в Узбекистане вопрос утилизации ные шлаки Бекабадского металлургического комби- сталеплавильных и литейных шлаков приобретает ната с содержанием 15,44 % оксида железа, магния и важное значение. Кроме того, широкое вовлечение литейные шлаки Ташкентского тракторного завода с этих шлаков в сферу производства сократит площади содержанием 17,18 % оксида железа в виде рудных шлакоотвалов и будут способствовать сохранению минералов. Химический состав исходных материа- окружающей среды. лов приведено таблице 1. Таблица 1. Химический состав (%) исходных материалов Наименование материалов SiO2 AL2O3 Fe2O3 FeO TiO2 CaO MgO MnO SO3 Na2O+ ппп К2О Кварцевый песок Джамансайского место- 96,36 0,21 0,62 - 0,01 1,26 0,40 0,01 0,10 0,08 0,44 рождения Литейный шлак Ташкентского трактор- 61,0 1,80 0,62 16,56 1,2 9,48 3,12 4,21 0,20 0,92 1,20 ного завода Сталеплавильный шлак Бекабадского ме- 28,16 7,64 8,12 7,32 0,40 28,46 8,72 3,45 0,33 3,33 0,33 таллургического комбината 3,80 0,47 1,13 - - 30,10 19,81 - - - 45,02 Доломит Карахтайского месторождения 0,26 1,61 0,15 - - 52,73 0,19 - - - 44,64 Известняк Джумуртауского месторожде- ния В наших исследованиях доломитовая известь под давлением 20 МПа и запаренных по режиму применялась в виде доломитового вяжущего, пред- 2+8+2 часа при 0,8 и 1,2МПа. ставляющего собой доломитовую известь, совместно молотую с необожженным доломитом в соотноше- Для определения влияния вида извести (маломаг- нии 2:1 и 1:1 до удельной поверхности около 5000 незиальной или доломитовой) на прочность силикат- см2/г, а маломагнезиальная известь использовалась в ных образцов были составлены известково-песчаные виде известково-песчаного вяжущего, полученного смеси одинаковой активности на основе кварцевых путем совместного помола извести и кварцевых пес- песков и двух видов вяжущего, представляющих со- ков в соотношении 2:1 до удельной поверхности 4000 бой доломитовую или маломагнезиальную известь, см2/г. Исследования проводились на образцах – ци- молотую совместно с кварцевым песком в соотноше- линдрах диаметром и высотой 42 мм, прессованных нии 2:1 и с добавкой 5% и 10% смеси шлака до удель- ной поверхности 4500 см2/г (табл. 2). 9

№ 8 (65) август, 2019 г. Таблица 2. Зависимость средней плотности и прочности при сжатии автоклавных силикатных образцов от вида извести Маломагнезиальная известь Доломитовая известь Добавка Средняя плот- Прочность при Средняя плот- Прочность при ность, г/см2 сжатии ность, г/см2 сжатии МПа % МПа % без добавки 2,01 18 100 2,06 25 114 смесь шлака 5% 2,04 17 100 2,08 28 165 смесь шлака 10% 2,05 22 100 2,10 35 159 Примечание. Содержание (CaO+MgO)своб в сырьевых смесях 9%. Из данных таблицы 2 видно, что прочность у об- вяжущего позволяет значительно увеличить механи- разцов из смесей на доломитовой извести без до- ческую прочность изделий. бавки смеси сталеплавильного и литейного шлака на 40,4% выше, чем у аналогичных образцов из смесей Для исследования влияния железосодержащих на маломагнезиальной извести. При добавке 5% шла- шлаков на прочность силикатных образцов из смесей ковой смеси эта разница составляет 65,4%. на доломитовом вяжущем были изготовлены сили- катные смеси с различным содержанием активных Из сказанного выше следует отметить, что ис- CaO+MgO (талб. 3). пользование доломитовой извести вместо маломаг- незиальной извести в составе известково-песчаного Таблица 3. Зависимость прочности известково-песчаных образцов на основе доломитовой извести от содержания сталеплавильного и литейного шлака Содержание CaO+MgOакт Предел прочности при сжатии, Мпа в смеси Без добавки С добавкой 5% смеси С добавкой 10% смеси 5 шлака шлака 7 12,5 9 16,0 12,0 14,0 10 17,5 12 17,0 19,3 21,0 14,0 18,6 23,2 18,0 21,0 12,0 16,0 Результаты испытания запаренных образцов, по- при гидротермальной обработке от 0,8 до 1,2 МПа лученных из смесей на доломитовой извести, пока- наиболее эффективно для смесей на основе извест- зали, что добавка в исходные известково-песчаные ково-песчаного вяжущего из кальциевой извести с смеси 10% железосодержащего шлака вызывает по- добавкой 8-10 % смеси шлака (28,3 и 28,0 МПа). вышение прочности до 23,2 МПа при активности ис- ходной смеси CaO+MgOакт 9% и становится выше Гидротермальную обработку образцов из смесей контрольной (табл.2). Это свидетельствует о том, что на доломитовом вяжущем составов 1:1 и 2:1, как по- смесь шлаков в данных условиях являются актив- казали результаты исследования, целесообразно про- ными компонентами, участвующим в образовании водить в автоклаве при давлении пара 0,8 МПа. При прочного силикатного камня [1-3]. повышении давления пара в автоклаве до 1,2 МПа прочность увеличилась с 32,0 до 33,0 МПа, только у Одним из важных технологических факторов, образцов на доломитовом вяжущем состава 1:1 с до- оказывающий влияние на прочность силикатных ма- бавкой 3-8 % смеси шлака. Для остальных исследо- териалов, является давление пара при гидротермаль- ванных составов известково-песчаных смесей на до- ной обработке известково-песчаных смесей. ломитовой извести увеличение давления пара нежелательно. Влияние давление пара при гидротермальной об- работке на прочность изделий изучались на образцах Представляло интерес изучить фазовый состав из смесей, приготовленных на кварцевом песке и известково-песчаного материала, изготовленного на трех видов вяжущего на доломитовой извести и до- доломитовой извести, так как по своим физико-меха- ломите составов 2:1 и 1:1, и для сравнения был ис- ническим свойствам такой материал значительно пользован известково-песчаное вяжущее на кальцие- превосходит аналогичный, изготовленный на каль- вой извести состава 2:1 (табл.4). циевой извести. Результаты испытания на прочность при сжатии образцов показали, что повышение давления пара 10

№ 8 (65) август, 2019 г. Таблица 4. Влияние давления пара при гидротермальной обработке на прочность силикатного образца при различных составах вяжущего и добавках смеси шлака Давление пара Содержание смеси шлаков в смеси, % 3 6 8 10 Вид вяжущего при автоклави- 0 16 ровании Предел прочности при сжатии, МПа 28,3 30,0 32,1 32,3 34 35,3 Доломитовое 0,8 МПа 25,2 32,0 33,0 33,0 21,0 32,0 20,3 28,0 28,0 28,4 31,0 34,3 вяжущие 1:1 1,2 МПа 24,0 26,0 26,2 28,0 29,0 31,0 17,0 28,0 22,3 20,3 23,2 24,0 Доломитовое 0,8 МПа 24,0 20,0 20,2 28,3 28,0 21,0 вяжущие 2:1 1,2 МПа Известково-песчаное 0,8 МПа вяжущие 2:1 1,2 МПа Для исследования фазового состава продуктов При запаривании образцов на доломитовом вя- гидротермальной обработки был использован диф- жущем состава 2:1 с добавкой смеси шлаков, повы- ференциально - термический метод анализа. шение давления с 0,8 до 1,2 МПа ведет к заметному Термограммы запаренных образцов на доломи- изменению фазового состава цементирующего веще- ства. На кривых нагревания образцов запаренных товой вяжущей, молотой совместно с частью кварце- при 1,2 МПа, заметно уменьшается эндотермический вых песков в соотношении 2:1, с содержанием в сы- пик при 4600С, что дает основание предполагать, что рьевых смесях 9% (CaO+MgO)своб и с добавкой смеси с повышением давления пара в автоклаве в составе шлаков в количестве 10% приведены на рисунке 1. цементирующего вещества, вероятно, снижается ко- личество C2SH(A), а также вступает в реакцию часть Характерной особенностью цементирующего ве- гидроксида магния из состава смеси шлаков (рис. 2). щества силикатного материала на доломитовой изве- сти, являются присутствия в его составе наряду с гид- росиликатами кальция, и гидросиликата магния типа серпентина, на что указывают эндотермические эф- фекты при 700-7050С, экзотермические эффекты при 8450С. Рисунок 1. Термограммы запаренных силикат- Рисунок 2. Термограммы запаренных силикатных ных образцов на вяжущем состава доломитовая образцов на доломитовом вяжущем составе 2:1 известь+ кварцевый песок (2:1). 1 – без добавок; при различных давлениях пара. 1 - без добавки, 2 – с добавкой 10% смеси шлака запаренной при 0,8 МПа; 2 – то же, 1,2 МПа; 3 – с добавкой 10% смеси шлака запаренной Образование гидросиликата магния типа серпен- тина в этих условиях, по-видимому, обусловлено при 0,8 МПа; 4 – то же, 1,2 МПа присутствием тонкомолотого кварца в составе из- вестково-песчаного вяжущего на основе доломито- Вместе с тем наблюдается заметное увеличение вой извести и магнезиальных составляющих шлака экзотермического пика с максимумом при 8350С, [4-6]. О степени влияния железосодержащих компо- нентов на фазовый состав новообразований можно судить по изменению кривой нагревания запарен- ного образца с добавкой смеси шлака в температуре 8100С. 11

№ 8 (65) август, 2019 г. свидетельствующего об образование большого коли- Выводы: чество низкоосновного гидросиликата кальция типа 1. Применение доломитовой извести и моло- CSH(B) за счет кальция содержащихся в сталепла- того доломита дает возможность значительно повы- вильном шлаке. сить качество кирпича и получить силикатные кир- пичи с прочностью при сжатии 35 МПа при Наличие в составе силикатной сырьевой смеси сравнительно невысоком давлении пара в автоклаве железосодержащих и магнийсодержащих компонен- – 0,8 МПа. Особенно эффективно с этой точки зрения тов в процессе автоклавирования происходит образо- доломитовое вяжущее состава 1:1. вания гидросиликатов кальция CSH(B), гидросилика- 2. Состав цементирующего вещества силикат- тов магния типа серпентина и возможно образовании ного материала автоклавного твердения, получен- алюмоферитных и феритных гидрогранатов. Как из- ного за счет железистых соединений сталеплавиль- вестно вяжущие силикатно-гидрогранатного и сер- ного и литейного шлака содержащего до 12% MgO и пентинитного типа отличаются высокими показате- CaO, доломитовой извести имеет существенное раз- лями прочности, особенно при изгибе и разрыве. личия и зависит от вида применяемой извести, а также от условий гидротермальной обработки. Список литературы: 1. Джандуллаева М.С., Атакузиев Т.А. Изучение продуктов взаимодействия твердых отходов содового произ- водства с известково-кремнеземистой смесью при автоклавной обработке // Химическая технология. Кон- троль и управление. - Ташкент, 2016. - №6. - С.8-13. 2. Джандуллаева М.С., Атакузиев Т.А. Способы интенсификации процесса твердения и повышение качества силикатного кирпича на барханном песке // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2016. - №2. – С.10- 156. 3. Джандуллаева М.С., Бекмуратова М.Г., Атакузиев Т.А. Улучшение свойства силикатного кирпича на основе техногенных отходов и местных сырьевых материалов // Композиционные материалы. – Ташкент, 2016. - №1. - С.59-61. 4. Djandullaeva M.S., Atakuziev T.A., Кabulova L.B. Silicate brick on resource - saving technologies // Austrian Jour- nal of Technical and Natural Sciences, 2015. - № 9-10. - Р.107-111. 5. Вайвад А.Я. Магнезиальные вяжущие вещества // Рига, «Знание», 1972. - 331 с. 6. Джандуллаева М.С., Атакузиев Т.А. Отходы литейного производства для изготовления силикатных кирпи- чей с повышенной сцепляемостью с кладочным раствором // Химическая технология. Контроль и управле- ние. Ташкент, 2015, -№ 6. - С. 6-12. 12

