2022 27

27 2022 ЧАСТЬ I

Издается с декабря 2008 г. Молодой ученый Выходит еженедельно Международный научный журнал № 27 (422) / 2022 Главный редактор: Ахметов Ильдар Геннадьевич, кандидат технических наук Редакционная коллегия: Жураев Хусниддин Олтинбоевич, доктор педагогических наук (Узбекистан) Иванова Юлия Валентиновна, доктор философских наук Каленский Александр Васильевич, доктор физико-математических наук Кошербаева Айгерим Нуралиевна, доктор педагогических наук, профессор (Казахстан) Куташов Вячеслав Анатольевич, доктор медицинских наук Лактионов Константин Станиславович, доктор биологических наук Сараева Надежда Михайловна, доктор психологических наук Абдрасилов Турганбай Курманбаевич, доктор философии (PhD) по философским наукам (Казахстан) Авдеюк Оксана Алексеевна, кандидат технических наук Айдаров Оразхан Турсункожаевич, кандидат географических наук (Казахстан) Алиева Тарана Ибрагим кызы, кандидат химических наук (Азербайджан) Ахметова Валерия Валерьевна, кандидат медицинских наук Бердиев Эргаш Абдуллаевич, кандидат медицинских наук (Узбекистан) Брезгин Вячеслав Сергеевич, кандидат экономических наук Данилов Олег Евгеньевич, кандидат педагогических наук Дёмин Александр Викторович, кандидат биологических наук Дядюн Кристина Владимировна, кандидат юридических наук Желнова Кристина Владимировна, кандидат экономических наук Жуйкова Тамара Павловна, кандидат педагогических наук Игнатова Мария Александровна, кандидат искусствоведения Искаков Руслан Маратбекович, кандидат технических наук (Казахстан) Калдыбай Кайнар Калдыбайулы, доктор философии (PhD) по философским наукам (Казахстан) Кенесов Асхат Алмасович, кандидат политических наук Коварда Владимир Васильевич, кандидат физико-математических наук Комогорцев Максим Геннадьевич, кандидат технических наук Котляров Алексей Васильевич, кандидат геолого-минералогических наук Кузьмина Виолетта Михайловна, кандидат исторических наук, кандидат психологических наук Курпаяниди Константин Иванович, доктор философии (PhD) по экономическим наукам (Узбекистан) Кучерявенко Светлана Алексеевна, кандидат экономических наук Лескова Екатерина Викторовна, кандидат физико-математических наук Макеева Ирина Александровна, кандидат педагогических наук Матвиенко Евгений Владимирович, кандидат биологических наук Матроскина Татьяна Викторовна, кандидат экономических наук Матусевич Марина Степановна, кандидат педагогических наук Мусаева Ума Алиевна, кандидат технических наук Насимов Мурат Орленбаевич, кандидат политических наук (Казахстан) Паридинова Ботагоз Жаппаровна, магистр философии (Казахстан) Прончев Геннадий Борисович, кандидат физико-математических наук Рахмонов Азиз Боситович, доктор философии (PhD) по педагогическим наукам (Узбекистан) Семахин Андрей Михайлович, кандидат технических наук Сенцов Аркадий Эдуардович, кандидат политических наук Сенюшкин Николай Сергеевич, кандидат технических наук Султанова Дилшода Намозовна, доктор архитектурных наук (Узбекистан) Титова Елена Ивановна, кандидат педагогических наук Ткаченко Ирина Георгиевна, кандидат филологических наук Федорова Мария Сергеевна, кандидат архитектуры Фозилов Садриддин Файзуллаевич, кандидат химических наук (Узбекистан) Яхина Асия Сергеевна, кандидат технических наук Ячинова Светлана Николаевна, кандидат педагогических наук © ООО «Издательство «Молодой ученый», 2022

Международный редакционный совет: Айрян Заруи Геворковна, кандидат филологических наук, доцент (Армения) Арошидзе Паата Леонидович, доктор экономических наук, ассоциированный профессор (Грузия) Атаев Загир Вагитович, кандидат географических наук, профессор (Россия) Ахмеденов Кажмурат Максутович, кандидат географических наук, ассоциированный профессор (Казахстан) Бидова Бэла Бертовна, доктор юридических наук, доцент (Россия) Борисов Вячеслав Викторович, доктор педагогических наук, профессор (Украина) Буриев Хасан Чутбаевич, доктор биологических наук, профессор (Узбекистан) Велковска Гена Цветкова, доктор экономических наук, доцент (Болгария) Гайич Тамара, доктор экономических наук (Сербия) Данатаров Агахан, кандидат технических наук (Туркменистан) Данилов Александр Максимович, доктор технических наук, профессор (Россия) Демидов Алексей Александрович, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Досманбетов Динар Бакбергенович, доктор философии (PhD), проректор по развитию и экономическим вопросам (Казахстан) Ешиев Абдыракман Молдоалиевич, доктор медицинских наук, доцент, зав. отделением (Кыргызстан) Жолдошев Сапарбай Тезекбаевич, доктор медицинских наук, профессор (Кыргызстан) Игисинов Нурбек Сагинбекович, доктор медицинских наук, профессор (Казахстан) Кадыров Кутлуг-Бек Бекмурадович, кандидат педагогических наук, декан (Узбекистан) Каленский Александр Васильевич, доктор физико-математических наук, профессор (Россия) Козырева Ольга Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент (Россия) Колпак Евгений Петрович, доктор физико-математических наук, профессор (Россия) Кошербаева Айгерим Нуралиевна, доктор педагогических наук, профессор (Казахстан) Курпаяниди Константин Иванович, доктор философии (PhD) по экономическим наукам (Узбекистан) Куташов Вячеслав Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Кыят Эмине Лейла, доктор экономических наук (Турция) Лю Цзюань, доктор филологических наук, профессор (Китай) Малес Людмила Владимировна, доктор социологических наук, доцент (Украина) Нагервадзе Марина Алиевна, доктор биологических наук, профессор (Грузия) Нурмамедли Фазиль Алигусейн оглы, кандидат геолого-минералогических наук (Азербайджан) Прокопьев Николай Яковлевич, доктор медицинских наук, профессор (Россия) Прокофьева Марина Анатольевна, кандидат педагогических наук, доцент (Казахстан) Рахматуллин Рафаэль Юсупович, доктор философских наук, профессор (Россия) Ребезов Максим Борисович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия) Сорока Юлия Георгиевна, доктор социологических наук, доцент (Украина) Султанова Дилшода Намозовна, доктор архитектурных наук (Узбекистан) Узаков Гулом Норбоевич, доктор технических наук, доцент (Узбекистан) Федорова Мария Сергеевна, кандидат архитектуры (Россия) Хоналиев Назарали Хоналиевич, доктор экономических наук, старший научный сотрудник (Таджикистан) Хоссейни Амир, доктор филологических наук (Иран) Шарипов Аскар Калиевич, доктор экономических наук, доцент (Казахстан) Шуклина Зинаида Николаевна, доктор экономических наук (Россия)

На обложке изображен Доктор Осьминог, настоящее имя — Доктор Осьминог стал одним из самых культовых персо- Отто Гюнтер Октавиус, суперзлодей, в дальнейшем антигерой, нажей в комиксах о Человеке-пауке. При своей первой встрече с появляющийся в комиксах издательства Marvel Comics. Впервые Человеком-пауком Отто избил его настолько ужасно, что Питер упомянут в The Amazing Spider-Man № 3 (июль 1963 года). При- Паркер хотел отказаться от карьеры супергероя. Доктор Ось- думан писателем Стэном Ли и художником Стивом Дитко. Это миног повинен в смерти капитана Джорджа Стейси — отца Гвен высокоинтеллектуальный злой учёный, заклятый враг Чело- Стейси, которая была девушкой Питера Паркера. Отто почти же- века-паука, а также один из умнейших персонажей вселенной нился на тёте Мэй и основал Зловещую шестёрку. В дальнейшем Marvel. На его спине располагаются четыре мощных механиче- Отто Октавиус реорганизовывал свою команду несколько раз. ских щупальца. Одержим целью доказать свою гениальность и убить Человека-паука, однако вступал в конфликты и с другими Во время событий «Предсмертного желания» Отто поме- персонажами Marvel, такими как Железный человек, Халк и Ка- нялся телами с Человеком-пауком, и после последней схватки питан Америка. Питер Паркер в теле Доктора Осьминога погиб. Отто Октавиус переживал все воспоминания Человека-паука и поклялся тво- Родившийся в Нью-Йорке, Отто Октавиус имел трудное рить добро, занимая место своего давнего противника на посту детство. Его отец Торберт — фабричный рабочий, был жесток супергероя в своей собственной серии комиксов The Superior по отношению к Отто и его матери Мэри. Торберт Октавиус Spider-Man и её ответвлениях, в дальнейшем взяв личину Пре- не ценил своего слабохарактерного сына, над которым все из- восходного Осьминога. девались, и требовал от Отто давать сдачи, имея дело с хули- ганами. Мать же старалась оградить маленького Отто от опас- Решив, что классический костюм Человека-паука не соот- ностей и даже запрещала ему иметь отношения с девочками, ветствует образу Превосходного Человека-паука, Отто Ок- считая, что они завидуют гению Отто. Мальчик сосредоточил тавиус поменял цветовую гамму костюма с красно-синего на все свои усилия на учёбе, регулярно получая высшие баллы. Это красно-чёрный, изобрёл новые усовершенствованные линзы, окупилось награждением его университетской степенью. Через добавил острые когти на руках и ногах. Второй вариант костюма год обучения в университете его отец умер из-за несчастного был ещё более далёк от оригинала. В костюме стал преобладать случая на производстве, вследствие чего Отто направил все чёрный цвет, линзы также стали чёрными, Отто Октавиус усо- свои усилия на исследования в области физики. После окон- вершенствовал формулу паутины и веб-шутеры, добавил ком- чания университета Отто Октавиус нашёл себе работу в про- муникаторы на запястья и создал четыре дополнительные ко- ектной фирме. нечности для костюма, которые напоминали паучьи лапы. Отто стал известным и уважаемым специалистом в об- Помимо костюма, доктор Отто Октавиус создал около ты- ласти ядерной физики, изобретателем и преподавателем. Он сячи усовершенствованных паук-ботов, которые должны были проектировал ряд продвинутых механических инструментов, докладывать ему о различных происшествиях в городе. После управляемых через мозговой компьютерный интерфейс, для того как Отто получил от Джеймсона в распоряжение тюрьму помощи в исследовании атомной физики. Инструменты-щу- Рафт, он оборудовал её новейшей технологией и создал там пальца, прикрепленные к его телу при помощи ремней безо- свою супергеройскую базу — Паучий Остров II. пасности, были устойчивыми к радиации, сильными и точ- ными. Во время случайной радиационной утечки, которая В фильме «Человек-паук 2» (2004 г.) роль Доктора Осьми- закончилась сильным взрывом, аппарат был намертво присое- нога исполнил Альфред Молина. динён к телу Отто Октавиуса. Позже было показано, что ради- ация видоизменила его мозг так, что он смог управлять движе- В дополнительных материалах к фильму «Человек-паук 2» нием своих щупалец, используя только свои мысли. Стэн Ли сказал, что Доктор Осьминог — один из его любимых злодеев. Екатерина Осянина, ответственный редактор

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Contents v СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЯ Мизгирев  Е. Л. Водород как топливная альтернатива для Цымлякова  Ю. Д. использования в газотурбинных энергетических Сравнение эмпирических, полуэмпирических установках...................................................21 и теоретической моделей активности равновесия Рагозинников  М. А. «жидкость — пар» на примере бинарной системы Применение полевых приборов при «пентан — ацетон»......................................... 1 исследовании бетонных конструкций в пожарно- технической экспертизе.................................22 ИНФОРМАЦИОННЫЕ Роговицкий  А. С. Инновации в исследованиях по имплементации ТЕХНОЛОГИИ водородных двигателей в газотурбинных энергетических установках............................27 Сергеев  С. М. Роговицкий  А. С. Проблемы механики первого поколения Конструктивная конфигурация газотурбинных блокчейн-игр................................................ 6 энергетических установок на водородном топливе.......................................................29 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Семенов  К. С. Влияние пористости и структурных параметров Белов  М. А. на разные виды диссоциации газогидратов......31 Гибкость использования разных видов топлива Семенов  К. С. в газотурбинных энергетических установках Возобновляемые источники сырья. Биотопливо... в составе судовых энергетических установок....11 34 Белов  М. А. Скорик  Ю. А. Газотурбинные энергетические установки........13 Об освещении рабочих мест как о части Dedov A. S., Kosheva A. V., Tatarkin I. A., производственного процесса..........................37 Sukhoterin  V. A. Устинов Ф. Д., Белов К. И., Мухина С. Д. Impact of the pandemic and development Теплообменный аппарат для prospects to the sphere of the modern газоперекачивающих станций, работающих telecommunications market.............................14 с использованием синтез-газа........................39 Куценко  М. М. Общие сведения о кадастровых работах и их АРХИТЕКТУРА, ДИЗАЙН экономическое обоснование..........................16 И СТРОИТЕЛЬСТВО Куценко  М. М. Анализ современного состояния процесса Терещенко  В. П. по оспариванию кадастровой стоимости на 3D-печать зданий..........................................43 территории России........................................17 Терещенко  В. П. Мизгирев  Е. Л. Использование альтернативных источников Сжиженный природный газ как одна из энергии в сфере современного строительства...45 альтернатив в качестве топлива для судовых Терещенко  В. П. энергетических установок..............................19 Работа древесины в сейсмических районах......47

vi Содержание «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Терещенко  В. П. Technology of processing bottomhole zone Сушка древесины и внутренние напряжения при formation with deflectors................................51 сушке..........................................................49 ЭКОЛОГИЯ ГЕОЛОГИЯ Яргин  С. В. Аль-хамати А., Аль Малави А. Преувеличение последствий повышения Технология обработки призабойной зоны пласта радиационного фона. Часть 2.........................54 с отклонителями...........................................51