№ 8 (65) август, 2019 г. СИНТЕЗ СУПЕРАБСОРБЕНТНОГО ГИДРОГЕЛЯ НА ОСНОВЕ КРАХМАЛА, АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И МОНТМОРИЛЛОНИТА Холназаров Баходир Азамович старший научный сотрудник-исследователь, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез Ширинов Шавкат Давлатович доктор философии (PhD), старший научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат Джалилов Абдулахат Турапович академик АН РУз, профессор, д-р хим. наук, директор Ташкентского научно- исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат SYNTHESIS OF SUPERABSORBENT HYDROGEL BASED ON STARCH, ACRYLIC ACID AND MONTMORILLONITE Bakhodir Kholnazarov Senior researcher, Termez State University, Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Uzbekistan, Termez Shavkat Shirinov Doctor of Philosophy (PhD), Senior Researcher at the Tashkent Scientific and Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Region, Zangiota district, Ibrat Abdulakhat Djalilov Doctor of chemical sciences, Professor, academician, Director of the State Unitary Enterprise of the Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Region, Zangiota district, Ibrat АННОТАЦИЯ В этой статье исследуется синтез высоконабухающего суперабсорбентного гидрогеля на основе крахмала, акриловой кислоты и монтмориллонита. Исследовано влияние исходных реагенотов на условия синтеза гидро- геля. Продукт реакции сополимеризации охарактеризован методом ИК-спектроскопии. ABSTRACT This article explores the highly efficient synthesis of starch, acrylic acid and montmorillonite based hydrogel. The influence of the optimal conditions for the synthesis of hydrogel. The product of the copolymerization reaction was char- acterized by IR spectroscopy. Ключевые слова: крахмал, акриловая кислота, монтмориллонит, бензоилпероксид, гидрогель, радикальная полимеризация, кинетическое набухание. __________________________ Библиографическое описание: Синтез суперабсорбентного гидрогеля на основе крахмала, акриловой кислоты и монтмориллонита // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Холназаров Б.А. [и др.]. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7699

№ 8 (65) август, 2019 г. Keywords; starch, acrylic acid, montmorillonite, benzoyl peroxide, hydrogel, radical polymerization, kinetic swell- ing. ________________________________________________________________________________________________ ВВЕДЕНИЕ монтмориллонита на водопоглощающую способ- Сшитый гидрофильный полимер, способный по- ность гидрогеля. Кроме того, также изучалось влия- глощать и удерживать большой объем воды, известен ние степени нейтрализации акриловой кислоты и как сверхабсорбирующий полимер или гидрогель. температуры реакции на способность гидрогеля по- Гидрогели могут набухать и удерживать значитель- глощать воду. Исследования показали, что по сравне- ную долю воды в своей трехмерной структуре, не нию с гелем без монтмориллонита, и добавление 2% растворяясь в ней [1]. Продукты на основе крахмала монтмориллонита в композитный гидрогель, увели- имеют ряд недостатков, таких как чувствительность чивает его водопоглощающую способность на 20% и к воде, высокую проницаемость для пара и низкие способность сохранять воду на 25%. механические свойства. Кроме того, стабильность са- мого крахмала в условиях эксплуатации невысока. Объекты и методы исследования Чтобы минимизировать или даже преодолеть эти не- В эксперименте использован кукурузный крах- достатки, возможны многие подходы, включая хими- мал (Кр), акриловая кислота (АК), сшивающий агент ческую модификацию. Одним из путей химической (СА)–N,N’-метиленбисакриламид, бензоилпероксид модификации является привитая сополимеризация (инициатор) и использовали монтмориллонит (ММТ) [2]. Значительное количество исследований было Навбахор (Узбекистан). опубликовано по инициированной ионной прививке Высушенного 10 г крахмала в известном объеме сополимеризации акриловых мономеров на крахмал дистиллированной воды желатинизировали путем [3]. В результате модификации крахмал, который яв- нагревания при температуре 85°С в течение 30 минут ляется недорогим, широко доступным возобновляе- в азотной атмосфере для удаления растворенного мым биополимером, может дать свойства, сравнимые кислорода из раствора. Затем полученный желатини- с синтетическими полимерами на основе нефти [4]. зированный крахмал охлаждали до 25°C и добавляли Прививка акриловой кислоты (AК) на крахмал дает акриловую кислоту и монтморилонит, а также рас- возможность проводить многочисленные дополни- твор сшивающего агента, далее, при сильном переме- тельные химические реакции и синтезировать новые шивании, наливали туда измеренное количество рас- материалы с низкой стоимостью и для различных твора бензоилпероксида. Температуру реакции применений, таких как: кондиционеры почвы, до- постепенно повышали до 60°С. Реакцию проводили бавки для бумаги и текстиля, клеи, повышенная неф- при 60°С в течение 4 часов для обеспечения заверше- теотдача, санитарные товары, системы доставки ле- ния привитой сополимеризации. Атмосферу азота карств [5,6]. Гидрогели поли(акриловой кислоты) поддерживали в течение всего периода реакции. При- широко используются из-за их высокого водопогло- витой сополимер переносили в раствор гидроксида щения и низкой стоимости. Однако этот вид супераб- натрия (1 моль/л) и оставляли реагировать при тем- сорбента обычно имеет низкую солеустойчивость и пературе 95°С в течение 120 минут. Гидролизован- медленную скорость поглощения воды. Кроме того, ный продукт отфильтровали и промыли дистиллиро- после поглощения воды он проявляет плохую проч- ванной водой до рН=7.4 для удаления любых ность, диспергирующие и эластичные свойства геля. привитых молекул, мономера и основания. Обезво- Эти недостатки сильно ограничивают качество про- женный образец сушили в сушильном шкафу при дукта и области применения этого вида. Чтобы улуч- 60°С в течение 24 часов. шить свойства таких материалов, исследователи ис- пользовали такие методы, как образование Результаты и их обсуждение взаимопроникающих сетей и смешивание с неорга- Массовое соотношение между акриловой кисло- ническими глинами [7]. Такие методы помогают той и крахмалом, а также массой монтмориллонита, улучшить механические свойства гидрогелей. Добав- бензоилпероксида, MBA, которые участвуют в реак- ление неорганической глины является относительно ции оказывают заметное влияние на набухаемсть эффективным методом для улучшения свойств этого гидрогелей. Реакцию акриловой кислоты и крахмала типа гидрогеля [8]. Поэтому в настоящем исследова- проводили в следующих соотношениях: 0.5:1, 1:1, 2:1 нии использовали монтмориллонит (ММТ) в каче- и 3:1 Были использованы монтмориллонит от 1 до стве неорганических наполнителей, N,N метиленби- 3%, бензоилпероксид от 0,25 до 1,25%, MБA от 0,25 сакриламид (MБА) в качестве сшивающего агента и до 1% от общей массы мономера. Результаты иссле- бензоилпероксид в качестве инициатора для получе- дования показывают, что набухаемость гидрогеля ния композитного гидрогеля крахмал/монтморилло- очень высока, когда соотношение акриловой кислоты нит/акриловая кислота. Изучено влияние концентра- и крахмала в растворе составляет 3:1. ций инициатора, сшивающего агента, Реакция привитой сополимеризации крахмала, AК и монтмориллонита была охарактеризована с по- мощью ИК-спектроскопии на рис 1. 14

№ 8 (65) август, 2019 г. Рисунок 1. ИК – (а) крахмала, (b) акриловой кислоты, (c) монтморилонита и (d) композитных гелей Кр-ПAК/ММТ ИК-спектр крахмала (рис.1 а) показывает погло- для AК появляется при 1723 см-1, ИК-спектр крах- щение при растяжении О-Н в области 3600-3200 см-1 и растяжение С-Н при 2924 см-1. ИК-спектр ММТ мала-АК/ММТ показывает поглощение при растяже- нии (рис.1d), а симметричное и асимметричное COO- (рис. 1с) показывает острый и средний пик при 3624 см-1, который соответствует гидроксильным группам растяжение AК появляется в области при 1402 и 1549 ММТ. Кроме того, пик при 1080-1022 см-1 был при- см-1 соответственно. писан связи Si-O MMT. Растягивающая полоса C=O Рисунок 2. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) (а) крахмал, (b) ПАК, (с) ПАК-со-крахмал, (d) ПАК-со- крахмал/ММТ Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) особенностей всего состава синтезированного используется для исследования морфологических ПAК/крахмал/MMT. СЭМ-изображения крахмала 15

№ 8 (65) август, 2019 г. (Кр), полиакриловая кислота (ПAК), ПAК/Кр и привили ПАК (рис. 2c). Кроме того, наблюдение мор- ПAК/Кр/MMT показаны на рис. 2 (a–d). Замечено, фологии поверхности ПАК/Кр и ПАК/Кр/MMT (рис. что крахмал имеет зернистую морфологию, а зерни- 5. c,d) показывает, что после включения в MMT фиб- стая морфология крахмала искажалась и становилась риллярная структура ПАК/Кр была преобразована в фибриллярной структурой (рис. 2c) после того, как когерентную и почти совместную морфологию ПAК/Кр/MMT. Рисунок 3. Виляние объема акриловой кислоты на Рисунок 4. Виляние концентрации степень набухания гидрогелей. монтмориллонита на степень набухания Масс крахмал 16.2 г. гидрогелей Влияние содержания количества акриловой кис- Заключение: Таким образом, включение гидро- лоты и монтмориллонитa на водопоглощение супе- фильных веществ, содержащих гидрофильные рабсорбентных композитов показано на рисунках 3 и группы, такие как акриловая кислота и полимеры, как 4. Водопоглощение гидрогеля составляет 750 г/г при крахмал и глина, как монтмориллонит, в гидрогели содержании 21,6 мл акриловой кислоты. Можно АК могут быть последовательно получены способом предположить, что водопоглощение увеличивается в полимеризации в растворе со свободными радика- наибольшей степени при использовании акриловой лами. Многофункциональные сшиватели, такие как кислоты в пределах 21,6 мл. Как показано на рис. 4, МБА, были использованы в процессе полимериза- водопоглощение увеличивается с увеличением со- ции. Гидрогелиевые системы на основе крах- держания монтмориллонитa от 0,5 до 2 масс.% и со- мала/AК/ММТ показали высокую водопоглощаю- ставляет 750 г/г при 2 масс.% монтмориллонита. щую способность. Список литературы: 1. Fatemeh Soleimani & Mohammad Sadeghi, Synthesis of pH-Sensitive Hydrogel Based on Starch-Polyacrylate Su- perabsorbent, Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, 3, 2012, 310-314. 2. Hussam-Aldeen K, Mohammad T, Yomen A. Preparation of a clay based superabsorbent polymer composite of co- polymer poly(acrylate-co-acrylamide) with bentonite via microwave radiation. ACS Appl Mater Inter. 2013;4(4):145–50. 3. M.R. Lutfor, M.Z.A. Rahman, S. Sidik, A. Mansor, J. Haron, W.M.Z.W. Yunus, Desig. Monom. Polym. 4, 253 (2001). 4. V.D. Athawale, V. Lele, Starch-Stärke 50, 426 (1998). A. Pourjavadi, M.J. Zouhuriaan-Mehr, Starch- Stärke 54, 140 (2002). 5. Kholnazarov B., Turaev Kh., Dzhalilov A. “Synthesis of starch, acrylamide, acrylic acid and montmorillonite-based superabsorbent polymer composite” 6. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences 5-6 2019., С. 69-73 7. Xолназаров Б.А., Тураев Х.Х., Ширинов Ш.Д., Джалилов А.Т. Синтез гидрогеля на основе крахмала и акри- ловой кислоты. Композиционные материалы научно-технический и производственный журнал. № 1/ 2019., C. 50-51 8. Xолназаров Б.А., Тураев Х.Х., Ширинов Ш.Д., Джалилов А.Т. “Исследование нового гидрогеля, синтезиро- ванного на основе крахмала, акриламида и бентонита» Научный журнал «Universum: технические науки» Моква № 4/61 Апрель 2019., C. 50-53 9. Kabiri K, Mirzadeh H, Zohuriaan-Mehr MJ. Chitosan modified MMT-poly(AMPS) nanocomposite hydrogel: Heat- ing effect on swelling and rheological behavior. J Appl Polym Sci. 2010;116(5):2548–56 16

№ 8 (65) август, 2019 г. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОДОГРЕВА НЕФТИ В ТРУБЧАТЫХ АППАРАТАХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ Худайбердиев Абсалом Абдурасулович канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории «Процессы и аппараты химической технологии», Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] INTENSIFICATION OF HEATING OF OIL IN TUBULAR DEVICES UNDER THE INFLUENCE OF THE FIELD OF CENTRIFUGAL FORCES Absalom Hudayberdiyev Candidate of Technical Sciences, senior research of laboratory \"Processes and devices of chemical technology\", Institute of general and inorganic chemistry AS of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Показано, что организация процесса подогрева нефти в трубчатых теплообменных аппаратах под воздей- ствием поля центробежных сил способствует повышению эффективности питания труб нефтью и улучшению условия теплоотдачи в межтрубном пространстве аппаратов за счет турбулизации, утончения или разрушения пленки конденсата на внешней поверхности труб. ABSTRACT It is shown that the organization of process of heating of oil in tubular heat exchangers under the influence of the field of centrifugal forces promotes increase in efficiency of food of pipes oil and to improvement of a condition of a thermolysis in interpipe space of devices due to turbulization, thinning or destruction of a layer of condensate on an outer surface of pipes. Ключевые слова: нефть, подогрев нефти, пар, теплообменник, теплопередающая труба, интенсификация, поля центробежных сил, теплоотдача, конденсат, пленка, эффективность. Keywords: oil, heating of oil, steam, heat exchanger, heat-transmitting pipe, intensification, fields of centrifugal forces, thermolysis, condensate, layer, efficiency. ________________________________________________________________________________________________ Подогрев углеводородного сырья (нефти, газо- осуществля-емых в этих аппаратах, является акту- вого конденсата и их смесей с различными соотноше- альной задачей, имеющей значимую научно-практи- ниями компонентов) в нефтеперегонной установке ческую ценность. осуществляется теплом горячих потоков дистилля- тов топливных фракций в паровой и жидкой фазах, Основной целью интенсификации процесса циркуляционных орошений и мазута, подлежащих к нагревания нефти в трубчатых теплообменниках яв- охлаждению, а в отдельных случаях – водяного пара. ляется увеличение коэффициента теплопередачи в аппаратах, с учётом их технических возможностей. Трубчатые теплообменники нефтеперерабатыва- ющих заводов (НПЗ) характеризуются низкой эффек- Одним из основных конструктивных недостат- тивностью теплопередачи (70÷290 Вт/м2.К) [1], боль- ков применяемых на НПЗ трубчатых теплообменни- шими расходами тепловой и электрической энергии, ков является неравномерность питания нефтью крупными габаритными размерами (диаметр корпуса тепло-передающих труб, особенно в центральной – 0,63÷1,8 м, рабочая длина теплообменных трубок – зоне их распределительной камеры, вызванные нера- 5÷10,6 м) и массой (до 30÷40 тн), а также трудно- циональным в гидравлическом отношении располо- стями при эксплуатации, клалифицированного об- жением труб на площади трубных решеток аппара- служивания и продолжительностью ремонта [1-3]. тов. Поэтому, разработка научно-практических основ по- вышения технологической эффективности трубча- Это объясняется переменностью напора потока тых теплообменных аппаратов НПЗ на основе интен- нефти в разных точках поперечного сечения камеры сификации процессов подогрева (нагревания) сырья, распределения, образуемой между трубной решеткой и крышкой аппарата. Соответственно, расход нефти в трубках, расположенных в различных точках пло- щади трубной решетки, также будет не одинаковым. __________________________ Библиографическое описание: Худайбердиев А.А. Интенсификация подогрева нефти в трубчатых аппаратах под воздействием поля центробежных сил // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7751

№ 8 (65) август, 2019 г. В результате неравномерного распределения где g = 9,81м/с2 – ускорение свободного падения; Kр нефти по теплопередающим трубкам в них образу- – фактор разделения или степень интенсификации ется слой нагара различной толщины, как по их исследуемого процесса в аппарате. длине (высоте), так и по месту их расположения в трубной решетке. Нагарообразование является при- Согласно (1), от периферии камеры распределе- чиной локального ухудшения условия теплообмена ния аппарата (r = R) по направлению к ее центру (r = между теплоносителями, повышенного расхода теп- 0) величина С потока нарастает. В этом случае, когда ловой энергии на процесс, снижения коэффициента r = R, величина С = min, если r = 0, то С = max. При теплопередачи в аппарате и роста эксплуатационных этом темп нарастания центробежной силы (в %), затрат. определяется как Интенсификация нагревания нефти в трубчатых jC = [(C1 - C2)/C1]100 % . (3) теплообменниках можно достичь организацией дан- ного процесса под воздействием поля центробежных Преимущество предложенного способа интенси- сил, возникающих при вращении потока сырья или фикации теплоотдачи, приводящего к повышению теплоносителя. При таком способе интенсификация технологической эффективности аппаратов, можно процесса нагревания нефти в теплообменниках воз- выявлять путем расчета изменения величины центро- можно достижение следующих целей [4; 5]: бежной силы С по поперечному сечению камеры рас-  обеспечение одинакового питания нефтью пределения, возникающей при касательной подаче всех теплопередающих труб за счет равномерного жидкости к этой части аппарата. распределения потока в поперечном сечении тепло- обменника; Расчеты по определению изменения величины центробежной силы в камере распределения нефти  существенного улучшения условия конденса- выполнены для кожухотрубчатого подогревателя ции греющего пара (паров дистиллятов топливных НПЗ, который имеет следующие конструктивно-тех- фракций) в межтрубном пространстве аппаратов при нологические параметры: площадь теплообмена F = движении потока по винтовой закрутке. 99 м2; диаметр кожуха D = 630 мм; диаметр теплопе- редающих трубок d = 20/25 мм, длина одной трубы Вышеперечисленные технологические меры lтр = 6890 мм; высота камеры распределения H = 250 приводят к росту интенсивности процессов тепло- и мм; диаметр патрубка для подвода нефти dп = 250 мм; массообмена в трубном и межтрубном пространствах производительность аппарата по нефти V = 60 м3/ч; теплообменников. нефть в ходе процесса нагревается от tн1 = 107 оС до tн2 = 130 оС и при средней температуре ее нагрева tср Эффект интенсификации обуславливается = 120 оС имеет плотность ρ = 781 кг/м3. уменьшением толщины вязкого подслоя нефти в тру- бах и снижением термического сопротивления Масса нефти m в распределительной камере ап- пленки конденсата на внешней поверхности теплопе- парата равняется редающих труб за счет ее турбулизации, утончения или разрушения под воздействием поля центробеж- m = (∙D2/4)H∙ρ = (∙0,632/4)∙0,25∙781 = 60,83 кг. ных сил. (4) Как известно, величина центробежной силы С (в Скорость поступления нефти в камеру теплооб- Н), в зависимости от радиуса вращения потока сырья менника при диаметре подающего патрубка R в распределительной камере теплообменников, dп = 0,25 м составляет: определяется по выражению [6]: С = mυ2/R, (1) где m – масса нефти в распределительной камере ап-  = 4V/(3600πdп2) = 4.60/(3600.3,14.0,252) = 0,34 м/с. парата, кг; υ – скорость потока нефти в камере, м/с; R (5) – радиус распределительной камеры аппарата, м. Величина центробежной силы С (в Н), в зависи- Соотношение центробежной силы С и силы тя- мости от радиуса вращения потока нефти R в распре- жести G показывает эффективность осуществляе- делительной камере, определяется по (1): мого в теплообменном аппарате процесса: С/G = (m∙υ2/R)/(m∙g) = υ2/R∙g = Kр , С = mυ2/R = 60,83∙0,342/R. (2) Результаты расчетов эффективности распределе- ния нефти по трубкам теплообменного аппарата, вы- полненные по (1) и (2), сведены в табл. 1. 18