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Chemistry 1 ХИМИЯ Сравнение эмпирических, полуэмпирических и теоретической моделей активности равновесия «жидкость — пар» на примере бинарной системы «пентан — ацетон» Цымлякова Юлия Дмитриевна, студент Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) В данной работе описываются способы определения коэффициентов активности изотермической системы пентан — ацетон с помощью полуэмпирического метода расчёта и теоретической модели UNIFAC, а также их сравнение с эмпирическими моделями. Ключевые слова: коэффициент активности, UNIFAC, полуэмпирическая модель, бинарная система. Полуэмпирическая модель Вильсона Наибольшее распространение получила модель «локальных составов» (или «локальных концентраций»). Первое уравнение, ос- тжинчччччааааааааоцццццо еееееэээээмрвнннннвееееекккккаолПППППТТТТТтттттаииииизсссссленооооо.....няяяяятттттоооооненнннннкккккоррррркипппппдддддо.....иаааааую(((((аааааерррррсссссппппплм22222ннннниииии.ииияРРРРнооооо)))))еРнннннсссссрввввваниииилллллиииииатттттныыыыыеееееняяяяяэзссссееееедддддыlllllтылцццццммммммммммnnnnn....еееееоихииииих1111нннннааааайсссссчγγγγγвеееееп....нннннтттттиссссс11111мзйййййаННННаааааыыыыыае/////орппппптттттγγγγγизззззлхххххдоооооооооьььььааааам22222моеммммииииивввввлллллппппполокоооооиииииоооооааааалидаоооо[[[[[тттттжжжжжсссссррррреле11111,ггггииииикйбсссссьааааа,,,,,иииииррррунооооомммммысммммссссстттттлаааатсссссы.....ееееелоооооеее.втттттмммм33333тттттохлллллсссссиааааа]]]]]ррррртттттьььььиммммвйвввввоооооиииииииииннннны ааааасваааавввввзззззыыыыырlllllв ссссссnnnnnуууууегггггеддддмммммииииимγγγγγддрррррррррллллсссссе22222енаааааааааоооооттттт=====сняяяяифффффвввввтттттиеееееfffffохнннннкккккммммм(((((иииииоооовxxxxxвееееелллллккккккыыыыыопппп22222 ннннноооооо1)))))ааааазррррниииииннннн9нэээээпппппзззззц6яяяяяееееееееекккккиаааааррррр4енннннддддсссссквввввВВВВВииииин тттттиииииагееееиииии.ииииитрррррюееееехххххллллВсссссрлллллаааааммммм11111тиииииаиееее=====ьььььппппплцмммммлннннсссссооооо11111оооооиьооооооооотттттлллллиииикооооосйнннннсссссяяяяяаозззззпппппяяяятттттааааакцццццлааааанррррриииии:::::оькккккиииииоппппеееееΛΛΛΛΛмнооооомкккккееееедддддррррып11111нннннйййййооооо.еееее22222ииииоеМаааааэээээллллл=====кккккнфффффввввмяяяяяРРРРРоррррре00000юююююееееифффффндаааааиииии,,,,,кддддеууууут33333тттттииииивввввлролллллееее88888оооооцццццlllllьовяяяяяnnnnnннннйййййииииииииис«,,,,,сγγγγγоннннееееелвтттттlllllΛΛΛΛΛ00000снннннnnnnnо22222яоооооыыыы=====т22222ктттттγγγγγз11111апппппааооооохххх1111111111в==========нлоооооввввв,,,,,ыьппппо99999fffff00000(((((нннннааааан,22222аааасxxxxx,,,,,нкккккооооо33333ы55555 11111ррррреттттт.....ммммм)))))77777хэаиииииааааооооонннннкзииииисвввввммммнвгггггоааааанннннγγγγγррррриосхххххееееооооо00000тсааааавооооотттт22222сссссатммммма=====дддддрррртттттвьляяяяямммммюииииио66666еоооотттттвееееен,,,,,вввв88888кккккэ»тппппп(((((н66666ооооонррррроррррууууе.....мммммысииииииииирррррнпппппесссссгаааахххххоиуууууооооомввввв11111йнннннннннн=====аанннноооооеееееквн00000нннннкккккрзееееаlllllаотттттннннnnnnn11111ниооооос)))))γγγγγаиииимоввввв00000ооооостояяяя11111сссссторррррд=====иииииамВВВВеииииивсссссй,еееее11111ииииутттттсчннннн,,,,,ееееер77777тллллттттттмммммв55555аоььььиииииис77777ыыыыывссссррррртя22222 вооооооооорпппппооииииивввввенннндееееерзоооооннннннγγγγγаааауачччччоттттт00000лп11111ннннниаааааьо=====ыыыыынннннтмапееееее55555(((((трн11111е,,,,,зззззи77777н)))))нннннмг99999ы—————оааааае66666х-------,,,,, Далее рассчитывают уточненные значения приведенных параметров по уравнениям: ΛΛΛΛΛ���������������О���ОΛ������ΛΛΛООО������ДДДД���ДДДДД������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1111122222ааааааааа������������������������������������������������������ттттт���������������������������====2222211111���������������������������ллллллллл���������������������������ссссс������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1111122222еееееееееююююю=========������������������������еееееееее������������������������������������������������������������=====������������====ддддд1111Рнннннрррр++++���������������������������ааааа���������������������������������������������������������������������������������11111���������������1111������������������������������������������������������������������������������22222���������������������������11111������������иаааа������������00000ааааа0000���������������������−−−−−���������������������−−−−���������������������������������������������������ппппп���������������������1111������������сссс������������ххххх1111������������������������������������������������������с���������������2222������������������������������������������������������������������ооооосссс2222���������������������������ооо���������������������������������������������������������������������������������������������������������������((((((((((���.���������������������������������������������������∙∙∙∙чччч������������������ллллл���������������������������11111������������1111ддддд������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1���������������������������������������������������������������ииии������������−−−−−���������������−−−−ууууу2222������������яяяяя(((((((((.чччччΛΛΛΛΛтттт������������������������������������������������������������������������������������ттттт���������������−−−−������������������������������������������������������������������������11111���������������������������������������������������������������������������������������������������������������0100011101���������������Н������������ыыыы���������������11111иииии������������1111122222ззззз������������������������������22222������������������������������������������������������������ммммм������������������������������������������вввв������������+++++ннннн������������((((()))))о++++������������������������������������������������������������111112222аааа,,,,,ааааам−−−−−++++ююююччччч���������������ччч���������������������������������������ΛΛΛΛΛ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������о������������������������������������������������ттттт���������������������������������еееее���������2222���������������11111������������������������11111тттт������������222222222111122222ооооонннннг22222111111111уууу)))))∙∙∙∙риииии)))))������������ΛΛΛΛΛ∙∙∙∙∙������������������������тттт∙∙∙∙������������������������������������������������������������1111яяяяяа���������������оооо���������������������������������������������������������������������11111������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������22222м22222������������чччч11111βββββ)))))=====))))ннннмиииииееее+++++−−−−−00000ннннаlllll,,,,,nnnnn33333���������������нннн������������������������������������������������������������������������������������������������������������д���������������������������γγγγγ������������77777������������������������������������������ыыыы������������ ∙∙∙∙∙iiiii∙∙∙∙л99999ееее���������������ппппп������������������������������������������������������������������я������������������������������������������иииии���������������������������������������������������������������������������������������������2222211111ззззооооонннноΛΛΛΛΛуууууаааап22222рррррчччч11111раааааееее=====вввввеннннннннн00000дииииеееее,,,,,яяяяе33333нннннл11111ппппиииии44444ерррряяяяяниииимммммвввви::::: ееееяддддеееепннннрнннниыыыывххххеппппдааааеррррнааааммммнееееыттттррррхоооопвввв аппппрооооауууумррррааааеввввтннннрееееонннниииивяяяяуммммр:::: авнения Вильсона (1) (1) ((112)) (2) (((122))) (2) (3) ((((33344)))) ((((55344)))) ((554)) ������������������������ = ������������������������12 − ������������������������21 (5) ������������������������1+������������������������12∙������������������������2 ������������������������2+������������������������21∙������������������������1 Таблица 1 Таблица 1

2 Химия «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Рис. 1. Номограмма для определения приведенных параметров уравнения Вильсона Таблица 1. Коэффициенты активности компонентов, рассчитанные по методу Вильсона x1, мол. д. β lnγ1 lnγ2 0,0094 0,669 1,618 0,0002 0,054 0,593 1,446 0,006 0,0887 0,539 1,326 0,015 0,16 0,440 1,107 0,046 0,3741 0,198 0,616 0,223 0,388 0,183 0,590 0,238 0,4721 0,099 0,450 0,344 0,5689 0,003 0,313 0,493 0,6548 -0,088 0,211 0,654 0,7192 -0,161 0,147 0,796 0,7787 -0,235 0,096 0,947 0,9223 -0,457 0,014 1,423

































“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 19 Рис. 2. Результаты рассмотрения исков в судебном порядке за 2020 год — проверяемость итогов определения кадастровой стои- тивную кадастровую стоимость объектов, но на данный момент мости и экономическая обоснованность. кадастровая стоимость объектов недвижимости, а особенно зе- мельных участком вызывает споры, как со стороны собствен- В настоящее время законодательство меняется, вносятся ников и  предпринимателей, так и  со стороны самого государ- корректировки, которые будут повышать уровень использо- ства. вания методик оценки, что позволит получать более объек- Литература: 1. Об оценочной деятельности в Российской Федерации: федер. закон от 29.07.1998 г. №  135-ФЗ [принят Гос. Думой 16 июля 1998 года: одобр. Советом Федерации 17 июля 1998 года] (ред. 02.07.2021 г.). 2. Официальный сайт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и  картографии — Росреестра: URL: https://rosreestr.ru/site/activity/gosudarstvennyy-zemelnyy-kontrolnadzor/ (дата обращения 10.04.2022). 3. Налоговый кодекс Российской Федерации: федер. закон от 31.07.1998 г. №  146-ФЗ [принят Гос. Думой 16 июля 1998 года: одобр. Советом Федерации 17 июля 1998 года] (ред. 26.03.2022 г.). Сжиженный природный газ как одна из альтернатив в качестве топлива для судовых энергетических установок Мизгирев Егор Леонидович, студент Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г. Северодвинске (Архангельская обл.) В настоящей статье представлена краткая характеристика сжиженного природного газа как одной из альтернатив в каче- стве топлива для судовых энергетических установок. Автор также продемонстрировал необходимые технические параметры для применения подобного типа топлива в судостроении. Ключевые слова: судовые энергетические установки, газовая турбина, газотурбинная энергетическая установка, сжиженный природный газ, судостроение. Морские перевозки играют ключевую роль в международной требляемого сектором морского транспорта в последние десяти- цепочке поставок в период быстрого роста международной летия, с ожиданием сохранения этой тенденции в последующие экономики, которая наблюдается с начала XXI века. Более 90% ми- годы. Ископаемое топливо в формах дизельного топлива и мазута ровой торговли осуществляется международным судоходством, считаются в  основном судовым топливом. Однако в  последние причем ежегодно по морю перевозится около 8 млрд тонн товаров годы у топлива, использующегося в судовых энергетических уста- международной торговли. Увеличение количества товаров, пере- новках, были выявлены две основные проблемы, первая из ко- возимых судами, привело к увеличению и количества топлива, по- торых — постоянный рост цен на топливо [3].