№ 8 (65) август, 2019 г. Таблица 1. Эффективность распределения нефти по трубкам кожухотрубчатого теплообменника НПЗ под действием центробежной силы Текущий радиус вращения потока нефти R Центробежная сила в распределительной камере по ее диаметру D Величина центробежной силы C, R = 0,5∙D R = 0,4∙D R = 0,3∙D R = 0,2∙D R = 0,1∙D Н Темп нарастания центробежной 22,324 27,905 37,206 55,809 111,618 силы jC , % Степень эффективности распре- - 25,0 33,33 50,0 100,0 деления нефти по трубкам Kр , % 3,74 4,68 6,23 9,35 18,71 Как видно из таблицы, по направлению от пери- скорость нагарообразования в трубках и удлиняется ферии (R = 0,5D) распределительной камеры к ее цен- продолжительность межремонтного цикла теплооб- тру (R = 0,1D) величина центробежной силы потока менника [7]. растет от 22,324 до 111,618 кПа, а темп ее нарастания по (3) составляет от 25 до 100 %. В силу этого и рас- По результатам исследований по интенсифика- тет величина напора потока, что является благопри- ции теплообмена в поле центробежных сил разрабо- ятным фактором, улучшающий условия питания тана конструкция эффективного трубчатого теплооб- нефтью трубок, расположенных в центральной зоне менника для подогрева углеводородного сырья при распределительной камеры аппарата. конденсации паров на внешней поверхности труб с получением целевого продукта – дистиллятов нефтя- Результаты расчетов свидетельствует о том, что ных фракций путем конденсации. организация равномерного распределения жидкости по трубкам аппарата под воздействием поля центро- Разработанная конструкция кожухотрубчатого бежных сил повышает эффективность питания труб теплообменника [8] отличается размещением тепло- высоковязкой нефтью на 18,7 %. Благодаря этому по- передающих труб на площади трубной решетки по вышается коэффициент теплоотдачи от греющего линии спирали (рис. 1, а) и тангенциальным располо- пара к стенке теплопередающих труб, замедляется жением патрубков для подачи нефти и паров дистил- лятов (рис. 1, б). Рисунок 1. Схема кожухотрубчатого теплообменника: а – схема расположения трубок на площади трубной решетки; б – схема движения потока нефти в камере распределения при ее тангенциальной подаче; 1 – корпус; 2 –теплопередающая трубка; 3 – патрубок для подачи пара; 4 – крышка; 5 – патрубок для отвода нагретой нефти; 6 – верхняя трубная решетка; 7 – патрубок для выпуска газов; 8 – сегментные перегородки; 9 – нижняя трубная решетка; 10 – патрубок для отвода конденсата; 11 – днище; 12 – штуцер для слива жидкости; 13 – патрубок для подвода нефти 19

№ 8 (65) август, 2019 г. Принцип действия предложенного теплообмен- сивности теплообмена и обеспечению соответствую- ника (рис. 1) заключается в следующем. Тангенци- щего увеличения величины коэффициента теплопе- альная подача жидкости в аппарат приводит поток во редачи. вращательное движение в его распределительной ка- мере. Под действием возникающей центробежной Наконец, при скоростном вращательном движе- силы нефть равномерно распределяется по трубкам, нии пара по межтрубному пространству весь конден- расположенным по всей площади трубной решетки сат, сорванный с поверхности труб под действием аппарата. центробежной силы, оттесняется к поверхности ко- жуха аппарата и движется вдоль нее до тех пор, пока Процесс конденсации паров дистиллятов топлив- не происходит полная конденсация пара. ных фракций в межтрубном пространстве предло- женного теплообменника под действием поля цен- При невысоких скоростях обтекания паром тру- тробежных сил протекает следующим образом. бок влияния естественной конвекции становится за- метным. Вследствии этого, удаленные от стенки труб Греющий пар под давлением вводится в кожух слои пара достигают ее только тогда, когда сконден- аппарата по патрубку 3, приваренному к корпусу 1 по сировался близлежащий слой. При этом у поверхно- касательной линии. При тангенциальной подачи пара сти труб активизируется накопление неконденсиру- в межтрубное пространство теплообменника возни- ющихся газов (имеющий место при использовании кает вращательное движение потока, направленное водяного пара), что замедляет процесс конденсации вниз по спиралеобразному коридору, образованное пара. расположением пучка труб 2 на площади трубных ре- шеток 6 и 9 аппарата (рис. 1, а). Повышение скорости (расхода) конденсирующе- гося пара вызывает увеличения коэффициента тре- Под воздействием центробежной силы, возника- ния λ парового потока о слой конденсата (из-за тор- ющей при вращательном движении потока, происхо- можения стекающей пленки о слой пара). С ростом дит полное обтекание паром пучка теплообменных скорости пара растет и величина динамического трубок. При этом пар, соприкасаясь с холодной по- напора парового потока (ρпωп2), под воздействием ко- верхностью труб, охлаждается и конденсируется, об- торого неконденсирующиеся газы из пограничного разуя тонкую пленку жидкости на внешней поверх- слоя принудительно уносятся вместе с конденсатом. ности труб. В дальнейшем, парожидкостной поток с Это снижает градиент концентрации пара и газов, что большой скоростью ударяется по конденсатной уменьшает влияния неконденсирующихся газов на пленке на поверхности трубок и разрушает ее на мел- теплоотдачу. кие капли (брызги). Срываемые из пленки капли с большой скоростью выбрасывается на соседние Как известно, с повышением давления пара рас- трубы, где также разрушают конденсатную пленку, тет его плотность, температура конденсации и значе- стягивая ее в крупные капли. Такое действие пара ния числа Pr. Увеличение последнего указывает на продолжается и на тыльной стороне трубы, противо- целесообразность воздействия центробежных сил на ложной к направлению движения пара, где конденсат пленку конденсата при ламинарном и переходном ре- собирается в виде жгута, значительно превышаю- жимах ее течения, что интенсифицирует турбулент- щего толщину конденсатной пленки. Движение кон- ные пульсации в пристенном слое, где турбулентная денсата в жгуте становится турбулентным и его тер- теплопроводность мала, а плотность теплового по- мическое сопротивление резко падает. тока максимальна [6]. В момент отрыва капель от стенки поверхность Таким образом, благодаря организации процесса трубок освобождается от пленки, тем самым обеспе- нагревания углеводо-родного сырья в трубчатых теп- чивается свободный доступ удаленным от стенки лообменниках под воздействием поля центро-беж- слоям пара к обнаженной площади теплообмена. При ных сил повышается эффективность питания труб этом создается благоприятное условие для равномер- высоковязкой нефтью на 18,7 %, устраняется вероят- ной конденсации пара. Такая гидродинамическая об- ность преждевременного забивания труб слоем становка близка к возникновению искусственной ка- нагара, достигается полное омывание трубного пучка пельной конденсации пара по всему объему паром, уменьшается термическое сопротивление межтрубного пространства аппарата. Как известно, пленки конденсата за счет ее турбулизации, утон-че- такое изменение характера процесса конденсации ния или разрушения и улучшается условия теплоот- пара приводит к значительному повышению интен- дачи от греющего пара к стенке теплопередающих труб. Список литературы: 1. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазоперера- ботки и нефтехимии: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ООО \"Недра-Бизнесцентр\", 2000. - 677 с. 2. Глаголева О.Ф., Капустин В.М., Гюльмисарян Т.Г. и др. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть I. Первичная переработка нефти /Под ред. О.Ф. Глаголевой и В.М. Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2006. - 400 с. 3. Ахметов С.А., Сериков Т.П., Кузеев И.Р., Баязитов И.М. Техно-логия и оборудование процессов переработки нефти и газа: учебное пособие / Под ред. С.А. Ахметова. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с. 20

№ 8 (65) август, 2019 г. 4. Худайбердиев А.А. Организация процесса тепловой подготовки нефти в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах под воздействием центробежных сил// Инновационные разработки в сфере химии и технологии топлив и смазывающих материалов: Сборник докладов и тезисов II Международной НТК: - Бухара, БНПЗ, 2017. - С. 142-145. 5. Худайбердиев А.А. Трубчатый теплообменник для интенсивного подогрева углеводородного сырья// Про- блемы и перспективы развития инновационного сотрудничества в научных исследованиях и системе подго- товки кадров: Материалы международной НПК. - Бухара, БИТИ, 2017. - С. 121-123. 6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической техно-логии: Учебник для вузов. - 8-е изд., пере- раб. - М.: Химия, 1971. - 783 с. 7. Артиков А.А., Худайбердиев А.А., Саломов Х.Т. Распределение нагара в предварительных дистилляторах НД-1250// Масло-жировая промышленность. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - № 11. - с.36- 37. 8. Патент Республики Узбекистан на полезную модель № FAP 00992. Кожухотрубчатый теплообменник / Салимов З., Худайбердиев А.А., Сайдахмедов Ш.М. // Расмий ахборотнома. - 2015. - № 2. 21

№ 8 (65) август, 2019 г. ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ФУРАНОВЫЕ ОЛИГОМЕРЫ И ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ НА ИХ ОСНОВЕ Низамов Тулкун Абдусаматович канд. техн. наук, доц., Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Алимухамедов Музафар Ганиевич д-р техн. наук, доц., Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: MGA [email protected] Магрупов Фархад Асадуллаевич д-р хим. наук, проф., доц., Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: magrupov [email protected] POLYFUNCTIONAL FURANE OLIGOMERS AND FOAM POLYURETHANE ON THEIR BASIS Tulkun Nizamov candidate of technical sciences, dotsent, Tashkent Chemical-Technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Muzafar Alimukhamedov doctor of technical sciences, dotsent, Tashkent Chemical-Technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Farchad Magrupov doctor of chemical sciences, professor, Tashkent Chemical-Technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Реакцией фурфурилового и многоатомных спиртов синтезированы гидроксилсодержащие фурановые олиго- меры и изучены их физико-химические свойства. Использованием этих олигомеров модифицированы промыш- ленные пенопласты и разработаны жесткие пенополиуретаны. Показано влияние природы синтезированных фу- рановых олигомеров на эксплуатационные свойства жестких пенополиуретанов. ABSTRACT The reaction of furfuryl and polyatomic alcohols synthesized hydroxyl-containing furan oligomers and their physical- chemical properties have been studied. Using these oligomers, industrial foams are modified and rigid polyurethane foams are developed. The influence of the nature of the synthesized furan oligomers on the performance properties of rigid polyurethane foams is presented. Ключевые слова: олигомер, фурфуриловый спирт, многоатомные спирты, поликонденсация, физико-хими- ческие свойства, пенополиуретан, модификация, технологические показатели, прочностные свойства. Keywords: оligomer, furfuryl alcohol, polyhydric alcohols, polycondensation, physical-chemical properties, polyu- rethane foam, modification, technological indicators, strength properties. ________________________________________________________________________________________________ Гидроксилсодержащие фурановые олигомеры вых пенопластов 1; 4; 7; 9. Низкая функциональ- находят достаточно широкое применение в произ- ность гидроксилсодержащих фурановых олигомеров водстве пенополиуретанов (ППУ) и пенополиизоци- не позволяет целенаправленно регулировать процесс ануратов (ППИЦ). Это позволяет сочетать тепло-, формования и физико-механические свойства пено- термо-, огнестойкость фурановых полимеров с высо- пластов 5; 8. Поэтому синтез полифункциональных кими физико-механическими свойствами уретано- фурановых олигомеров позволил бы решить выше- указанные проблемы. __________________________ Библиографическое описание: Низамов Т.А., Алимухамедов М.Г., Магрупов Ф.А. Полифункциональные фура- новые олигомеры и пенополиуретаны на их основе // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7739

№ 8 (65) август, 2019 г. В свете изложенного были исследованы условия – повышается молекулярная масса олигомеров, со- образования гидроксилсодержащих полифункцио- держание в них гидроксильных групп, понижается нальных фурановых олигомеров и получения жест- концентрация свободного ФС. Так, в системе ФС- ких пенополиуретанов на их основе. этиленгликоль при изменении концентрации катали- затора от 0,05 до 0,5% от массы ФС увеличивается В литературе 2 описан синтез фурановых оли- молекулярная масса олигомеров от 280 до 700, гомеров, без глубокого исследования механизма об- уменьшаются содержание гидроксильных групп (от разования, реакцией фурфурилового спирта (ФС) с 13,0 до 6,7%) и концентрация свободного ФС (от 42,0 этиленгликолем, левоглюкозаном и ксилитом. Оли- до 2,0%). гомеры использованы для получения термостойких и эластичных лаковых покрытий. Олигомеры, полученные при содержании МА до 0,085% от массы ФС, являются низковязкими, а при На основе этих исследований синтезированы 0,34% и выше образуются растворимые, но не теку- гидроксилсодержащие фурановые олигомеры реак- чие продукты. Исходя из технологических требова- цией ФС и многоатомных спиртов, пригодных для ний производства ППУ, выявлена оптимальная кон- получения жестких ППУ. С целью регулирования центрация катализатора, которая равна 0,17% от веса функциональности олигомеров в качестве сомономе- ФС. ров были выбраны диолы (этиленгликоль, диэти- ленгликоль), триол (глицерин) и пентол (ксилит). Исследование влияния продолжительности син- теза на изменение физико-химических свойств оли- Методика синтеза олигомеров разработана по гомеров показало, что конденсация ФС с исследован- ными многоатомными спиртами характеризуется аналогии с методикой, описанной в работе 2. В резким уменьшением концентрации свободного ФС трехгорлую колбу, снабженную механической ме- и гидроксильных групп, повышением значения моле- шалкой, с масляным затвором, термометром и обрат- кулярной массы олигомеров. Кроме того, в началь- ным холодильником загружали 6 моль ФС и 1 моль ный период реакции выделяется больше конденсата многоатомного спирта. При энергичном перемеши- – воды. Причем для фурфурил-этиленгликолевых вании температуру доводили до 110оС и добавляли олигомеров время достижения изломов на кривых из- необходимое количество катализатора – малеино- менения соответствующих показателей составляет вого ангидрида (ГОСТ 11153-75). Затем реакцион- 1,0 час. ную смесь вновь нагревали до 120оС в течение опре- деленного времени. По истечении этого времени В аналогичных условиях были синтезированы реакционную смесь охлаждали, отгоняли надсмоль- фурановые олигомеры из ФС и диэтиленгликоля. ные воды, непрореагировавшие мономеры, нагревая реакционную смесь до температуры 112-114оС при Использование в качестве сомономеров глице- пониженном давлении. За ходом конденсации сле- рина существенного изменения на ход реакции ФС с дили по изменению содержания гидроксильных многоатомными спиртами не вносит. При переходе групп, свободных мономеров, молекулярной массы и от диолов к глицерину образуются олигомеры с бо- лее высокой молекулярной массой, концентрацией вязкости 6. гидроксильных групп. При переходе от триола к пен- ППУ получали перемешиванием заранее взве- толу активность реакционной системы понижается. Например, по истечении 1 часа конденсации образу- шенной композиции дисковой мешалкой с частотой ются олигомеры со следующими свойствами: моле- вращения 3000 об/мин. Параметры вспенивания сни- кулярная масса – 500, вязкость – 3,7 Па.с, свободный мали при свободном вспенивании композиции. Для ФС – 12%, концентрация гидроксильных групп – определения физико-механических свойств компози- 18%. При этом полной конверсии ксилита не удалось цию заливали в металлическую форму размером достичь даже после 4 часов конденсации. Уточнение 160х180х70мм, предварительно нагретую до 40-60оС. причин этого явления требует более глубоких иссле- Физико-механические свойства ППУ определяли со- дований. Физико-химические свойства олигомеров гласно соответствующим методикам [3] и стандар- приведены в табл. 1. там. Исследования показали, что с увеличением коли- чества катализатора – малеинового ангидрида (МА) Таблица 1. Физико-химические свойства фурановых олигомеров Наименование Олигомеры на основе показателей ФС и ЭГ ФС и ДЭГ ФС и Гл ФС и Кс Молекулярная масса 500-600 600-750 550-650 600-700 Динамическая вязкость, 2,0-3,0 5,0-6,0 при 25оС, Па*с 3,0-4,0 4,0-5,0 5-7 12-18 Содержание гидроксильных 5-10 5-7 10-15 10-20 групп, % 20-30 8-16 1,9-2,1 4,2-5,0 Содержание свободного ФС, % 1,9-2,1 3,0-4,0 Средняя функциональность по ОН-группам 23

№ 8 (65) август, 2019 г. Данные таблицы 1 показывают, что, меняя сомо- побочных реакций, приводящих к снижению функ- номер, можно на основе ФС синтезировать олиго- циональности олигомеров, а также различной приро- меры с различной функциональностью. При исполь- дой функциональных групп в ксилите. зовании гликолей и глицерина в основном получаются двух- и трехфункциональные олиго- На основе синтезированных реакционноспособ- меры. В случае же ксилита функциональность олиго- ных гидроксилсодержащих фурановых олигомеров меров не достигает максимально заложенного значе- были разработаны вспененные композиционные ма- ния. Это можно объяснить протеканием ряда териалы – пенополиуретаны (табл. 2). Таблица 2. Технологические параметры и физико-механические свойства пенополиуретанов на основе гидроксилсодержащих фурановых олигомеров Наименование ППУ на основе показателей ФС и ЭГ ФС и ДЭГ ФС и Гл ФС и Кс ППУ-307 Время старта, с 16 26/21 18 38 20 25/21 50/37 33 Время гелеобразования, с 72 105/74 75 48 50/42 Время подъема, с 100 110 150/80 Кажущаяся плотность, 0,58 кг/м3 0,30 100 100 100 100 Напряжение сжатия при 10%-ной де- 0,24 0,62 0,68/0,70 0,75/0,82 0,78 формации, МПа 61 0,38 0,32/0,45 0,37/0,30 0,31 Ударная вязкость, кДж/м2 0,27 0,17/0,12 0,10/0,16 0,15 Водопоглощение за 24 часа, кг/м2 64 50/64 58/63 100 Горючесть: (огневая труба) потеря массы, % Примечание: числитель – свойства ППУ на основе синтезированных олигомеров; знаменатель – свойства ППУ-307, модифицированного синтезированными олигомерами. Данные таблицы 2 показывают, что наиболее мышленного ППУ-307 удалось значительно повы- низкие прочностные характеристики наблюдаются у сить его огнестойкость при сохранении основных ППУ на основе ФС и этиленгликоля. Введение в мак- эксплуатационных характеристик. роцепь полимер-основы пенопластов алифатических цепочек и простых эфирных мостиков (олигомеры на Выводы: основе ФС, диэтиленгликоля) приводит к улучше- Гетерополиконденсацией фурфурилового спирта нию механических свойств ППУ при незначительном и многоатомных спиртов синтезированы гидроксил- повышении потери массы пенопластов при горении. содержащие полифункциональные фурановые оли- гомеры «пенополиуретанового назначения», выяв- Увеличение функциональности олигомеров поз- лены оптимальные условия их образования. На воляет повысить прочностные показатели вследствие основе полученных олигомеров разработаны жест- возрастания плотности сшивки ППУ. При этом зако- кие ППУ, свойства которых в основном зависят от номерно происходит уменьшение ударной вязкости природы и функциональности олигомеров. Модифи- пенопластов. Как видно из таблицы 2, модификацией кация промышленного пенопласта марки ППУ-307 синтезированными фурановыми олигомерами про- синтезированными олигомерами позволяет улуч- шить его теплофизические свойства. Список литературы: 1. Алимухамедов М.Г. Закономерности формирования и свойства сегментированных гидроксилсодержащих фурановых олигомеров жестких пенополиуретанов на их основе: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Ташкент, 1997. – 43 с. 2. Маматов Ю.М. Фурановые смолы. – М.: ОНТИ ТЭИмикробиопрома, 1974. – 100 с. 3. Михайлин Ю.А. Показатели огнестойкости пластмасс и методы их определения // Полимерные материалы. – 2011. – № 7. – С. 26-31. 4. Низамов Т.А. Разработка композиций ячеистых полимеров из вторичных фурановых ресурсов // Композици- онные материалы. – 2011. – № 3. – C. 33-36. 5. Полиуретаны. Состав, свойства, производство, применение / Ф. Марк и др.; Пер. c англ. – СПб.: ЦОП «Профессия», 2018. – 576 с. 24

№ 8 (65) август, 2019 г. 6. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. – М.: Химия, 1972. – 416 с. 7. Ionescu М. Chemisty and Technology of Polyols for Polyurethane. London: «Rapra Technology Limited», 2005. P. 605. 8. König A., KrokeE. Flameretardan cyworking mechanism ofmethyl –DOPO and MPPP in fleхible polyurethane faomönig. Fireand Materials. 2012. № 36. P. 1-15. 9. Pents W.J., Dunlop W.R., Leitheiser R.H. A new furan polyol for lowfire-hazard rigid uretane foams. J. Consum. Prod. Flammabi Co. 1982. Vol. 9. No.12. P. 149-160. 25

№ 8 (65) август, 2019 г. ПОЛИТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ НИТРАТА КАРБАМИДА - МОНОЭТАНОЛАМИН – ВОДА Толипов Фуркат Рустам угли стажер-исследователь, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент Шукуров Жамшид Султонович д-р техн. наук, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Главный научный сотрудник, Узбекистан, г. Ташкент E‑mail: [email protected] Тогашаров Ахат Салимович д-р техн. наук, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Главный научный сотрудник, Узбекистан, г. Ташкент E‑mail: [email protected] Тухтаев Сайдиахрaл доктор химических наук, академик, заведующий лабораторией, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент POLYTERM IN SOLUBILITY SISTEM OF NITRATE CARBAMIDE - MONOETHANOLAMINE - WATER Furkat Tolipov Research Intern, Institute of General and Inorganic Chemistry, AS RUz, Uzbekistan, Tashkent Jamshid Shukurov Doctor of Science in Technics, Institute of General and Inorganic Chemistry of the, Uzbekistan, Tashkent Akhat Togasharov Doctor of Science in Technics, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS RUz, Uzbekistan, Tashkent Saidiaxral Tukhtaev Doctor of Science, academician, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Изучена растворимость компонентов в системе HNO3·CO(NH2)2 -NH2C2H4OH - H2O визуально - политерми- ческим методом в широком интервале температур. На фазовой диаграмме системы разграничены поля кристал- лизации льда, двух-, одно- и безводного моноэтаноламина, нитрата карбамида и соединения состава HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH. Установлены оптимальные условия синтеза нитрата карбамида моноэтаноламмо- ния при изучении физико-химических свойств: температуры кристаллизации, плотности, вязкости, рН растворов в зависимости от соотношения компонентов. ABSTRACT The solubility of the components in the system HNO3 · CO (NH2)2 -NH2C2H4OH - H2O was studied by the visual- thermal method in a wide temperature range. The fields of crystallization of ice, two-, one-, and anhydrous monoethano- lamine, of carbamide nitrate and compounds of the composition HNO3 • CO(NH2)2 · NH2C2H4OH are delimited on the phase diagram of the system. It was established optimal conditions for the synthesis of monoethanolammonium urea __________________________ Библиографическое описание: Политерма растворимости системы нитрата карбамида - моноэтаноламин – вода // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Толипов Ф.Р. [и др.]. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7731