20 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Хотя цены за последние двадцать лет находились в колеба- Говоря о  функциональных и  конструктивных характери- тельном паттерне повышения и  снижения, они по-прежнему стиках морских судов с  СПГ в  качестве топлива для судовых находятся на высоком уровне. Ожидания экономистов ука- энергетических установок, можно сказать, что СПГ хранится зывают на то, что цены будут продолжать расти, что, соответ- в качестве топлива на борту судов в цилиндрическом криогенном ственно, привело к тому, что фактор стоимости топлива стал резервуаре, изготовленном из специального армированного пла- еще более значительным в общей стоимости эксплуатации ко- стика с пределом прочности на растяжение 1029 МПа. Стенки ре- рабля. Вторая проблема — выбросы судов, поскольку за по- зервуара изготовлены таким образом, что он может выдержи- следние десятилетия выбросы в атмосферу с судов стали пред- вать давление от 0,3 до 10 бар, храниться СПГ при температуре метом повышенного внимания во всем индустриальном мире. –162 °C, а плотность составляет 0,450 т/м3 при 1 бар. Резервуары Хотя реальный уровень загрязнения морского воздуха не ясен, для хранения всегда имеют двойные стенки с чрезвычайно эф- вклад судов в  глобальные выбросы можно приблизительно фективной изоляцией между ними. Изоляция, какой бы эффек- обозначить в следующих пределах: оксиды азота [NOx] — 10– тивной она ни была, сама по себе не удержит температуру СПГ 20%. углекислый газ [CO2] — 2–4%. оксиды серы [SOx] — 4–8%. на низком уровне, вследствие чего СПГ хранится как «кипящий Чтобы минимизировать вышеприведенные проблемы, было криоген», то есть это очень холодная жидкость при температуре проведено множество исследований, чтобы представить прак- кипения для того давления, при котором он хранится [3]. тические решения, и  одним из таких решений является ис- пользование альтернативного топлива вместо ископаемого Для бункеровки и  трубопроводов судов, работающих на топлива. Основные альтернативные типы судового топлива СПГ, как правило, газопроводы не должны проходить через можно найти в двух формах: жидкое топливо, включая этанол, жилые помещения, служебные помещения или помещения метанол, биожидкое топливо и биодизель, и газообразные то- управления. Любая газовая труба, проходящая через закрытое плива, включая пропан, водород и природный газ. Несмотря на пространство на корабле за пределами машинного отделения, то, что все эти виды топлива более экологичны, чем ископаемое должна быть расположена внутри двойной трубы или возду- топливо, некоторые из них по-прежнему трудно широко при- ховода с  механической вентиляцией под давлением, обеспе- менять на борту судов из-за низкого содержания энергии, на- чивающей 30 воздухообменов в  час, и  системами обнаруже- пример, метанол и этанол. Сравнение этих типов показывает, нием газа. Размер воздуховода должен выдерживать давление, что и водород, и природный газ считаются лучшими альтерна- возникающее при разрыве трубы. Для трубопровода низкого тивами применению на борту судов, особенно с точки зрения давления (макс. 10 бар) размер воздуховода должен быть рас- решения экономических и экологических проблем [2]. считан на расчетное давление не меньше, чем у газовой трубы. Также при использовании сжиженного природного газа в ка- Так, природный газ представляет собой газообразное ис- честве топлива для судовых энергетических установок, необ- копаемое топливо, основным компонентом которого явля- ходимо обеспечить соответствующий уровень безопасности. ется метан. С  точки зрения доступности за последние десять Так, основная проблема безопасности при подаче газа на судно лет мировое производство природного газа показывает еже- будет заключаться в ограничении и контроле мест, где он может годный рост на 3,2%, а мировое потребление составляет 3,05%, присутствовать, принимая во внимание, что воспламенение что указывает на то, что устойчивость природного газа выше, не может произойти, если природный газ не смешан в соотно- чем у традиционного жидкого топлива — дизельного топлива. шении от 5,3% до 14% с воздухом [2]. Согласно нынешним ценам на топливо, цена природного газа в  долларах США, который дает такую же энергию от сырой Таким образом, можно сделать вывод, что природный газ, нефти, почти равна половине цены на сырую нефть — это оз- как топливо, хорошо зарекомендовал себя в секторе городского начает, что использование природного газа в  качестве источ- транспорта и  электроэнергетики, и  данная технология может ника топлива для транспортного сектора, в том числе морского, быть передана в эксплуатацию в отрасль судоходства благодаря будет менее затратным, чем использование традиционного то- наличию перспективных двигателей, систем и технической по- плива из сырой нефти [1]. мощи. Быстрый рост спроса на природный газ как на мировой источник энергии заставляет всех, кто интересуется источни- Природный газ, в  целом, является чрезвычайно важным ками энергии, экономикой и загрязнением окружающей среды, источником энергии для снижения загрязнения и поддержания продвигать эту новую технологию вперед, чтобы увеличить чистой и  здоровой окружающей среды. Основными продук- возможность ее использования во всех судовых энергетических тами сгорания природного газа являются углекислый газ и во- установках в более безопасной форме, особенно в области судо- дяной пар. Сам по себе природный газ можно найти на борту ходства. Соображения безопасности при использовании при- судов в  трех формах: газ, жидкость  [сжиженный природный родного газа в качестве основного топлива на борту судов счи- газ, СПГ] и сжатый природный газ. В судоходной отрасли СПГ таются одним из факторов, влияющих на переход с дизельного десятилетиями известен как товар, перевозимый большими топлива на природный газ. Поскольку природный газ считался танкерами по всему миру. Недавно ряд компаний впервые при- более чистым топливом с более высоким содержанием энергии, менили СПГ в  качестве топлива, особенно для судов, выпол- это сделало его более подходящим для всех судовых энергети- няющих регулярные каботажные перевозки. Так, считается, ческих установок, таких как дизельные двигатели, паровые тур- что через 5–10 лет большинство судов, привлекаемых для ка- бины и газовые турбины. ботажных перевозок, будут использовать СПГ в качестве судо- вого мазута [1]. В тех случаях, когда газовая турбина на судне в  качестве функционала энергетической установки наносит наименьший

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 21 вред окружающей среде среди традиционных морских элек- зование судовых газовых турбин, работающих на природном тростанций, основным преимуществом использования при- газе, ограничено такими типами судов, как перевозчики сжи- родного газа в качестве топлива для судовой газовой турбины женного природного газа, использующие систему отпарных является экономическая выгода за счет использования более газов, а  также высокоскоростные пассажирские суда, работа- дешевого топлива, чем флотский мазут. Но до сих пор исполь- ющие на коротких дистанциях маршрутов плавания. Литература: 1. Brun K, Kurz R. 2020. Myth: Gas turbines do not belong on commercial ships [Электронный ресурс]. URL: https://www.camfil. com/en/insights/energy-and-power-systems/mythbuster-gas-turbines-in-ships (дата обращения: 24.06.2022). 2. Elgohary MM, Seddiek IS. 2012. Comparison between Natural Gas and Diesel Fuel Oil Onboard Gas Turbine Powered Ships. JKAU Marine Science 23(2):109–127. 3. Elgohary MM. 2013. Overview of past, present and future marine power plants. Journal of Marine Science and Application 12(2): 219–227. Водород как топливная альтернатива для использования в газотурбинных энергетических установках Мизгирев Егор Леонидович, студент Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г. Северодвинске (Архангельская обл.) В настоящей статье представлена краткая характеристика водорода как топливной альтернативы для использования в га- зотурбинных энергетических установках, что включает в себя общее описание водорода как топлива, а также необходимые кон- струкционные характеристики для его применения в качестве топливной структуры в газотурбинных энергетических установках. Ключевые слова: судовые энергетические установки, газовая турбина, газотурбинная энергетическая установка, водород, су- достроение. Вапреле 2018  года Международная морская органи- массовой энергии он превосходит флотский мазут  [в насто- зация  [рус. ИМО] поставила амбициозные цели в  резо- ящее время основной вид топлива в газотурбинных энергети- люции MEPC.304(72) Комитета по защите морской среды [англ. ческих установках] в 2,8 раза, а спирты в пять-шесть раз. Следо- MEPC] по обезуглероживанию мирового флота. Стратегия вательно, водородное топливо может повысить эффективность ИМО включает первоначальные цели по сокращению средних коэффициента полезного действия двигателя и  помочь сни- выбросов углекислого газа  [CO2] на одну транспортировку зить удельный расход топлива. Однако в объемном отношении по сравнению с  уровнями 2008  года как минимум на 40% из-за более низкой объемной плотности энергии жидкому во- к 2030 году и на 70% к 2050 году. Эти цели также направлены дороду может потребоваться в четыре раза больше места, чем на сокращение общего годового количества выбросов парни- флотскому мазуту, или примерно в два раза больше места, чем ковых газов от судоходства по крайней мере на 50% к 2050 году, сжиженному природному газу [СПГ], для эквивалентного коли- вследствие чего многие технологические инновации рассма- чества переносимой энергии. Также важно учитывать при срав- триваются для сокращения выбросов углерода от судоходства, нении энергии топлива и требуемых объемов энергоэффектив- одной из которых является использование водорода в качестве ность потребителя, или потери электроэнергии в  топливных топлива в судовых энергетических установках. Именно водород элементах [1]. Правда, для всех видов судового топлива могут был определен как топливо с низким или нулевым содержанием потребоваться дополнительные объемы топлива, чтобы ком- углерода, которое может помочь достичь цели ИМО по сокра- пенсировать потери эффективности между мощностью бака щению выбросов парниковых газов к 2050 году, так как он пред- и мощностью выходного вала. Помимо этого, для сжижения во- лагает судовладельцам и операторам вариант топлива с низким дорода требуются низкие температуры ниже –253 °, причем из-за содержанием углерода и низким уровнем выбросов для потен- этой очень низкой температуры требуемый объем для хранения циального использования в двигателях внутреннего сгорания жидкого водорода может быть даже выше, если учитывать необ- и топливных элементах [2]. ходимые слои материалов или вакуумную изоляцию для крио- генного хранения и других структурных устройств [3]. Водород характеризуется самым высоким содержанием энергии на массу среди всех видов химического топлива и со- Водород также может храниться в других материалах, таких ставляет 120,2 МДж/кг по сравнению с  другими видами су- как гидриды металлов, и этот метод хранения связывает водород дового топлива [метан — 48 МДж/кг, этан — 47,8 МДж/кг, ме- с  металлическими сплавами в  пористой и  рыхлой форме при танол — 19,9 МДж/кг, флотский мазут — 42,7 МДж/кг]. По умеренном давлении и нагреве. Затем водород извлекают путем

22 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. снятия давления и тепла, но несмотря на технологическую осу- ного природного газа обычно может состоять из комбинации ществимость и безопасность, металлгидридные и другие методы 20% водорода и 80% сжатого природного газа. Смеси водорода хранения водорода в твердых материалах могут быть неэффек- с природным газом, скорее всего, будут использоваться для вы- тивным решением для хранения водорода на борту судов. Также работки электроэнергии на суше в  газовых турбинах, вслед- стоит отметить, что из-за проблем, связанных с хранением при ствие чего в судовых энергетических установках такое приме- низкой температуре или высоком давлении, водород можно нение не может быть инициировано. Интересно отметить, что альтернативно переносить с  другими веществами, такими как водород также может сжигаться совместно с  дизельным то- аммиак или метанол — эти виды топлива могут потребовать пливом, и в зависимости от используемых пропорций для со- меньше энергии, чем требуется для охлаждения сжиженного во- кращения выбросов оксидов азота [NOx] может потребоваться дорода или для сжатия газообразного водорода [2]. Некоторые использование технологий доочистки выхлопных газов. По- топливные элементы могут потреблять аммиак, метанол или мимо этого, для достижения оптимальных характеристик дви- другое топливо-носитель водорода путем риформинга и извле- гателя могут потребоваться другие незначительные изменения чения водорода из топлива с  использованием внутренних ри- в системе синхронизации и управления двигателем [3]. формеров. Однако эти технологии могут потребовать более высоких затрат энергии на гидрирование и преобразование то- Таким образом, хотя водород еще не получил широкого при- плива и, следовательно, могут привести к менее эффективному менения в качестве топлива в морской промышленности в су- производству электроэнергии, чем удержание и потребление чи- довых энергетических установках, с  несколькими пилотными стого водорода в топливных элементах [3]. проектами он уже применяется в наземных целях. Также стоит отметить, что Международная морская организация пока что Водород и водородное топливо-носитель чаще всего потре- не установила международных требований для будущего ис- бляются в топливных элементах для выработки электроэнергии пользования водорода в качестве топлива на морских судах, од- с нулевым уровнем выбросов, независимо от того, каким спо- нако некоторая информация, правила и  нормы, касающиеся собом был произведен водород. Существует множество за- наземного его использования, уже упоминаются в резолюции вершенных и  продолжающихся исследований топливных MSC.420(97). К  ним относятся меры безопасности, способы элементов, в первую очередь для оценки и повышения энерго- транспортировки и стандартные процедуры производства во- эффективности топливных элементов. Существует несколько дорода. Помимо этого, существуют различные ссылочные типов топливных элементов с различными эксплуатационными нормы и правила для стандартов на водородные компоненты и стоимостными компромиссами, включая щелочные или твер- и конструкции оборудования, нормы пожарной безопасности дооксидные топливные элементы, но в целом они потребляют и другие нормы безопасности, относящиеся к водороду, а также водород и кислород, вырабатывая тепло, воду и электричество. общие нормы или стандарты безопасности, включающие во- дород. Однако, в связи с отсутствием даже пилотных проектов Говоря о  применении в  газотурбинных энергетических по использованию водорода в  судовых энергетических уста- установках, смеси водородного топлива могут состоять из во- новках, международная регламентация данного процесса пока дорода, смешанного с  совместимым топливом. Наиболее рас- что приостановлена, хотя многие исследователи склоняются, пространенными являются смеси водорода и  сжиженного что в будущем именно водород может стать топливом будущего природного газа, которые могут снизить выбросы выхлопных для морских судов. газов и выбросы парниковых газов. Смесь водорода и криоген- Литература: 1. Злобин В. Г., Верхоланцев А. А. Газотурбинные установка. Часть 1. Тепловые схемы. Термодинамические циклы: учебное пособие / В. Г. Злобин. ВШТЭ СПбГУПТД. — СПб, 2020. — 114 с. 2. Gohary ME, Seddiek IS. 2019. Utilization of alternative marine fuels for gas turbine power plant onboard ships. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 5(1):21–32. 3. Hydrogen as a marine fuel. 2021. American Bureau of Shipping [Электронный ресурс]. URL: https://maritimecyprus.com/wp-con- tent/uploads/2021/06/ABS-hydrogen-as-marine-fuel.pdf (дата обращения: 24.06.2022). Применение полевых приборов при исследовании бетонных конструкций в пожарно-технической экспертизе Рагозинников Максим Алексеевич, студент магистратуры Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России В статье рассмотрены вопросы применения полевых инструментальных методов исследования бетонных конструкций для целей пожарно-технической экспертизы. Также приведены примеры современных приборов и оборудования, применяемых для данной

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 23 цели в практике деятельности ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Калининградской области, кратко описана методика проведения испы- таний, определены задачи для проведения дальнейших исследований. Ключевые слова: пожарно-техническая экспертиза, безопасность, защита, пожар, инструментальные методы, ультразву- ковая дефектоскопия. Зачастую причиной гибели людей во время пожаров и  вы- не удавалось измерять такой объем компонентов за столь ко- сокого ущерба является обрушение строительных кон- роткое время, как это делается в  настоящее время, при этом струкций зданий и  сооружений. Как указывают Л. В. Дашко, программное обеспечение, выполняющее функции экспертной Г. В. Плотникова, Ф. В. Гольчевский, «в результате воздействии системы, оказывает помощь при оценке результатов изме- высоких температур при пожаре, происходит изменение фи- рений. Поэтому одним из направлений совершенствования зико-механических свойств строительные материала и  кон- уже существующих методик применяемых при исследовании струкций в  целом. При производстве пожарно-технической пожаров является разработка специального программного обе- экспертизы и  определении очага пожара и  путей его распро- спечения, позволяющего проводить обработку аналитической странения зачастую необходимо определить температуру на информации с учетом специфики работы судебно-экспертных участках, поврежденных в  результате теплового воздействия учреждений. пожара строительных конструкций. Одним из самых распро- страненных строительных материалов является бетон. По- Рассматривать различные полевые методы, применяемые скольку бетон является композиционным материалом, его по- при исследовании пожаров целесообразно в привязке к тем ма- ведение при нагреве зависит от поведения цементного камня, териалов, для исследования которых они в  основном приме- наполнителя и их взаимодействия» [5]. няются, с описанием методик анализа, включая способы обра- ботки получаемой информации. Основной задачей пожарно-технической экспертизы бе- тонных конструкций является исследование технологических, Прежде всего, необходимо рассмотреть физико-химические технических, организационных и иных причин и условий воз- процессы, лежащие в  основе формирования очаговых при- никновения, характера протекания пожара и его последствий, знаков. установление материального ущерба от пожара. Часто для ре- шения данной задачи необходимо применять различные ин- На сегодняшний день основными инструментальными ме- струментальные методы исследования. тодами исследования бетонных конструкций после пожара яв- ляются: ультразвуковая дефектоскопия (УЗД), рентгенофлу- Сегодня область развития инструментальных методов про- оресцентный анализ (РФА), также хорошо известны метод исходит поразительно быстрыми темпами, они приобретают Архимеда и метод термического анализа. все более сложное оснащение, что значительно расширяет их перспективы использования. Появление новых технологий ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Калининградской области ос- в сферах получения и обработки аналитической информации, нащена приборами для исследования широкого класса мате- требует постоянного совершенствования методов и  методик, риалов: неорганических строительных материалов; холодно- в том числе, используемых судебно-экспертными учреждениям деформированных металлических изделий и  конструкций; Федеральной противопожарной службы МЧС России при ис- окалины на металлических объектах; деревянных конструкции следовании пожаров. Многие методы в настоящее время могут и предметов; отложений копоти на конструкциях и предметах; быть реализованы непосредственно на месте нахождения под- а  так же поиска места локализации остатков горючей жид- лежащего исследованию образца, а  результат анализа выда- кости и их предварительной классификации. Имеющееся обо- ется в реальном времени. Можно говорить о тенденции к пере- рудование объединено в  многофункциональный приборный ходу на методы измерения, действующие в реальном масштабе комплекс модульного типа для инструментального обеспе- времени. Внедрение современных портативных аналитиче- чения работы пожарно-технического эксперта на месте пожара ских приборов взамен существующих лабораторных — одно «ПИРЭКС». из основных направлений совершенствования методик по- жарно-технической экспертизы. Расширение возможности Одним из методов исследования бетонных конструкций получения объективной информации об изменении свойств в практике ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Калининградской области конструкций и материалов под воздействием тепла пожара не- при производстве пожарно-технической экспертизы является посредственно на месте происшествия способствует сокра- ультразвуковая дефектоскопия, которая основана на изме- щению времени на проведение экспертных исследований и по- рении интервала времени, за который ультразвуковой импульс вешению достоверности выводов об очаге и причине пожара. проходит по бетону от передающего преобразователя к прием- ному. Скорость прохождения ультразвука по конструкции на- Если еще недавно на месте пожара применялись в основном прямую зависит от состояния бетона. Под воздействиями вы- методы неразрушающего контроля, основанные на исследо- соких температур в условиях пожара происходит разрушение вании физических свойств материала, то в настоящее время по- бетонной конструкции и,  следовательно, скорость прохож- является все больше различных сложных аналитических пор- дения ультразвуковых волн замедляется [10]. тативных приборов, позволяющих оценить химический состав материала. В сфере инструментальной аналитики еще никогда Прибор, позволяющий производить данные замеры называ- ется «Ультразвуковым дефектоскопом» (рис. 1). Прибор предназначен для оценки свойств и дефектоскопии твердых материалов по времени и скорости распространения

24 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Рис. 1. Ультразвуковой дефектоскоп ПУЛЬСАР 2.1 ультразвуковых (УЗ) импульсов при поверхностном и сквозном Для исследований железобетонных конструкций после по- прозвучивании. Прибор позволяет выявлять дефекты, опреде- жара могут быть использованы и более сложные приборы, на- лять прочность, плотность и модуль упругости строительных пример прибор ультразвукового зондирования «УЗ‑01-ЭП», материалов, а также звуковой индекс абразивов по предвари- входящий в  комплекс «ПирЭкс». В  его состав входят: низко- тельно установленным градуировочным зависимостям данных частотный ультразвуковой дефектоскоп УД2Н-ПМ (рисунок параметров от скорости распространения УЗ импульсов. 2), «шаблон» с преобразователями (ручка с двумя ультразвуко- выми датчиками с конусообразными наконечниками) и штанга. Работа прибора основана на измерении времени прохож- Кроме того, в комплекте прибора имеется специальный датчик дения ультразвукового импульса в  материале изделия от из- для измерения скорости ультразвуковой волны по глубине бе- лучателя к приемнику. Скорость ультразвука вычисляется де- тонной конструкции. лением расстояния между излучателем и  приемником (база прозвучивания) на измеренное время. Для повышения досто- Основными частями дефектоскопа УД2Н-ПМ являются ге- верности в  каждом измерительном цикле автоматически вы- нератор сигналов и жидко-кристаллический индикатор (экран), полняется 5 измерений и результат формируется путем их ста- на котором отображаются: зондирующий импульс, сигнал про- тистической обработки с  отбраковкой выбросов. Оператор шедший через материал (эхо-сигнал), селектирующий импульс выполняет серию измерений (в серии можно задать от 1 до 10 (строб), используемый для измерения интервалов времени. измерений), которая также подвергается математической об- работке с отбраковкой выбросов и определением среднего зна- Для выполнения измерений необходимо выбрать пара- чения, коэффициента вариации, коэффициента неоднород- метры работы: усиление, скорость сканирования и т. д. ности. Возможны варианты прозвучивания со смазкой и  сухим контактом (конусные насадки) (рис. 3). Рис. 2. Низкочастотный ультразвуковой дефектоскоп УД2Н-ПМ

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 25 Рис. 3. Варианты прозвучивания Прибор осуществляет запись принимаемых УЗ импульсов, В результате пожара в здании или помещении могут возни- имеет встроенные цифровые и аналоговые фильтры, улучша- кать вторичные очаги пожара или находиться места с сосредо- ющие соотношение «сигнал-шум». Пользователь имеет воз- точенной пожарной нагрузкой. Эти факторы могут осложнить можность вручную изменять усиление измерительного тракта. работу сотруднику СЭУ ФПС ИПЛ в вопросе определения ис- тинного (первичного) очага пожара (рис. 4, b). В качестве примера в  научной статье Мануйлова В. В.  [8] представлено помещение, в котором стены выполнены из желе- На рынке выпускаемой продукции имеются достаточно зобетона или бетонных блоков. Очаг пожара расположен в углу много различных модификаций аналогов данных приборов помещения. Если пожарная нагрузка в помещении размещена в различных конструктивных исполнениях, но со схожим прин- равномерно и горючие материалы имеют одинаковые пожаро- ципом работы и,  следовательно, подходящих для проведения опасные свойства, то сотруднику СЭУ ФПС ИПЛ методом уль- исследований для целей пожарно-технической экспертизы. тразвуковой дефектоскопии не составит труда определить очаг пожара в помещении (рис. 4, a). Следующим методом исследования бетонных конструкций в  практике деятельности ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Калинин- Рис. 4. Распределение коэффициента K в помещении пожара с равномерно распределенной пожарной нагрузкой (а) и с сосредоточенной пожарной нагрузкой (b) [8]

26 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. градской области при производстве пожарно-технической экс- пропорционально их концентрации в образце. Данный метод по- пертизы является рентгенофлуоресцентный анализ, который зволяет определять степень термических поражений материалов основан на анализе спектров, который получается методом воз- путем сравнения составов исследуемых образцов [6]. действия на материал при исследовании рентгеновскими лучами. При облучении образца мощным потоком излучения возникает Подходящим оборудованием для проведения исследований характеристическое флуоресцентное излучение атомов, которое бетонных и  железобетонных конструкций является порта- тивный спектрометр NITON XL2 (рис. 5). Рис. 5. Спектрометр NITON XL2 Niton XL2 гарантирует вам быструю и точную проверку ме- римента, одновременное получение нескольких характеристик таллического сплава для обеспечения качества. Благодаря стан- материала, быстрое снятие информации, возможность автома- дартной встроенной фотокамере для точного позиционирования тизации при обработке данных, использование малого количе- области анализа, анализатор XL2 обеспечивает немедленный, не- ства вещества, что позволяет сохранить вещественное доказа- разрушающий элементный анализ материалов сплавов от титана тельство. до никеля, а также анализ бродяжных и микроэлементов. Перечисленные полевые методы и  приборы при исследо- Прибор малогабаритный, что позволяет применять его не- вании бетонных конструкций в практике деятельности ФГБУ посредственно в полевых условиях при исследовании объектов СЭУ ФПС ИПЛ по Калининградской области при производ- пожарно-технической экспертизы. стве пожарно-технической экспертизы позволяют осущест- влять оценку термических поражений материалов и  широко Также одним из методов исследования бетонных кон- применяются при проведении исследований материалов. На струкций в  пожарно-технической экспертизе является метод сегодняшний день нет комплексного наиболее информатив- термического анализа, который направлен на фиксацию физи- ного метода исследований, подходящего для работы в полевых ко-химических свойств веществ в  процессе термических воз- условиях при исследовании бетонных конструкций, поэтому действий на исследуемый образец. данные методы могут применяться как по-отдельности, так и взаимно дополнять друг друга. Термический анализ имеет ряд преимуществ перед дру- гими методами исследований — гибкость постановки экспе- Литература: 1. Федеральный закон от 22.07.2008 N123-ФЗ (ред. от 30.04.2021) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» 2. Федеральный закон от 21.12.1994 N69-ФЗ (ред. от 16.04.2022) «О пожарной безопасности» 3. Федеральный закон от 31.05.2001 N73-ФЗ (ред. от 01.07.2021) «О государственной судебно-экспертной деятельности в Рос- сийской Федерации» 4. Приказ Минюста России от 27.12.2012 N237 (ред. от 28.12.2021) «Об утверждении Перечня родов (видов) судебных экс- пертиз, выполняемых в  федеральных бюджетных судебно-экспертных учреждениях Минюста России, и  Перечня экс- пертных специальностей, по которым представляется право самостоятельного производства судебных экспертиз в фе- деральных бюджетных судебно-экспертных учреждениях Минюста России» (Зарегистрировано в  Минюсте России 29.01.2013 N26742)