№ 8 (65) август, 2019 г. nitrate in the studying the physicochemical properties of the crystallization temperature, density, viscosity, pH of the solutions in depending on the ratio of components. Ключевые слова: диаграмма растворимости, политерма, система, нитрат карбамида, моноэтаноламин. Keywords: solubility diagram, polytherm, system, carbamide nitrate, monoethanolamine. ________________________________________________________________________________________________ Дефолиация – важное агротехническое карбамида (рис.1). Эвтектическая точка данной би- мероприятие в современном этапе возделывания нарной системы соответствует 7,8 % льда и нитрата сельскохозяйственных культур [4, c. 26]. карбамида при -1,6 °С. Синтезируемые дефолианты должны быть малоток- сичными, мягкодействующими на растения и высо- Нами изучена растворимость в системе коэффективными, обеспечивающими опадения ли- HNO3·CO(NH2)2 -NH2C2H4OH - H2O визуально-поли- стьев за одну обработку [7, с. 11-19; 1, с. 126-143]. термическим методом в интервале температур – 57,8 до -1,6°С (рис. 2). При изучении тройной системы Этаноламины и их производные с кислотами, в HNO3·CO(NH2)2-NH2C2H4OH - H2O было исследо- частности уксусной, лимонной, азотной обладают вано семь внутренних разрезов. Из них разрезы I-III физиологической активностью, усиливают эффек- проведены со стороны нитрата карбамида – вода к тивность дефолиантов [2, с. 471-480; 5, с. 13-22]. Бла- вершине моноэтаноламина, IV – VII со стороны мо- годаря наличию в составе их молекул этиленовой - ноэтаноламина – вода к вершине нитрата карбамида. СН2-СН2- группы, они проявляют рост ретардантных На фазовой диаграмме системы разграничены поля свойств, приводящие к увеличению этилена в зоне кристаллизации льда, двух-, одно- и безводного мо- опадения листьев [3, с. 31-36]. Это является основ- ноэтаноламина, нитрата карбамида и соединения со- ным фактором усиления процесса дефолиации и става HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH. ускорения опадения листьев, созревания урожая сельскохозяйственных культур и предотвращения Рисунок 1. Диаграмма растворимости системы вторичного отрастания листьев после дефолиации. HNO3·CO(NH2)2 – H2O Нитрат карбамид [6, с. 947-957] и этаноламин яв- ляется стимулятором роста и развития, а также эф- фективным синергистом для хлоратсодержащих де- фолиантов, усиливающих их дефолиирующий активность. Для физико-химического обоснования процесса синтеза производных этаноламинов, используемых в качестве этиленпродуцирующей добавкой к хлорат- содержащим дефолиантам, представляет интерес изучение поведения моноэтаноламина и нитрата кар- бамида в системе HNO3·CO(NH2)2 -NH2C2H4OH - H2O в широком температурном и концентрационном ин- тервале. Изучение растворимости бинарной системы мо- ноэтаноламин – вода показало, что на её диаграмме разграничиваются четыре ветви кристаллизации; льда, двух-, одно- и безводного моноэтаноламина. Эвтектическая точка системы соответствует 52,4% NH2CH2CH2OH и 47,6% H2O при -48,3°С. Данные по- лученные нами хорошо согласуются с литератур- ными [8, с. 11-12]. Исследование в бинарной системы нитрат карба- мида - вода показало, что на её диаграмме раствори- мости выявлены поле кристаллизации льда и нитрата 27

№ 8 (65) август, 2019 г. Рисунок 2. Политермическая диаграмма растворимости системы HNO3·CO(NH2)2 - NH2C2H4OH – H2O Определены составы и температуры кристалли- зации для трех тройных точек системы (табл. 1). Таблица 1. Тройные и двойные точки системы HNO3·CO(NH2)2 - NH2C2H4OH - H2O Состав жидкой фазы, % Темп-ра крист., Нитрат мо- МЕА H2O Твердая фаза чивена °С -25,2 NH2C2H4OH + NH2C2H4OH ·H2O - 79,6 20,4 -25,6 то же -26,1 то же 2,4 77,6 20,0 -26,8 то же -36,2 то же 5,2 75,0 19,8 -37,2 NH2C2H4OH + NH2C2H4OH·H2O + 8,2 72,2 19,6 HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH -46,1 33,7 40 26,3 -46,2 NH2C2H4OH·H2O + NH2C2H4OH ·2H2O -46,7 то же 37,6 28,4 34,0 -47,4 то же -48,1 то же - 66,3 33,7 -48,3 то же 3,9 64,1 32,0 то же 8,0 60,2 31,8 -49,2 11,8 51,9 36,3 NH2C2H4OH ·H2O + NH2C2H4OH·2H2O + 19 36,4 44,6 -48,3 HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH 20,2 32,0 47,8 -50,5 Лед+NH2C2H4OH·2H2O -55,5 то же 25,8 19,6 54,6 -56,5 то же то же - 52,4 47,6 -57,0 5,2 47,8 47,0 Лед + NH2C2H4OH·2H2O + HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH + 11,6 35,8 52,6 -10,0 HNO3·CO(NH2)2 12,4 17,6 70,0 -20,2 -30,2 NH2C2H4OH + HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH 12,5 7,2 80,3 -40,5 то же -50,0 то же 56,0 44,0 - -52,6 49,3 39,8 10,9 NH2C2H4OH·H2O + HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH 43,4 34,0 22,6 NH2C2H4OH·2H2O + HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH 34,2 26,3 39,5 24,5 18,6 56,9 то же 21,0 16 63,0 28

№ 8 (65) август, 2019 г. 13,7 12,8 73,5 -55,2 то же 10,0 4,0 86,0 -5,4 Лед + HNO3·CO(NH2)2 6,8 - 93,2 -1,6 64,6 35,4 - -12,0 то же 60,0 35,7 4,3 -19,0 HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH + HNO3·CO(NH2)2 54,8 31,3 13,9 -26,1 45,7 21,8 32,5 -35,8 то же 31,0 13,9 55,1 -47,8 то же 26,4 12,8 60,8 -50,9 то же 18,4 8,6 73,0 -55,8 то же то же Из диаграммы растворимости системы нитрат то же карбамид - моноэтаноламин – вода видно, что интер- вал температур -1,6  - 57,0°С отвечает совместной для HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH кристаллизации льда с нитратом карбамидом, а -48,3 вычислено, % : С = 19,56% ; N = 30,43; H= 6,52;  - 57,0 °С –льда с двухводним моноэтаноламином. В О=43,48. интервале температур -46,1 -49,2°С из равновесного Изучено взаимодействие компонентов и физико- раствора совместно кристаллизуются одноводный химические свойства растворов в системе [15% моноэтаноламин и двухводный моноэтаноламин, а HNO3·CO(NH2)2 + 85% H2O] – NH2C2H4OH с целью при -25,2  - 37,2 °С одноводный моноэтаноламин с обоснования процесса получения растворов нитрат моноэтаноламином. Как видно из приведенных дан- карбамида моноэтаноламмония. Определены ных, в изученной системе в качестве новой фазы об- температуры кристаллизации, вязкости, показателя разуется соединение HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH. преломления, плотности и рН растворов изучаемых Данное соединение образуется в интервале темпера- систем в зависимости от содержания компонентов тур -1,6 до -12,0 °С при концентрациях нитрата карба- при 25 ºС. На построенных диаграммах «состав - мида от 6,9 до 64,8% и моноэтаноламина до 35,8%. свойства» системы [15% HNO3·CO(NH2)2 + 85% H2O] – NH2C2H4OH наблюдаются 2 излома на кривых рас- Соединение, обнаруженное в изученной системе, творимости компонентов, соответствующих двой- выделено из предполагаемой области кристаллиза- ным точкам совместной кристаллизации в трех раз- ции и идентифицировано химическим методом ана- личных твердых фаз (рис.3). лиза. Как видно из рис. 3, при добавлении 7,2 % моно- этаноламина к 15 %-ному раствору нитрата карба- Химический анализ показал следующие резуль- мида, температура кристаллизации раствора снижа- таты: ется от 18,0 до -2,0 ºС. В эвтектической точке происходит кристаллизация двух твердых фаз Найдено, % : С = 19,49% ; N = 30,41; H= 6,6; HNO3·CO(NH2)2 и HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH. О=43,50. Рисунок 3. Зависимость изменения физико-химических свойств растворов: (1 - температуры кристаллизации, 2 - рН среды, 3 - вязкости, 4 - плотности и 5 - показателя преломления) растворов от соотношения компонентов в системе [15% HNO3·CO(NH2)2 + 85% H2O] – NH2C2H4OH 29