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 27 5. Дашко Л. В., Плотникова Г. В., Гольчевский В. Ф. Экспертные пожарно-технические исследования строительных матери- алов зданий при установлении очага пожара // Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. 2014. №  4 (71). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekspertnye-pozharno-tehnicheskie-issledovaniya-stroitelnyh-materialov-zdaniy-pri-ustanov- lenii-ochaga-pozhara (дата обращения: 28.06.2022). 6. Дашко, Л. В. Экспертное исследование цементного камня после высокотемпературного воздействия  / Л. В. Дашко, В. Д. Синюк, Г. В. Плотникова // Пожаровзрывобезопасность. — 2015. — Т. 24, №  12. — С. 22–32. 7. Зернов С. И. Задачи пожарно-технической экспертизы и методы их решения: Учеб. пособие / С. И. Зернов; М-во внутр. дел Рос. Федерации. Гос. учреждение «Экспертно-криминалист. центр М-ва внутр. дел Рос. Федерации». — М.: ГУ ЭКЦ МВД России, 2001. — 199 с. 8. Мануйлов В. В. Ультразвуковой метод исследования железобетонных конструкций после пожара // Безопасность техно- генных и природных систем. 2018. №  3–4. URL: https://cyberleninka.ru/ (дата обращения: 29.06.2022). 9. Пожарно-техническая экспертиза: учебник / М. А. Галишев, Ю. Н. Бельшина, Ф. А. Дементьев и др. — СПб.: С. — Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2014. — 53 с. 10. Сикорова, Г. А. Изучение возможности использования метода ультразвуковой дефектоскопии для исследования стальных изделий в целях пожарно-технической экспертизы / Г. А. Сикорова // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. — 2016. — Т. 2, №  1 (7). — С. 323–325. 11. Соколова, А. Н. Инструментальные методы исследования места пожара/А. Н. Соколова, И. Д. Чешко // Пожарная безопас- ность. — 2012. — №   4. — С. 86–89 12. Чешко, И. Д. Анализ экспертных версий возникновения пожара. В 2-х книгах. Кн. 2 / И. Д. Чешко, В. Г. Плотников. — СПб: Береста, 2012. — 364 с. Инновации в исследованиях по имплементации водородных двигателей в газотурбинных энергетических установках Роговицкий Артем Сергеевич, студент Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г. Северодвинске (Архангельская обл.) В настоящей статье представлена краткая характеристика инноваций в исследованиях по внедрению в практическое исполь- зование водородных двигателей в газотурбинных энергетических установках. Автор привел примеры трех коммерческих проектов, нацеленных на популяризацию водорода в качестве топливного элемента в судовых энергетических установках. Ключевые слова: судовые энергетические установки, газовая турбина, газотурбинная энергетическая установка, водород, су- достроение. Еще одним ресурсом, который, как считается, станет то- Так, успешные результаты пилотных проектов по вне- пливом будущего на десятилетия, в  особенности для от- дрению водорода, как топлива будущего для судовых энерге- расли мореплавания, является газообразный водород. Научные тических установок, необходимы, чтобы доказать морской от- исследования по использованию водорода на транспорте нача- расли, что можно управлять работой систем транспортировки, лись вскоре после первого нефтяного кризиса во второй поло- доступности, использования и заправки водородного топлива. вине XX века. Многие производители приступили к разработке В связи с этим ниже будут рассмотрены различные текущие или программ по выпуску автомобилей, которые могли бы работать предстоящие отраслевые пилотные проекты, а  разнообразие на водородном топливе в  двигателях внутреннего сгорания. механизмов и типов суден является результатом компромисса В настоящее время в США действуют национальные программы между требуемой мощностью судна, дальностью хода, выпол- по разработке водородных систем, особенно для топливных няемыми технологическими операциями, размером, эффек- элементов, для преодоления любых проблем, связанных со сго- тивностью, наличием топлива и общим знакомством с различ- ранием [3]. Сгорание водорода в двигателях внутреннего сго- ными новыми или гибридными технологиями: рания было и  остается предметом многих исследовательских программ во многих странах. Как и в случае с природным газом, 1. Морское судно с нулевыми выборами Golden Gate на во- основные проблемы, связанные с применением водорода в дви- дородных топливных элементах, США. гателях внутреннего сгорания, включают детонацию двигателя. Однако многие исследования сейчас «ушли» в  сферу приме- Первое судно в  США, работающее на водородных то- нения водорода в качестве топлива и в морских энергетических пливных элементах, должно быть спущено на воду в  конце установках. 2022 года в США в районе залива Сан-Франциско для работы в  качестве пассажирского парома. Проект был инициирован компанией Golden Gate Zero Emission Marine [англ. GGZEM],

28 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. ныне известной как Zero Emission Industries после технико-э- Данное судно спроектировано на топливных элементах с воз- кономического обоснования водородного парома модели SF- можностью работы на нем до двух недель, ведением технологи- BREEZE2018 года, прототип которого лег в основу рассматри- ческих операций с нулевым уровнем выбросов, достигнутые за ваемого судна  [1]. 21-метровый катамаран Water-Go-Round, счет реализации в ближайшем будущем передовых разработок переименованный в  Switch, будет работать с  использова- для хранения водорода и технологии топливных элементов. Для нием протонообменных мембранных топливных элементов более дальних рейсов конструкция судна включает дизель-э- с  242-килограммовыми баками со сжатым водородом, хра- лектрические энергетические установки, работающие на ди- нящимися на верхней части надстройки, и  использовать ба- зельном топливе с низким содержанием серы [4]. тареи емкостью 100 кВт∙ч для работы с  пиковыми и  пере- менными нагрузками. Ожидается, что топлива хватит на два Блоки топливных элементов Nedstack с  протонообменной полных дня паромной переправы с  расчетной скоростью 22 мембраной, расположенные в отдельном машинном отделении узла. Данный проект призван показать, что технология соз- на борту, должны обеспечивать 2 МВт из общей установленной дания и  экономичность морского судна, работающего на во- бортовой мощности 7,5 МВт. Водородное топливо на борту дороде, осуществимы, поскольку в  районе залива растет до- должно храниться в герметичных контейнерах, которые пере- ступность промышленного водорода для заправки бортовых мещаются с помощью обычных кранов, и которые могут быть баков. Гибридный электрический паром будет способствовать дозаправлены уже в пути при необходимости. Ожидается, что нулевому уровню выбросов и бесшумной работе, что приведет модульные топливные контейнеры можно будет заправлять к  повышенной экономической эффективности и  снижению на любом объекте производства водорода, что обеспечит гло- вреда окружающей среде [1]. бальные возможности обслуживания, где бы ни находились промышленные предприятия. Когда сама технология и  бе- 2. BeHydro Englines и Hydroville CMB Tech, Бельгия. реговая бункерная инфраструктура станут доступными, мо- В 2017  году в  Бельгии был спущен на воду паром Hydro- дульные решения для хранения водорода под давлением могут ville как первое в мире пассажирское судно, работающее на во- быть заменены интегрированными резервуарами для сжи- дороде, принадлежащее CMB Tech. Hydroville оснащен двух- женного водорода, что позволит не только хранить примерно топливным водородно-дизельным двигателем. Двигатель в три раза больше водородного топлива на борту, но и увели- BeHydro, разработанный совместным предприятием CMB Tech, чить рабочий диапазон рейсов с  нулевым уровнем выбросов. доступен с  6, 8  [рядным расположением], 12 или 16 цилин- Данная технология заправки топлива с нулевым уровнем вы- драми для обеспечения диапазона выходной мощности от 1000 бросов дополняется другими решениями по повышению эф- до 2670 кВт. Выбросы оксидов азота [NOx], производимые этой фективности судов Ulstein, включая конструкционное решение системой сгорания, снижаются до требуемых пределов с  по- X-Bow® для хранения бортовых аккумуляторов, а также методы мощью технологии селективного каталитического восстанов- управления и восстановления энергии, что позволит в будущем ления. В связи с этим комбинация системы сжигания водорода способствовать развитию применения водорода в качестве то- и  технологии доочистки позволяют судну достичь почти ну- плива в газотурбинных энергетических установках [4]. левых выбросов, что благоприятно для нивелирования атмос- ферного загрязнения. Однако одним из ограничивающих фак- Таким образом, ожидается, что по мере накопления опыта торов для применения на борту судна является необходимая в пилотных проектах по внедрению топлива на водороде в га- емкость топливного бака  [2]. Помимо этого, CMB Tech рабо- зотурбинные энергетические установки, водород будет исполь- тает над развитием других малых судов с двухтопливным водо- зоваться в  морской промышленности в  качестве предпочти- родно-дизельным двигателем, в том числе паром Hydrobingo на тельного экологически чистого топлива. В отличие от судового 80 человек, который был спущен на воду в Японии в 2021 году, топлива на основе ископаемых источников, которое экспор- судно для обслуживания ветряных электростанций Hydrocat, тируется из богатых ресурсами стран в  другие страны мира, которое тоже было спущено на воду в середине 2021 года, и Hy- производство водорода в  любой стране может обеспечить drotug, который будет спущен на воду в середине 2022 года для энергонезависимую экосистему. По этой причине многие на- обслуживания порта Антверпена в Бельгии. циональные правительства, как, например, Австралии, Японии 3. Морское вспомогательное судно Ulstein SX190 с нулевыми и  США разрабатывают планы по включению его в  стратегии выбросами. энергетического развития, что, в свою очередь, может помочь В 2019 году компания Ulstein Design & Solutions опублико- ускорить темпы глобального производства водорода, включая вала проект морского судна с использованием технологии то- доступный водород для судового топлива. Подобное позволит пливных элементов Nedstack. В  проекте утверждается, что не только создать энергетическую независимость морской от- судно нового поколения может быть построено к  2024  году. расли, но также и благоприятно отразится на общеглобальной экологии. Литература: 1. AAM+ Switch — world’s first commercial vessel powered 100% by hydrogen fuel cells [Электронный ресурс]. URL: https://www. allamericanmarine.com/hydrogen-vessel-launch/ (дата обращения: 24.06.2022). 2. Chambers S. 2020. CMB debuts latest hydrogen-powered engine [Электронный ресурс]. URL: https://splash247.com/cmb-de- buts-latest-hydrogen-powered-engine/ (дата обращения: 24.06.2022).

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 29 3. Hydrogen as a marine fuel. 2021. American Bureau of Shipping [Электронный ресурс]. URL: https://maritimecyprus.com/wp-con- tent/uploads/2021/06/ABS-hydrogen-as-marine-fuel.pdf (дата обращения: 24.06.2022). 4. Zero emission operations in offshore construction market  [Электронный ресурс]. URL: https://ulstein.com/news/zero-emis- sion-operations-in-offshore-construction-market (дата обращения: 24.06.2022). Конструктивная конфигурация газотурбинных энергетических установок на водородном топливе Роговицкий Артем Сергеевич, студент Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г. Северодвинске (Архангельская обл.) В настоящей статье представлена краткая характеристика конструктивной конфигурации газотурбинных энергетических установок на водородном топливе. Автор проанализировал основные характеристики и параметры строения морских судов, ко- торые будут отличительными от уже имеющихся, если в их судовых энергетических установках будет использоваться водород в качестве превалирующего топливного источника. Ключевые слова: судовые энергетические установки, газовая турбина, газотурбинная энергетическая установка, водород, су- достроение. Использование газотурбинных двигателей в мореплавании на ранних стадиях разработки для применения в  судовых началось только в 70-х годах XX века. В целом, основным энергетических установках. Требования к хранению водорода «потребителем» морских газотурбинных энергетических уста- в  сжиженной или газообразной форме необходимо учиты- новок являются военно-морские подразделения, где многие во- вать на этапе разработки концепции, так как это будет зави- енно-морские силы по всему миру используют их в качестве ос- сеть от типа судна и  потребует установки соответствующих новных или вспомогательных генераторов энергии для своих резервуаров для хранения высокого давления или низкотем- кораблей. Однако стоит отметить, что в последнее время данная пературных защитных устройств. Так, в таблице 1 приведены типология судовой энергетической установки начала мед- некоторые относительные преимущества и проблемы исполь- ленно проникать на коммерческий рынок в качестве вспомога- зования водорода в качестве топлива для судовых энергетиче- тельных энергетических установок, особенно на больших круи- ских установок [1]. зных лайнерах, таких как Queen Mary II [2]. Причем ожидается, что они будет все больше и больше проникать в другие коммер- Учитывая проблемы использования, фактор применения ческие сектора, поскольку многие благоприятные условия убе- водородного топлива в  судовых энергетических установках ждают судовладельцев использовать именно газовые турбины, требует изменения конфигурации самого судна. Так, к  при- а не дизельные двигатели в новых построенных кораблях. В по- меру, будущим судам могут потребоваться интегрированные следнее десятилетие газовые турбины добились успеха в  двух конструкции, основанные на эксплуатационном профиле, вы- категориях коммерческих судов, обе из которых рассчитаны на бранной топливной системе, выработке электроэнергии и вы- пассажиров — быстрые паромы и круизные лайнеры. С начала бранных энергетических установках. Системы выработки элек- XXI  века многие суда приводятся в  движение газовыми тур- троэнергии, такие как водород, интегрированный с системами бинами, но большинство из них используют их в  комбиниро- хранения топливных элементов и  аккумуляторов, могут из- ванной конфигурации для достижения более осуществимого менить архитектуру текущего дизайна машинного отделения. и гибкого решения по энергетической установке из-за высокого Например, установки на топливных элементах могут быть расхода топлива газовых турбин. В связи с этим инженеры по- большими, но им может не требоваться столько доступного стоянно пытаются усовершенствовать практику применения пространства для обслуживания, как для типичных судовых газотурбинных двигателей для повышения их эффективности, двигателей, поэтому они могут более эффективно использо- и  одним из решений является использование водорода в  ка- вать объем машинного отделения. Однако следует учитывать честве топлива, что предполагает изменение конструктивной вес больших установок топливных элементов. Топливные эле- конфигурации газотурбинных энергетических установок, по- менты и электрические гибридные системы могут обеспечить скольку его применение накладывает определенные специфиче- более эффективное использование пространства на судах, по- ские характеристики. скольку они позволяют распределять электрооборудование по всему судну [3]. Различные проблемы, связанные с  водородом в  каче- стве судового топлива, должны быть решены, прежде чем Поскольку водород имеет низкое содержание энергии на он станет коммерчески доступным для использования в ши- единицу объема, для эквивалентного хранения энергии потре- роком значении, поскольку он, как топливо, все еще находится буются резервуары большего размера, и  их расположение на борту будет критическим фактором конструкции. Многие не-

30 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Таблица 1. Водород в качестве топлива для судовых энергетических установок Преимущества использования Проблемы использования Свобода от углерода и серы Топливная инфраструктура и бункеровка требуют значи- тельных инвестиций Может производиться возобновляемыми источниками Новые системы производства электроэнергии потребуют энергии большого количества технологических инноваций Хранение и транспортировка в жидком или газообразном Возможно высокая стоимость топлива состоянии Отсутствие опыта морских перевозок Факт коммерческого применения на суше Отсутствие выборов газов, твердых частиц и парниковых Высокий риск взрыва в замкнутом пространстве газов при использовании топливных элементов Проблемы с материалами [проницаемость, водородное ох- Обладает высокой плавучестью и рассеивается при утечке рупчивание и др.] даже при температуре жидкого водорода большие резервуары с водородом устанавливаются на палубах и  продолжительности времени, в  течение которого топливо или надстройках, чтобы использовать естественную венти- остается «бездействующим», поскольку скорость испарения со- ляцию в случае небольших утечек. Другие, более крупные при- ставляет от одного до пяти процентов в день для стандартных ложения могут рассматривать возможность хранения водорода наземных резервуаров для хранения жидкого водорода. Улуч- в  резервуарах в  качестве независимых или интегрированных шенная изоляция и  несколько более высокие затраты на хра- конструкций. нение могут снизить испарения жидкого водорода до 0,02% объема в день. Чтобы избежать потерь, выпарной газ из баков Также стоит отметить, что могут потребоваться значи- со сжиженным газом можно использовать в двигателе или то- тельные технические достижения в  судостроении, чтобы во- пливном элементе, и стоит подчеркнуть, что резервуары с газо- дород считался жизнеспособным крупномасштабным коммер- образным водородом под давлением не испытывают проблем ческим топливом, особенно для судов с  большими объемами с испарением газа [3]. водородного топлива, которые могут потребовать увеличения места на борту, особенно для дальних маршрутов. Водород, Таким образом, можно сделать вывод, что водород как то- хранящийся в качестве груза, может храниться в самой плотной пливо для судовых энергетических установок, может стать ре- криогенной жидкой форме для увеличения объема торговли альностью для использования в  газотурбинных двигателях. и  хранения на борту. Однако большие объемы топлива и  ус- Использование данного вида топлива может быть полезным, ловия хранения газообразного и  жидкого водорода на борту поскольку водород обладает многими свойствами, которые могут потребовать компромисса между некоторым грузовым способствуют его использованию в  качестве горючего то- пространством, в зависимости от плотности водорода, работы плива. Так, например, Низкая энергия воспламенения важна судна, бортовых энергетических систем и маршрута. Суда, ра- при горении, поскольку количество энергии, необходимое ботающие на водородном топливе, проходящие вблизи или ра- для воспламенения водорода, составляет на порядок меньше, ботающие рядом с бункеровочными сооружениями, с возмож- чем требуется от флотского мазута, а  высокая температура ностью частой бункеровки, могут испытывать минимальные самовоспламенения водорода играет ключевую роль в опре- проблемы с  нехваткой топлива или потерей грузового про- делении степень сжатия двигателя, положительно влияя на странства [3]. максимальную выходную мощность. Однако, наряду с поло- жительными аспектами применения данного вида топлива, Для сжиженного водорода при низких давлениях потери потребуется изменение конструкционных характеристик энергии при хранении и  образование выпарного газа могут морских судов, что должно быть заложено на этапе их проек- быть проблемой для резервуаров длительного хранения в  за- тирования. висимости от номинального давления криогенного резервуара Литература: 1. Elgohary MM, Seddiek IS. 2012. Comparison between Natural Gas and Diesel Fuel Oil Onboard Gas Turbine Powered Ships. JKAU Marine Science 23(2):109–127. 2. Elgohary MM. 2013. Overview of past, present and future marine power plants. Journal of Marine Science and Application 12(2): 219–227. 3. Hydrogen as a marine fuel. 2021. American Bureau of Shipping [Электронный ресурс]. URL: https://maritimecyprus.com/wp-con- tent/uploads/2021/06/ABS-hydrogen-as-marine-fuel.pdf (дата обращения: 24.06.2022).

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 31 Влияние пористости и структурных параметров на разные виды диссоциации газогидратов Семенов Константин Сергеевич, студент Ухтинский государственный технический университет Экспериментально изучена диссоциация гидрата метана при отрицательных температурах для различных искусственных и природных образцов, различающихся по макро- и микроструктурным параметрам. В данной статьей обсуждается тип диссо- циации. Внутренняя кинетика искусственных гранулированных газогидратов и клатратных гидратов в углях зависит от пори- стости, дефектности и скорости фильтрации газа. Плотность распределения пор в корке сформировавшегося льда уменьшается на несколько порядков, и это существенно меняет скорость распада. Существующие модели описания диссоциации при отрица- тельных температурах не учитывают структурные параметры образцов. Ключевые слова: газогидраты, газ, метан, диссоциация, энергетика. Influence of porosity and structural parameters on different types of dissociation of gas hydrates Keywords: gas hydrates, gas, methane, dissociation, energy. Диссоциация регулируется внутренними физическими с  транспортировкой и  хранением сырья в  крупнотоннажной процессами, которые необходимо учитывать при моде- таре. Гранулированный метан может храниться длительное лировании. Неизотермически численно моделировалась дис- время за счет явления самоконсервации при температурах от- социация при постоянном внешнем тепловом потоке. Диссо- жига, а наименьшая скорость диссоциации гидрата метана до- циация моделируется с учетом тепломассопереноса, кинетики стигается при температурах 265–267 К. Эффективность вы- фазового превращения и  фильтрации газов через пористую шеперечисленных технологий зависит от глубины понимания среду гранул для отрицательных температур. Показано, что га- механизмов диссоциации, границ фазовой стабильности и ме- зогидрат диссоциация при наличии преимущественно микро- тастабильного состояния. Важно понимать принципиальную пористых структур принципиально отличается от дезинте- разницу между распадом газогидратов при положительных тем- грации газогидратов, содержащих мезо- и макропоры. Залежи пературах и диссоциацией при температурах ниже точки замер- газогидратов содержат огромные запасы природного газа, и их зания. При положительных температурах диффузия газа про- интенсивная разработка начнется в  ближайшее время. Во- исходит через пленку или слой воды и описывается известным просы безопасности и  экологии становятся одной из самых уравнением зависимости. Кинетическое уравнение удовлетво- сложных областей в мировой энергетике. Теперь не только во- рительно описывает эксперимент, а определяемые кинетические просы о  стоимости традиционных технологий добычи при- константы равны. При диссоциации в пористой среде помимо родного газа, в том числе сланцевого газа, становятся актуаль- кинетических уравнений используются закон Дарси и  модель ными, но и экологические проблемы играют первостепенную Кори для проницаемости. Поскольку коллапс газового гидрата роль. Исследования газагидратов тесно связаны с проблемой сопровождается охлаждением, необходимо учитывать тепло- глобального потепления. Выброс метана из вечной мерзлоты обмен с  окружающей средой. Скорость образования газоги- приводит к изменению климата. Альтернативные энергетиче- дратов и  разложение лимитируется тепловой инерцией среды ские технологии могут эффективно решать экологические про- и скоростью диффузии газа в жидкости и твердом теле. Влияние блемы. теплообмена при росте кристаллов и распад особенно важен для сильно неравновесных систем. Среди таких альтернативных технологий — производ- ство и хранение природных и искусственных гидратов метана. Физическая картина распада газовых гидратов при от- Много усилий затрачивается не только на повышение эффек- рицательных температурах значительно сложнее. На сегод- тивности технологий добычи газогидратов, но и на борьбу с ги- няшний день нет точных моделей, описывающих эту диссоци- дратными пробками в трубопроводах. Эти пробки быстро ра- ацию. Проблема в том, что в данном случае мы сталкиваемся стут, они способствуют резкому увеличению гидравлического с  разнообразием структур и  морфологий поверхности кри- сопротивления и остановке потоков нефти и газа. В связи с этим сталлов. В  этом случае нет смысла выбирать кинетические применяются ингибиторы гидратообразования. Новый класс константы, описывающие распад, так как значение скорости гидрофобных ингибиторов кинетики аминокислот может эф- диссоциации в интервале температур от 190 К до 273 К изме- фективно бороться с гидратообразованием. Пектин (кинетиче- няется на пять порядков и зависит от внешнего давления, типа ский ингибитор гидратации) также обладает уникальными свой- гидрата и  морфологии льда. Поверхности гидратированных ствами. Большое внимание уделяется проблемам, связанным пород морских месторождений гидратов, разрабатываемых

32 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. в  различных местах (район Дунша Южно-Китайского море, залось, что предел прочности этой корки во много раз выше, бассейн устья Жемчужной реки), имеют различную морфо- чем у  крупнозернистого поликристаллического льда и  его логию (пластинчатую, желваковую, жильную, вкрапленную) зерна размер около 10 мкм. с различным размером зерна. В литературе большое внимание уделяется изучению структур льда применительно к диссоци- При горении на поверхности слоя гранул образуется не ации газовых гидратов. Газ и лед образуются при распаде га- только ледяная корка, но и водяная пленка; при этом скорость зогидратов. Различают три основные структуры газогидратов: распространения пламени зависит от скорости нагнетаемого кубическую структура (sI); кубическая структура (sII); и гек- воздушного потока. Самоконсервация при сжигании гидрата сагональная структура (sH). Гидраты природного газа обычно метана приводит к  многократному уменьшению расхода то- имеют структуру сI и сII. При диссоциации газовых гидратов плива. В результате параметр впрыска и стехиометрическое со- при отрицательных температурах возникает разнообразие отношение, влияющие на скорость химической реакции при ледяных структур и  морфологии поверхности. Сегодня для горении, изменяют. Пористость может образовываться как льда обнаружено более 15 кристаллических фаз; у каждого из при разрушении, так и  при образовании газогидратов. Есте- них есть характерная метастабильная область. Наиболее рас- ственные газогидраты, образующиеся как с континентального, пространенная структура льда в  диапазоне низких отрица- так и с морского дна, также указывают на наличие микропори- тельных температур шестиугольный лед Ih. Кристаллическая стых структур. Возникновение пористости связано с избытком структура кубического льда Ic, полученного при очень низких молекул газа в  момент газогидратообразования. Сами пори- температурах, менее стабильна и с при повышении темпера- стые газогидраты в природе образуются в поровом простран- туры он превращается в шестиугольный лед. Характерно, что стве твердой породы. Влажность угля приводит к  образо- при внешнем давлении 1 бар и температуре ниже 230 К вблизи ванию гидратов клатрата метана. Образование гидратов метана точки плавления лед имеет разветвленную пористую струк- в углях увеличивает способность угля хранить газ. Емкость ме- туру. При температурах отжига, наблюдается аномально тана в газогидратах до 2 порядков превышает газоемкость угля низкая скорость разложения газогидратов (феномен само- за счет адсорбции. Математические модели реагирующих пори- сохранения) и льда поверхность покрыта сплошной ледяной стых частиц широко используется в задачах химической техно- коркой. При этом структуры поверхностного льда имеют логии и теории горения. сложную и  разнообразную морфологию. (рассеянный, раз- ветвленный, куполообразный), что зависит от давления, тем- Экспериментальные данные и обсуждение пературы и типа газогидрата. Часто в литературе аномально низкая диссоциация связана с  морфологией поверхностных kf = F1d p 2 (1) структур льда. Когда диссоциируя при температурах отжига, 32 на поверхности гранул образуется тонкая и очень прочная ле- дяная корка. Там высокое внутреннее давление под ледяной F1 — часть поверхности, занятая открытыми порами, выра- коркой препятствует дальнейшему распаду газогидрата. Ока- жается поверхностной плотностью пор σp (число пор на 1 ква- дратный метр ( м−2 )). Рис. 1. Безразмерная масса гидрата метана ( m i ) от времени с самосохранением m0 (1–9 для искусственного газогидрата; 10–11 для угольных частиц): моделирование 1–5; 1 — ∆Т=5°C; 2а — 10°C (1 секция самоконсервации); 2б — 10°C (2 секция самоконсервации); 3–15°C; 4–25°C; 5–40°C; опыт 6–9: 6 — ∆T=10°C; 7–15°C; 8–25°C; 9–40°C; 10 — имитация угля (∆T=15°C); 11 — опыт для угля (∆T=15°C).