№ 8 (65) август, 2019 г. Таблица 2. Температура кристаллизации, вязкости, плотности и рН среды растворов в системе [15% HNO3·CO(NH2)2 + 85% H2O] – NH2C2H4OH Содержания компонентов, % Тем. крист., Плот- Вязкость t, °С η, мм2/с 15% нитрат карба- МЭА ность рН Показатель преломления мида +85% Н2О d, г/см3 100 - 18,0 1,080 1,20 0,3 1,351 95 5 6,00 1,082 1,10 4,2 1,365 90 10 -3,40 1,083 1,60 8,0 1,376 85 15 -6,20 1,084 3,20 9,4 1,386 80 20 -9,60 1,083 4,40 10,8 1,395 70 30 -16,8 1,082 6,40 12,3 1,412 60 40 -25,8 1,078 8,00 12,6 1,424 50 50 -36,2 1,070 9,10 12,8 1,434 40 60 -27,2 1,063 12,2 13,8 1,439 30 70 -19,8 1,050 12,0 13,9 1,445 Дальнейшее повышение концентрации моноэта- растворы нитрата карбамида моноэтаноламмония, ноламина приводит к уменшению температуры кри- характеризующиеся хорошими физико-химическими сталлизации и плотности, а значения вязкости, рН свойствами, имеющие рН среды 6,10, плотностью 1,188 г/см3, температуры кристаллизации 4,0 ºС и среды и показателя преломления постепенно увели- вязкость 2,150 мм2/с соответственно. чиваются в растворе систем. Начиная с 7,2 %-ной Таким образом на основе полученных данных по растворимости компонентов в вышеуказанных си- концентрации моноэтаноламина в растворе системы, стем и изменения физико-химических свойств (тем- образуется новое соединение пературы кристаллизации, плотности, вязкости, рН) HNO3·CO(NH2)2·NH2C2H4OH. растворов в зависимости от соотношения компонен- По мере увеличения концентрации моноэтанола- тов установлены оптимальные условия синтеза мина в растворе, температуры кристаллизации, плот- 22,5 % - ного раствора нитрата карбамида моноэта- ности, вязкости, рН и показатель преломления вновь ноламмония. образующихся растворов плавно увеличиваются, а значение плотности постепенно понижается. Из полученных результатов следует, что при нейтрализации 15 % -ного раствора нитрата карба- мида с моноэтаноламином образуются 22,5 % - ные Список литературы: 1. Зубкова Н.Ф. Применение и особенности действия дефолиантов и десикантов // Агрохимия. - 1991. - № 8. - C. 126-143. 2. Кефели В.И. Рост растений и природные регуляторы // Физиология растений. 1997. - Т. 44.- №3. - С. 471-480. 3. Кулаева О.Н. Этилен в жизни растений // Соросовский Образовательный Журнал. - 1998.- № 3. - С. 31-36. 4. Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений: Справочник. – М.: Химия, 1995. – 66 с. 5. Малиновский В.И. Физиология растений - Владивосток: -2004 г. - 110с. 6. Молодкин А.К., Эллерт Г.В., Иванова О.М., Скотникова Г.А. О соединениях карбамида с кислотами. // Журн.неорган.химии. – М.: Наука. -1967. - Т. 7. - Вып. 4. – С. 947–957. 7. Стонов Л.Д. Дефолианты и десиканты. - М.: Химия. 1973.–159с. 8. Хайдаров Г.Ш., Кучаров Х., Тухтаев С. Политерма растворимости системы хлорат натрия-моноэтаноламин- вода // Узб.хим.журн. -1997. №.1 –с.11-12. 30

№ 8 (65) август, 2019 г. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ОДНОФАЗНОГО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ИНВЕРТОРА ТОКА В РЕЖИМЕ ПРЕРЫВИСТОГО ВХОДНОГО ТОКА Умаров Шухрат Бадреддинович канд. техн. наук, доцент, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] METHODS OF SIMULATION OF TRANSIENT PROCESSES STABLE SINGLE-PHASE PARALLEL INVERTER CURRENT IN TAPPING MODE INPUT CURRENT Shukhrat Umarov Candidate of Technical Sciences, docent, Tashkent state technical University, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье изложена методика моделирования стабилизированных источников питания на базе однофазного параллельного инвертора тока, работающего в режиме непрерывного и прерывистого входного тока. Получены рекуррентные соотношения для искомых токов и напряжений, позволяющие проводить расчет переходных про- цессов. Представлены результаты расчета переходных процессов в виде временных диаграмм. ABSTRACT The article describes a method of modeling stabilized power supplies based on a single-phase parallel current inverter operating in the mode of continuous and intermittent input current. The recurrent relations for the required currents and voltages, allowing the calculation of transients, are obtained. The results of calculation of transients in the form of time diagrams are presented. Ключевые слова: методика моделирования, переходные процессы, источник бесперебойного питания, па- раллельный инвертор тока. Keywords: modeling methods, transients, uninterruptible power supply, parallel current inverter. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время значительное внимание нофазного параллельного инвертора тока с компен- сирующим устройством. Регулирование выходного уделяется вопросам разработки вентильных напряжения и, следовательно, стабилизация осу- ществляется изменением частоты подаваемых им- преобразователей в качестве преобразователей пульсов на силовые тиристоры инвертора. постоянного напряжения в переменное со Алгоритм составлен по математической модели, разработанной на основе операторного метода, кото- стабилизированным выходным напряжением, рая позволяет провести необходимые расчеты пара- метров схемы в широких пределах и осуществить в которые широко используются при разработке результате соответствующий выбор элементов [2, с. 228-230]. различных видов источников бесперебойного Методика моделирования включает следующие гарантированного питания [1, с. 40-42]. этапы: Учитывая, что стабилизированные а) составляются возможные структуры силовой схемы; преобразователи обычно имеют большие пределы б) составляются операторные схемы замещения изменения как нагрузок, так и входных напряжений, (ОСЗ), для каждой из них выводятся рекуррентные формулы изображений и оригиналов, необходимых то их рабочая область может включать непрерывные при расчете токов и напряжений; и прерывистые режимы одновременно. Поэтому при проектировании таких преобразователей целесообразно учитывать возможность возникновения прерывистого входного тока. В статье представлены математическая модель и алгоритма для расчета переходных процессов стабилизирован- ного источника питания, выполненного на основе од- __________________________ Библиографическое описание: Умаров Ш.Б. Методика моделирования переходных процессов стабилизирован- ного однофазного параллельного инвертора тока в режиме прерывистого входного тока // Universum: Техниче- ские науки : электрон. научн. журн. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/7729

№ 8 (65) август, 2019 г. в) учитывая выбранный способ возбуждения со- Для ОСЗ IV, которая эквивалентна структуре при ставляется очередность смены схем замещения на отсутствии входного тока инвертора и отключенном интервалах тактирования, а также составляется соот- КУ(������������ = 0, ������������ = 0), были приняты следующие ветствующий алгоритм расчета. начальные условия В отличие от алгоритмов расчета при непрерыв- t = 0; ������������(0) = 0; ������������(0) = ������������; ������н(0) = ������н. ном входном токе, где каждый этап рассчитывался по двум ОСЗ, отличающихся между собой состоянием Таким образом, в переходном процессе участ- КУ, в рассматриваемом алгоритме участвуют четыре вуют четыре структуры силовой схемы с соответ- ОСЗ (I, II, III, IV), отличающиеся между собой как ра- ствующими ОСЗ. Для каждой ОСЗ на основании за- бочим состоянием КУ, так и наличием или отсут- конов Кирхгофа были составлены уравнения для ствием входного тока. искомых токов и напряжений, получены формулы их изображений, а затем получены их оригиналы. Ниже Для ОСЗ I, которая эквивалентна структуре при представлены формулы оригиналов токов и напряже- наличии входного тока инвертора и отключенном КУ ний для ОСЗ I (������������ ≠ 0, ������������ = 0), были приняты следующие началь- ные условия ������������ (������) = ������������ + (������������12) ������ −������2 ������ + ������1������1 + ������2������1; ������1 t = 0; ������������(0) = ������������; ������������(0) = ������������; ������н(0) = ������н. ������н(������) = ������������ + (������������42) ������ −������2������ + ������3������3 + ������3������3; Для ОСЗ II, которая эквивалентна структуре при ������1 наличии входного тока инвертора и включенном КУ(������������ ≠ 0, ������������ ≠ 0), были приняты следующие ������������(������) = ������Н������������ + (������4) ������−������2������ + ������1������3 + ������2������3. начальные условия ������1 ������1 t = 0; ������������(0) = ������������; ������������(0) = ������������; ������н(0) = ������н; ������������(0) = ������������ . На основании полученных формул для мгновен- ных значений токов и напряжений была разработана Для ОСЗ III, которая эквивалентна структуре при структурная схема алгоритма расчета переходного отсутствии входного тока инвертора и включенном процесса составленная на основе выполнения гра- КУ(������������ = 0, ������������ ≠ 0), были приняты следующие ничных условий этапов развития процесса и выявле- начальные условия ния последовательности смены типов схем замеще- ния на интервалах тактирования (Рис.1). t = 0; ������������(0) = 0 ; ������������(0) = ������������; ������н(0) = ������н; ������������(0) = ������������ . Рисунок 1. Структурная схема алгоритм расчета переходных процессов в СИП на базе однофазного параллельного инвертора тока в режиме прерывистого тока 32

№ 8 (65) август, 2019 г. Следует отметить, что при составлении струк- На первом этапе рассматриваются процессы с турной схемы алгоритма расчета были учтены не момента пуска инвертора до подачи отпирающих им- только интервалы существования эквивалентных пульсов на вентили компенсирующего устройства операторных схем замещения, но и требуемый спо- (КУ). Затем исследуются процессы второго этапа, ко- соб возбуждения, так как в зависимости от вида спо- торый длится до установления номинального значе- соба возбуждения развитие переходного процесса, ния выходного напряжения Uном т.е. до установив- тем самым, и динамические характеристики преобра- шегося режима при неизменной величине входного зователя могут существенно отличаться [3, с. 370- напряжения Ed. Третьему этапу соответствует расчет 372]. переходного процесса с момента изменения вели- чины Ed или параметров нагрузки до установления Анализ переходных процессов и, соответ- Uном. ственно, алгоритм расчета от момента пуска и до до- стижения номинального значения выходного напря- С помощью математической модели и алгоритма жения производится в три этапа. был произведен расчет переходных процессов, вре- менные эпюры искомых токов и напряжений преоб- разователя показаны на рис. 2 и 3. Рисунок 2. Пусковые диаграммы токов и напряжений Рисунок 3. Временные диаграммы токов и напряжений при сбросе нагрузки а) независимое возбуждение инвертора; б) комбинированное возбуждение инвертора 33

№ 8 (65) август, 2019 г. На основании вышеизложенного можно сказать,  изучить влияние параметров схемы на проте- что представленная математическая модель и алго- кание переходных процессов; ритм позволяют:  выбрать способ управления, обеспечивающий  произвести расчет переходных процессов при требуемый уровень стабилизации выходного напря- изменении входного напряжения инвертора или жения. нагрузки, а также при их одновременном изменении; Список литературы: 1. Макаров Д.М., Макаров А.М. Инверторы в источниках бесперебойного питания // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. II междунар. науч.-практ. конф. № 2(2). – Новосибирск: СибАК, 2018. – С. 40-45. 2. Умаров Ш.Б. Абдуллабеков И.А. Алгоритм расчета переходных процессов стабилизированного источника питания на базе однофазного последовательного автономного инвертора тока при частотном регулировании. Международный научный журнал. \"Молодой учёный\", 2016 № 21, стр. 228-232. 3. Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника.- Киев: Вища школа, 1978.-424 с. 34