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 33 F1 = π σf dp 2 (2) Вывод 4 Для моделирования диссоциации газогидратов необхо- димо учитывать теплообмен как для квазиизотермический Для моделирования используется упрощенная схема диссо- случай (при тлении образец охлаждается и требуется подвод циации, когда толщина ледяной корки δ распределена равно- тепла) и  неизотермический условия. Для этого важно знать мерно по окружности цилиндрической гранулы. Данные моде- разницу температур между образцом и внешней средой и ко- эффициент теплопередачи. Неизотермическая диссоциация лирования на mi с самосохранением для второй области и без в порошковом слое газогидрата при отрицательных имеет че- m0 тыре характерных временных режима: (1) высокая скорость затухания из-за высокой плотности пор; (2) регион самосо- самосохранения для первой и  третьей областей показаны на хранения при температуре отжига и низкой скорости разло- рис. 1. Имеется четыре конкретных интервала времени из экс- жения; (3) высокая скорость распада за счет роста плотности перимента: (1) высокая скорость затухания из-за высокой плот- пор; (4) значительное снижение скорости распада из-за воз- ности пор, (2) область самосохранение; (3) высокие скорости растающей роли самосохранение. Диссоциация при низких распада и менее заметный эффект самосохранения, (4) значи- температурах принципиально отличается от диссоциации тельное снижение по скорости распада в конце разложения. при температурах выше нуля за счет образования пори- стости и механизма фильтрации. Процессы диссоциации су- При ∆T= 10 °C моделирование проводилось для одной об- щественно различаются при изменении морфологии поверх- ласти самосохранения (кривая 2а). Моделирование на двоих ностных структур и  характерных размеров пористой среды. области самосохранения представлены кривой 2б. Экспери- В  этом отношении, кинетика диссоциации гидрата природ- ментальные данные лучше соответствуют кривой 2б, и это сви- ного газа на одну гранулу, прессованный окатыш, уголь и раз- детельствует о значительном снижении плотности пор в конце личные осадочные пород и пористых сред будут существенно третьей области диссоциации (исключая зону ползучести льда различаться. Малый диаметр пор угля (10–100 нм) приводит вблизи точки плавления). Заметное отклонение эксперимен- к  значительному снижению скорости диссоциации и  ско- рости выделения метана из образца. Реальные природно-тех- тальных данных от расчета наблюдается вблизи mi =1. Рас- нические процессы нестационарны и неравномерны, и это не- m0 обходимо учитывать при моделировании газовых процессов. гидратная диссоциация. Кинетика диссоциации газогидратов четная кривая имеет значение производной для кривой dm/dt определяется не только движением фронта диссоциации, но значительно меньше экспериментальной. изгиб. и плотностью пор и их распределением по размерам по всему объему гранул. При моделировании неизотермической дис- Возможно, это связано с  большей скоростью фильтрации социации при отрицательных температурах необходимо учи- газа через поры, когда толщина ледяной корки стремится к  0. тывать теплообмен, кинетику фазового превращения и филь- Очевидно, что для этого случая уравнение Дарси может быть трацию газа через пористую среду. Для совершенствования нелинейным. Значительное отклонение эксперимента от мо- технологии длительного хранения и  транспортировки газо- делирования для угля (кривая 10) также вполне логично. На се- гидратов требуется более точное моделирование кинетики годняшний день нет достоверных данных о  том, как вода или диссоциации. Так и будет позволяют снизить стоимость тех- гидраты распределяются в порах разного размера. Необходимо ники. Эффективность хранения повышается при сохранении знать распределение газогидратов по объем угольной частицы. прочности льда корки при температуре, максимально близкой Однако хорошо видно, что скорость диссоциации угольных ча- к температуре плавления льда. Представленная модель пред- стиц значительно ниже, чем для гранул, состоящих только из га- полагает квазистационарную термические условия, т. е. мед- зогидрата. Меньшая скорость диссоциации, безусловно, свя- ленное изменение температуры порошка во времени. При зана с малым размером пор в угле и с большой толщиной льда высоких скоростях нагрева или охлаждения и  толстый слой в  угольной поре. Аналогичный результат может быть полу- порошка или пористой породы необходимо решить уравнение ченный при диссоциации пористой гидратированной матрицы теплопроводности для твердого и газовых фаз, и это является (рис. 2г) при Т < 0 °C и с самоконсервацией.. Для моделирования предметом дальнейших исследований. Для повышения точ- этого процесса необходимо знать не только пористость и  со- ности моделирования, дополнительные экспериментальные став породы, но и распределение пор и трещин по размерам. Рас- необходимы исследования для определения распределения четные кривые и экспериментальные точки для скорости диссо- пор и получения экспериментальной зависимости плотности циации J представлены на рис. 4а. Очевидно, что Дж имеет сильно пор от температуры при самоконсервации, а также при при- нелинейный характер во времени: сначала увеличивается, дости- ближении к температуре плавления. Такой подход к модели- гает максимума, а затем уменьшается. В финальной стадии дис- рованию важен для решения проблем хранения и транспорти- социации производная dJ / dt стремится к нулю, что связано со ровки газогидратов и повышения эффективности технологии. сферической формой гранулы. При приближении фронта диссо- Это также важно для оценки риска взрыва при перевозке циации к центру масса выделившегося метана стремится к 022. сырья в танкерах. Эта нелинейный характер скорости диссоциации получен мо- делированием впервые и хорошо согласуется с эксперименталь- ными данные с учетом самосохранения (точки 8). Аналогичный нелинейный характер в зависимости от времени и температура наблюдалась в экспериментах по сжиганию газогидратов.

34 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Литература: 1. Редер Г. и соавт. Транспортировка гранул гидрата метана с использованием эффекта самоконсервации: технико-экономи- ческий анализ. Энергии 5, 2499–2523 (2012). 2. Чон З. Р., Ян С. Х. Б., Бабу П., Линга П. и Ли Х.-С. Обзор гидратов природного газа как энергетического ресурса: перспек- тивы и проблемы. Прикладная энергия 162, 1633–1652 (2016). 3. Слоан, Э. Д. Фундаментальные принципы и применение гидратов природного газа. Природа 426, 353–359 (2003). 4. Ховарт, Р. В., Инграффеа, А. и Энгельдер, Т. Природный газ: следует ли прекратить гидроразрыв? Природа 477, 271–275 (2011). 5. Кеннеди, М., Дэвид Мровка, Д. и Крис фон дер Борх, Прекращение действия Snowball Earth путем дестабилизации метано- вого клатрата экваториальной вечной мерзлоты. Природа 453, 642–645 (2008). 6. Дрессельхаус М. с. и Томас И. Л. Альтернативные энергетические технологии. Природа 414, 332–337 (2001) Возобновляемые источники сырья. Биотопливо Семенов Константин Сергеевич, студент Ухтинский государственный технический университет В данной статье рассматриваются некоторые виды возобновляемых источников энергии, в т.ч. рассмотрено понятие биото- плива, приведена некоторая характеристика биомассы, биоэтанола и т.д. Показана статистика резкого увеличения в нефтяной отрасли биоэтанола и других экологически чистых источников сырья. Сделаны некоторые выводы. Ключевые слова: биомасса, биотопливо, биоэтанол, энергия. Renewable sources raw materials. Biofuels Keywords: biomass, biofuel, bioethanol, energy. Менее чем за два десятилетия мощность новых возобнов- конец 2018 года. При этом окончательно фактические объемы ляемых источников энергии, включая солнечную, ве- ввода возобновляемого сырья в год энергетическая структура тровую, биомассу, в  целом увеличились в  несколько десятков оказалась выше прогнозируемой. Распространение такого бы- раз. По данным Инновационного центра «Сколково», мощ- строго производства тепла и  электроэнергии за счет исполь- ности НВИЭ 2000 г. было 56 ГВт и 2018 г.— 1179 ГВт. Их доля зования возобновляемых источников энергии связано, в  ос- в выработке электроэнергии составила 3,4% в 2006 г. 10,5% на новном, с нестабильностью рынка нефти. Рис. 1. Динамика мировых цен на нефть

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 35 Как видно из графика на рисунке 1, динамика цен нефти версификация энергетики, создание сильной отечественной марки Brent была очень волатильной в  течение последних не- промышленности и региональные и местное развитие. скольких лет. Динамика цен на основные виды топлива из угле- водородного сырья по данным Санкт-Петербургской товар- Биомасса широко используется в  мире для производства но-сырьевой биржи 2014–2019 годы показывают уверенный биотоплива (биодизеля и  биоэтанола). Производство биоэта- рост. Стоимость автомобильного бензина Нормаль-92 в  ука- нола растет огромными темпами за счет наличия свободных занный период увеличилась с 35 840 руб./т до 43 774 руб./т, а сто- ресурсов и  экономической целесообразности их добычи. За имость бензина Регуляр-95 — от 37 682 руб./т по 45 851 руб./т. 13 лет, прошедших с 2007 г., мировое производство этанола на Дизельное топливо всех марок так же выросло в цене, летнее — основе возобновляемого сырья увеличилось более чем в  два с 30 643 руб./т по 46 203 руб./т, межсезонное — с 31 420 руб./т по раза, достигнув по данным 2019 г. 109,86 млрд литров. В данный 45 661 руб./т, зимнее — с 33 299 руб./т по 50 026 руб./т. К концу момент около 26% этанола получают из сахарного тростника, 2020 года цены на дизельное топливо в России выросли на 1,7%. 64% — производится из кукурузы, 3% из пшеницы 3% из ме- При этом, согласно оценке Росстата, бензин в стране подорожал лассы и остальное из других зерновых, маниоки или сахарной в среднем на 2,3–2,7%. Удержать рост стоимости топлива ниже свеклы. уровня инфляции позволил специальный компенсирующий ме- ханизм. Более того, по мнению экспертов, дополнительное дав- Директива о  возобновляемых источниках энергии также ление на цены оказало внезапное сокращение спроса на нефте- ускорила замену ископаемого топлива биотопливом в  связи продукты в период коронавирусной пандемии. с  защитой климата в  Еврозоне. Так, например, первое место по производству биоэтанола принадлежит Франции, а второе Приведенные данные усиливают глобальную тенденцию по- место занимает ФРГ, 3–4 места принадлежат Польше и Венгрии иска альтернативных возобновляемых источников топливной соответственно. В 2019 году всего в странах ЕС было произве- энергии, что может помочь, с одной стороны, обеспечить энер- дено около 5,6 единиц. млрд литров биоэтанола и  82,3%, или гетическую безопасность и  избежать рыночной зависимости 4,61 млрд тонн топлива было использовано. Остальная часть сырой нефти, с другой стороны, значительно улучшить эколо- нашла свое применение в пищевой и химической промышлен- гическое состояние окружающей среды (ОС). Продвижение ности. возобновляемых источников энергии является ключевой кон- цепцией в Еврозоне (ЕС) как по экономическим, так и по эко- В 2019  году мировой рынок биоэтанола достиг 43,2 млрд логическим причинам. Эта энергия способствует достижению долларов США, а к 2025 году ожидается, что он достигнет $64,8 целей, поставленных Киотским протоколом, и, кроме того, по- млрд. В мире имеются значительные ресурсы этанола, страны зволяет получать различные социально-экономические вы- в значительной степени вовлечены в процесс получения биото- годы, такие как создание новых мест для сотрудников, ди- плива, особенно в России. Здесь имеются свободные мощности для производства 250 тыс. тонн этилового спирта в год, в т.ч. по- ловина из возобновляемых источников. Таблица 1. Получение биоэтанола из различных зерновых культур В таблице 1 представлены результаты исследований выхода ными также другие виды отходов сырья. Для этого для целей биоэтанола из различных культур. Развитие отрасли производ- применяют термические процессы, наиболее эффективным из ства биодизельного топлива определяется также наличием сво- которых является быстрый пиролиз (термическая деструкция бодной сырьевой базы растительных масел, мировое производ- без окислителя 450 – 550 °С, высокая скорость нагрева 500 – ство которых неуклонно растет. (по данным мирового баланса 1000 °С/с и очень короткое время пребывания продуктов пло- спроса и предложения растительных масел Oil World). щадь реакции до 2–3 с). При сравнении, материальные балансы процесса быстрого пиролиза древесина, куриный помет, торф, В настоящее время примерно 77% биодизельного топлива навозная подстилочная масса, грязь осадка сточных вод, элева- состоит из растительных масел (37%), 27% соевого масло, торные отходы, наибольшее количество жидкого продукта об- рапсового масла и 9% пальмового масла или отработанных рас- разуется при обработке древесины (65%). Полученный продукт тительных масел (23%). Более современные технологии произ- можно использовать в качестве котельного топлива без пред- водства позволяют использовать целлюлозное сырье. Несмотря варительной подготовки и после дальнейшей обработки.— как на то, что в России ежегодно производят только деревообраба- биодизель. тывающие предприятия более 70 млн м3, могут быть обработан-

36 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Рис. 2. Баланс мирового спроса и предложения растительных масел (млн тонн) Сахарный тростник и кукуруза будут по-прежнему домини- ЕС, Канады и производства биодизеля в США. По прогнозным ровать в качестве исходного сырья для этанола [15]. Ожидается, данным, ожидается к 2027 г. 12,9 млрд литров производства био- что к 2029 году на производство этанола будет приходиться 25% дизеля, 13,5 млрд литров в 2017 году и 14 млрд литров в 2020 году. и 14% мирового производства сахарного тростника и кукурузы Таблица цен в долларах гектолитр (100 литров) для биодизеля, соответственно. Ранее он был предпочтительным сырьем для этанола и сырья для их производства показано на рисунке 3. Рис. 3. Динамика цен на этанол, биодизель и исходное сырье Важная роль в формировании цен на биоэтанол есть в нало- вышенное потребление этанола и биодизеля. При этом расчетный говом законодательстве. Например, страны Еврозоны поощряют расход биодизеля будет соответствовать общему потреблению производителей к расширению полностью очищенного биото- доли дизельного топлива и этанола в потреблении. плива и платят за это налог. В РФ такая правовая база произ- водства биотопливо, в настоящее время находится на этапе раз- Китай разрабатывает множество программ по развитию про- вития. В ЕС Директива о возобновляемых источниках энергии изводства биотоплива, финансовых стимулов и национальных (RED II) классифицирует биодизель на основе пальмового масла стратегий. В Марте 2005 г. Конгресс принял Закон о возобнов- как категорию риска с высоким уровнем косвенного риска. ляемых источниках энергии, который вступил в силу 1 января 2006 года. Это год, в котором помощь была гарантирована. Раз- Бразильский закон RenovaBio направлен на сокращение вы- витие, продвижение использования биотоплива биомассы, бросов топлива на 10% к 2028 году. Ожидаемый результат — по- льготные кредиты и налоговые субсидии для выращивания био-