№ 8 (65) август, 2019 г. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ГИДРОФИЦИРОВАННЫХ ГОРНЫХ МАШИН Абдуазизов Набижон Азаматович доцент кафедры «Горная электромеханика» Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои Алиев Тогаймурод Баратович старший преподаватель кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои Жураев Акбар Шавкатович ассистент кафедры «Горная электромеханика» Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои Кенжаев Зариф Ширин угли магистрант кафедры «Горная электромеханика» Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои SPECTROSCOPIC METHOD FOR ANALYZING THE CONTAMINATION OF HYDRAULIC FLUID IN HYDRAULIC MINING MACHINES Nabijon Abduazizov Associate Professor, Department of Mining Electromechanics, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Togaymurod Aliyev Senior lecturer, Department of chemical technology, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Akbar Jurayev Assistant, Department of Mining and Electromechanical Engineering, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Zarif Kenjayev master student, Department of Mining and Electromechanical Engineering, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ В последнее время основной проблемой при работе гидрофицированных горных машин является загрязнение гидравлических жидкостей различными мельчайшими пылевыми примесями горных пород. В результате чего происходит быстрое изнашивание деталей таких машин. Статья посвящена очистке загрязненных жидкостей с уточнением состава загрязненных примесей. Проведено изучение некоторых физических характеристик (раство- римости в органических растворителях, плотности, вязкости). Вязкость исследованных образцов после их пере- гонки уменьшалась в сравнении с исходными. ABSTRACT Recently, the main problem for hydroficated mining machines is the contamination of hydraulic fluids with various impurities of rock formations. Purification of polluted liquids and refined composition of polluted means is relevant. __________________________ Библиографическое описание: ИК-спектроскопический анализ загрязненности гидравлической жидкости гидро- фицированных горных машин // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Абдуазизов Н.А. [и др.]. 2019. № 8(65). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7743

№ 8 (65) август, 2019 г. Studied some physical characteristics (solubility in organic solvents, density, viscosity). Hydraulic fluids do not dissolve in water, o-xylene, butanol and gasoline moderately dissolve. The viscosity of the studied samples decreases relative to the initial, due to the formation of colloidal solutions. Ключевые слова. Гидравлические жидкости, ИК-спектры, вязкость, плотность, растворитель, гидрофици- рованная горная машина, перегонка, бутанол, циклогексан. Keywords. Hydraulic fluids, IR spectra, viscosity, density, solvent, hydraulic mining machines, distillation, butanol, cyclohexane. ________________________________________________________________________________________________ В последнее время основной проблемой для гид- и загрязненные гидравлические жидкости из гидро- рофицированных горных машин является загрязнен- фицированных горных машин. Для решения постав- ность гидравлических жидкостей различными пыле- ленной цели были намечены следующие задачи: выми частицами горных пород. После проникновения в гидравлические жидкости, пылевые  определение вязкости отработанных гидрав- частицы начинают перетираться и становятся очень лических жидкостей; мелкими. В результате, твердые пылевые частички истираются и измельчаются в гидравлическом ре-  отделение загрязняющих примесей методом жиме, что в свою очередь приводит к преждевремен- перегонки отработанных жидкостей; ному изнашиванию деталей и снижению их аморти- зационного срока службы. Очистка отработанных  изучение ИК-спектров отработанных гидрав- гидравлических жидкостей от загрязняющих пыле- лических жидкостей (твердого осадка и жидкой вых примесей и уточнение их состава является основ- фазы); ной целью проводимых исследований. Для решения данной проблемы, были исследованы отработанные Для исследований были использованы гидравли- ческие жидкости марки Tellus – 46, Tellus – 68, Chilon – 46, Chilon – 46 в сравнении с их исходными вариан- тами. Изучена растворимость исходных и отработан- ных гидравлических жидкостей в различных органи- ческих растворителях (табл. 1). Таблица 1. Характер растворимости отработанных гидравлических жидкостей в различных органических реагентах Марка гид- Растворители Плотность, Время Вязкость равли-ческих t, сек n № Орта г/мл. жидкостей ксилол 20,5 18,04 Вода Бутанол Циклогексан Бензин 15,5 13,46 1 Исход.гидравл. НР МР МР НР *Р 0,880 16,2 14,16 жидкостей 12,5 10,34 13,1 11,31 2 Chilon-46 *НР *МР МР НР Р 0,869 18,0 15,57 5,6 4,21 3 Chilon-68 НР МР МР НР НР 0,874 4 Chilon-68 НР МР МР НР Р 0,827 (перегон) 5 Tellus-46 НР МР МР НР Р 0,863 6 Tellus-68 НР МР МР НР МР 0,865 7 Tellus-46 НР МР МР НР Р 0,752 * НР-не растворяется, МР-мало растворяется , Р-растворяется. Степень вязкости жидкостей измеряли на виско- от гидравлической жидкости были применены раз- зиметре ВЗ – 246 и стеклянном вискозиметре ВПЖ – личные методы, в том числе с использованием орга- 2. нических растворителей. Определено значение кине- матической вязкости, плотности и некоторых ИК-спектры исследуемых образцов изучали на физических характеристик гидравлических жидко- инфракрасном спектрофотометре JR Tracer – 100 Shi- стей [1;4]. madzu в диапазоне волн от 4000 – 400 см-1. Как видно из данных таблицы 1 гидравлические Исходные гидравлические жидкости перед при- жидкости не растворяются в основных органических менением обычно имеют золотисто-желтую окраску, растворителях, за исключением бензина, в котором после отработки они принимают темно-коричневую растворяются почти все жидкости, за исключением или коричневую окраску, обусловленную наличием Chilon–68. Жидкость Tellus-68 оказалась малораство- мелко перетертых пылевых частичек. Например, по- римой в этом растворителе. сле отработки гидравлические жидкости марки Тellus-46, Chilon-46 приобретают характерные Плотности гидравлических жидкостей менялись темно-коричневые окраски, а жидкость Chilon–68 в интервале от 0,827 г/мл до 0,869 г/мл. В контроль- темно-серой. Для отделения загрязняющих примесей 36

№ 8 (65) август, 2019 г. ном варианте с исходной жидкостью плотность со- 1462 см-1, которые соответствуют функциональным ставляла 0,880 г/мл. Вязкость отработанных жидко- группам - СН3С-или (СН3)2 С-группам, полосы погло- щения которых при 1377 см-1 характерны для валент- стей также уменьшалась в сравнении с исходным ва- ных колебаний С-О (-СОО- группы) и деформацион- ных колебаний –ОН (≡С-ОН группы) групп. Полосы риантом. По-видимому, данное обстоятельство поглощения 725 см-1 можно отнести к -С=С- группам [1;3]. может быть объяснено наличием истертых пылевых частичек, которые вместе с жидкостью привели к об- В ИК-спектрах гидравлических жидкостей марки Chilon-68 и Tellus-68, а также их образцов после пере- разованию устойчивых коллоидных растворов. гонки наблюдаются соответствующие полосы погло- щения как в исходной гидравлической жидкости. Срав- В ИК-спектре исходной гидравлической нения ИК-спектров показывает, что в отличие от исходных в спектре отработанных гидравлических жидкости отмечены полосы поглощения в области жидкостей наблюдаются полосы поглощения в области 2910 см-1, относящиеся к функциональной СН- 964 см -1 , 4594 см-1, относящиеся к РО4-3,НРО4-2,Н2РО4- группе, а для группы –СН2, -СООН появляются более и силикатам. интенсивные полосы в области 2854 см-1, мало-ин- тенсивные полосы при 2364-2345 см-1 относятся к RC≡R1. Слабые полосы поглощения отмечены в ин- тервале 1720см-1-1543см -1, которые можно отнести к α- или –β ненасыщенным кетонам. Более интенсив- ные полосы поглощения также появляются в области Таблица 2. ИК-спектроскопия отработанных гидравлических жидкостей № Chilon-68 Chilon-68 оса- Tellus-68 пере- Tellus-68 осадок Исходный Отнесение по- перегонный док гонный Гидровлич. лос жид. Вал. кол. –ОН, - СООН 1 2910 см-1 2910 см-1 2994-2910 см-1 2910 см-1 2910 см-1 -СН 2 2828 см-1 2814 см-1 2854 см-1 2854 см-1 2854 см-1 -СН2 -СООН 3 2372-2343 см-1 2372-2345 см-1 - 2364-2345 см-1 RC≡R1 4 1720-1508 см-1 1720-1543 см-1 1732-1712 см-1 - 1720-1543 см-1 ˃C=CH2 5 1462-1377 см-1 1462-1377 см-1 1462-1377 см-1 1462-1377 см-1 1462-1377 см-1 CH3C, -COO- 6 1000 см-1 1115-1000 см-1 1210-964 см-1 1083 см-1 1000 см-1 (CH3)2C- C-OH алкили 7 721 см-1 725 см-1 - - 725 см-1 -CH=C- 8 617 см-1 548 см-1 594 см-1 594-547 см-1 621-480 см-1 PO4-, HPO4 1. Chilon 68-перегонный 2. Chilon 68 - осадок 37

№ 8 (65) август, 2019 г. 3. Исходный вариант Рисунок 1. Инфракрасные спектры гидравлических жидкостей Исходя из данных ИК-спектра (таблица 2, рис 1) связями (-С≡С-). Основными загрязнителями могут можно заключить, что используемая исходная гид- быть силикатные и фосфоритные пылевые частички равлическая жидкость является синтетическим орга- горных пород, которые при длительном использова- ническим соединением, которое содержит функцио- нии гидравлических жидкостей в гидрофицирован- нальные группы карбоксила (-СОО-), гидроксила (- ных машинах взаимодействует с катионами металлов ОН), углеродные цепочки с двойными и тройными Fe3+, Cu2+, Ca2+ и т.д. 1. Tellus 68 – перегонный 2. Tellus 68 – осадок Рисунок 2. Инфракрасные спектры гидравлической жидкости Tellus 68 В результате трения гидравлических устройств с ных групп RC≡R1, что свидетельствует наличии в от- пылевыми частичками, отделяются металлические работанных жидкостях сажи, окислов азота и угле- частицы деталей, которые вместе измельчаются и ис- рода, сульфатов, гликолей, а также воды. тираются, приводя впоследствии к образованию кол- лоидных растворов силикатов и фосфатов с гидрав- Таким образом, резюмируя вышесказанное, лическими жидкостями. можно заключить, что перегонка отработанных жид- костей может представлять интерес для последую- В ИК-спектрах гидравлических жидкостей отме- щей их регенерации и повторном их использовании. чены также полосы поглощения для функциональ- Необходимо установить оптимальные температуры перегонки, которые не приведут к снижению вязко- сти. 38

№ 8 (65) август, 2019 г. Список литературы: 1. Посыпайко В.И., Козырева Н.А., Логачева Ю.П. Химические методы анализа. Москва «Высшая школа», 1989 г. 2. Накамато К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. Издательство «Мир» Москва 1966 г. 3. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул. Иностранный литература. Москва, 1967 г. 4. Дулицкая Р.А., Фельдман Р.Н. Практикум по физической и коллоидной химии, Москва, «Высшая школа» 1978 г, стр. 250-270. 39

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 8(65) Август 2019 Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 – 66236 от 01.07.2016 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Подписано в печать 25.08.19. Формат бумаги 60х84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Times. Печать цифровая. Усл. печ. л. 2,5. Тираж 550 экз. Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+