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 37 энергетических культур, а  также производство оборудования ав отдаикжт еки  омбереатзноивзакноиеюсокдиесрлжоатнниыехSOдо2жв двеыйб.рТорсуадх,нкоосттоирыисйппорлиь-- и др. Производство биоэтанола в Китае выросло с 30 тыс. тонн зования биомассы в качестве сырья производства источников в 2002 г., до 1,9 млн тонн в 2008 г., это выводит Китай в тройку энергии — это высокая стоимость организации процессов по- лидеров по величине производителя биоэтанола. лучения компонентов из биомассы, а также проблемы ресурсов и хранения. Производство биодизеля в  Китае зародилось в  начале 2001  года, но оно не смогло найти широкое использование В статье рассмотрены полученные соединения из биомассы, и  государственную поддержку. Для продвижения биоди- которая может быть включена в состав обычных моторных то- зельной промышленности в 2007 году в Китае был введен до- плив как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Боль- бровольный стандарт BD100. В настоящее время только обсуж- шинство новых биокомпонентов могут иметь существенные дается использование стандартов B5 (GBT 25199–2010) и B10; недостатки, связанные с  их физико-химическими свойствами в настоящее время в Китае нет обязательных требований к сме- и  эксплуатационными характеристиками. Биогаз, синтез-газ шиванию биодизельного топлива. и  водород, полученные из органических отходов, могут удов- летворить более 20% мирового спроса на моторное топливо на Мировые тенденции развития и использования биотоплива основе ископаемого газа. подтверждают его проблемы и  актуальность. При этом наи- большее внимание привлекает такое сырье как биомасса, за- Анализ подтверждает развитие исследований в области то- нимающая две трети энергии из возобновляемых источников. пливных компонентов на основе возобновляемого сырья. При- В  своем виде биомасса имеет продукты растительного и  жи- менение полученных результатов на практике способствует вотного происхождения, включая различные отходы агро- снижению среднегодовой температуры окружающего воздуха. промышленного, сельскохозяйственного и  лесохимического Вред ОС растет с  каждым годом из-за большого количества комплексов. Она служит ресурсом как газообразных (биогаз, производимых парниковых газов, включая сжигание мотор- синтез-газ), так и  жидких компонентов, имеет большую сы- ного топлива. Развитие биотоплива позволит предотвратить рьевую базу для производства и много целей, включая тепло, глобальный экологический кризис и увеличит долю альтерна- автомобильное топливо и  производство электроэнергии. тивных источников сырья в общей структуре топливно-энерге- Главное её преимущество — экологичность — энергия из био- тического комплекса. массы производит меньше парниковых газов и  углерода, Литература: 1. А. А. Макаров, Т. А. Митрова, В. А. Кулагин, Прогноз развития энергетики мира и России 2019. ИНЭИ РАН–Московская школа управления Сколково, Москва, 2019, 210с. 2. H. Jianbai, D. Qian, Z. Hongwei, G. Yaoqi, S. Muhammad Tahir. Nonlinear dynamic correlation between geopolitical risk and oil prices: A study based on high-frequency data. Research in International Business and Finance, 56 (2021) 3. (АО «Санкт-Петербургская Международная Товарносырьевая Биржа»: [https://spimex.com/]) 4. Д. Н. Сафина, И. Ш. Хуснутдинов, А. Г. Сафиулина, Р. Р. Заббаров, А. З. Шангараева. Традиционные и альтернативные источ- ники сырья для получения моторных топлив. Вестник технологического университета, 24, 6, 26–40 (2021) Об освещении рабочих мест как о части производственного процесса Скорик Юлия Александровна, советник по научным вопросам ООО «Семантические системы» (г. Москва) В статье автор показывает важность оценки условий освещения с точки зрения производственного процесса в целом. Ключевые слова: зрительная работа, интеллектуальное освещение. Человек получает 40% информации непосредственно освещению при планировании производственной деятель- через зрительную систему, в получении до 80% инфор- ности. Причем, неважно, идет ли речь о создании офисного мации зрение участвует совместно с другими системами [1]. рабочего пространства или организации условий труда в за- Стоит ли говорить о  важности обеспечения комфортных водских цехах. условий освещения на любом рабочем месте. Вместе с  тем, наблюдается существенный разрыв в  возможностях со- Безусловно, при организации производственных процессов временной светотехники (например, появление интеллек- в рамках выпуска продукции освещение относится к вспомога- туальных систем освещения с  возможностью имитации ус- тельным процессам [2]. При этом непосредственно зависящие ловий естественного освещения) и ролью, которую отводят от освещения зрительные функции (например, зрительная ра- ботоспособность и зрительное утомление) влияют на произво-

38 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. дительность труда, на совершение ошибок, приводящих к уве- вещению (космонавты, подводники, ряд военных специалистов личению процента брака продукции, и  даже возможность и т. п.); возникновения аварийных ситуаций. — увеличение срока активной жизни, мотивации и лояль- Подход к  проектированию осветительных установок (ОУ) ности высококвалифицированных специалистов, подготовка с  появлением научных данных о  влиянии динамики клю- которых требует как материальных, так и существенных вре- чевых параметров (спектре и уровне освещенности) на работу менных затрат; мозга [3; 4] существенно меняется. С обнаружением органиче- ских светочувствительных клеток сетчатки ганглия — ipRGCs — снижение зрительного утомления (как следствие, про- (или, по-другому, меланопсинсодержащих ганглиозных клеток махов и  ошибок) и  повышение работоспособности наблюда- сетчатки — МГКС) стало окончательно ясно, что освещение телей, занятых напряженной зрительной работой. (прежде всего естественное) влияет на синхронизацию биоло- гических ритмов человека и,  следовательно, на физиологиче- Разработан подход к  проектированию и  применению ОУ ские, биохимические и поведенческие функции организма. Для интеллектуального освещения — освещение, направленное на объективного подхода к созданию оптимальных сценариев ос- человека, или Human Centric Lighting  [8]. В  рамках этой кон- вещения вводятся новые оценочные критерии, например, ме- цепции реализуются проекты по внедрению ОУ с изменяемыми ланопическая чувствительность  [5]. В  рамках оценки условий уровнем освещенности на рабочей поверхности и коррелиро- освещения с  точки зрения наблюдателя (человека, выполняю- ванной цветовой температуры как параметра, отражающего из- щего зрительную работу в рамках ращения производственных менение спектрального состава видимого излучения. задач) ставится вопрос о введение единого интегрального кри- терия. Для решения данной научной задачи автором разрабо- К сожалению, в силу высокой стоимости (несмотря на тен- тана универсальная методика оценки влияния условий осве- денции к снижению) чаще всего освещение с данными изменя- щения на функциональные характеристики наблюдателя  [6]. емыми параметрами применяется в  небольших помещениях Методика оценки состояния наблюдателя (прежде всего его зри- офисного типа. тельных функций зрительного утомления и  показателей зри- тельной работоспособности) испытывалась в  условиях реаль- Всё же рассматривать создание световой среды необходимо ного производственного предприятии, в офисной его части, где совместно с  выстраиванием рабочих процессов предприятия. наблюдатели выполняли напряженную зрительную работу по При всей эффективности интеллектуального освещения с точки подготовке и проверке чертежей. Хоть это и не являлось целью зрения повышения работоспособности, снижения утомляе- исследования, было отмечено, что с улучшением условий осве- мости, перспективы увеличения активного срока жизни сотруд- щения, с  применением динамики, повторяющей естественное ников его неуместно проектировать и реализовывать в помеще- освещение, по субъективным оценкам наблюдателей суще- ниях с  низкими требованиями к  точности зрительной работы ственно выросла мотивация к труду на рабочем месте, увеличи- или непродолжительным нахождение сотрудников (например, лась эффективность работы (снизилось время на выполнение в зоне отгрузки готовой продукции). В то же время такой дей- поставленных задач, уменьшилось количество ошибок). Анализ ственный способ сбережения электроэнергии, как установка данных говорит о  том, что при применении подхода к  улуч- датчиков движения, будет неэффективен в офисной части про- шению качества освещения на производстве непосредственно изводства, где постоянно находятся сотрудники, выполняющие на линиях выпуска продукции, можно повысить эффективность систематическую работу за экранами мониторов персональных выпуска продукции. Тем более, что с современными методами компьютеров. Назначение помещений, время нахождения со- диспетчеризации предприятий данную эффективность можно трудников, необходимость работать с новыми средствами учета измерить и оценить. (например, с экраном планшета мастеру цеха) в результате оп- тимизации рабочих процессов предприятия может корректи- Современная высокотехнологичная ОУ отражает принципы роваться. Именно поэтому такой важный вспомогательный интеллектуального освещения: обеспечение необходимых (с точки зрения производства) процесс, как организация осве- уровня освещенности на рабочей, обобщенного показателя щения рабочих мест на предприятии должен учитываться не дискомфорта и коэффициента пульсации, учёт доли и спектра в виде отдельной задачи, а как часть решения проблемы по по- естественного освещения в  течение дня, расположение ра- вышению эффективности работы предприятия в целом. бочих мест, продолжительность нахождения наблюдателя в по- мещении, возможность получения данных о состоянии ОУ, ее Оценка эффективности освещения производственных по- дистанционного управления и связи с автоматизированной си- мещений постепенно выходит за рамки простого расчета стемой управления зданием. ОУ интеллектуального освещения энергоэффективности применяемых источников света. Раз- позволяет решить следующие задачи: рабатываются и  применяются методики оценки освещения производственных помещений с точки зрения не просто энер- — обеспечение комфортных условий работы наблюдателей госбережения, но и влияния улучшения количественных и ка- в  неблагоприятных с  точки зрения распределения естествен- чественных характеристик ОУ на зрительную работу, а, следо- ного освещения регионов (20% территории РФ находится за по- вательно, на производительность труда  [9]. С  привлечением лярным кругом [7]); к работе светотехников специалистов в сфере управления про- изводственными процессами, технических средств и  возмож- — обеспечение комфортных условий работы наблюдателей, ностей специалистов в  сфере информационных технологий по роду деятельности не имеющих доступ к естественному ос- возможно разработать и внедрить принципиально новое вос- приятие освещения с  точки зрения выстраивания производ- ственных процессов.

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 39 Литература: 1. Auyang S. Y. What do you see, and how? The cognitive infrastructure of vision. — 1999. 2. Бикулова Е. Н. Производственный процесс и принципы его формирования //Тенденции развития науки и образования. — 2018. — №  . 44–2. — С. 15–16. 3. Wong K. Y., Dunn F. A., Berson D. M. Photoreceptor adaptation in intrinsically photosensitive retinal ganglion cells //Neuron. — 2005. — Т. 48. — №  . 6. — С. 1001–1010. 4. Мирзоева Д. В., Большакова О. В. Меланопсин-содержащие ганглиозные клетки сетчатки  //Advanced science. — 2017. — С. 184–187. 5. CIE International Standard CIE026:2018 CIE system for metrology of optical radiation for ipRGC-influenced responses to light, Vi- enna, 2018. 6. Скорик Ю. А. О влиянии освещения светодиодами и его динамики на зрительные функции и общее состояние наблюда- теля //Светотехника. — 2020. — №  . 1. — С. 27–30. 7. Красулина О. Ю. Арктическая зона Российской Федерации: особенности природно-экономических и демографических ре- сурсов //Региональная экономика и управление: электронный научный журнал. — 2016. — №  . 4 (48). — С. 51–58. 8. Houser K. W. et al. Human-centric lighting: Myth, magic or metaphor? //Lighting Research & Technology. — 2021. — Т. 53. — №   . 2. — С. 97–118. 9. Железникова О. Е., Синицына Л. В., Агеев С. Н. Методология исследований эффективности светодиодного освещения про- изводственных помещений //Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энерге- тики. — 2017. — С. 239–244. Теплообменный аппарат для газоперекачивающих станций, работающих с использованием синтез-газа Устинов Филипп Дмитриевич, инженер-конструктор первой категории; Белов Кирилл Иванович, кандидат технических наук, ведущий инженер-конструктор; Мухина Светлана Дмитриевна, кандидат технических наук, начальник отдела «Опытно-конструкторское бюро имени А. Люльки» филиал ПАО «ОДК УМПО» (г. Москва) В статье рассмотрены способы охлаждения синтез-газа, получаемого непосредственно на перекачивающей станции, с целью его дальнейшего использования в топливной смеси для ГТД. Ключевые слова: теплообмен, синтез-газ, камера сгорания. Достичь высокой эффективности процесса горения можно, чивать до 36 млн кубометров природного газа в сутки и обеспе- применяя такое топливо, как водород. Традиционные виды чивать топливом до 2,5 тысяч многоквартирных домов в год. [3] углеводородного топлива имеют значительно худшие показа- тели процесса горения, чем водород. Но в современных усло- Для снижения вредных выбросов оксидов азота NOx и окиси виях водород — это наиболее дорогой из существующих видов углерода СО при работе газотурбинного двигателя АЛ‑31СТ топлива, ввиду сложности хранения и транспортировки [1]. планируется для питания двигателя использовать топливную В настоящее время крупнотоннажное производство водо- смесь, состоящую из 30% синтез-газа и  70% природного газа. рода и водородосодержащих продуктов осуществляется в мире Водород и окись углерода существенно улучшают устойчивость путем риформинга природного газа в синтез-газ (смесь водорода горения бедных по составу смесей с относительно низкой тем- и  СО), которую осуществляют тремя известными способами: пературой горения, и, следовательно, с низкими выбросами ок- паровой конверсией (паровой риформинг), углекислотной кон- сидов азота NOx. версией (сухой риформинг) и парциальным окислением (окис- лительная конверсия)  [2]. В  зависимости от методик соотно- В установке ОКБ им А. Люльки для получения синтез-газа шенПиоявСыОш:еНни2 ев сэиннетрегзе-тгаизчее(сСкоГй) варьируется от 1:1 до 1:3. используется метод парциального окисления. Часть природ- и  экологической эффектив- ного газа, подаваемого в  камеру сгорания, поступает в  гене- ности — одно из основных направлений совершенствования со- ратор синтез-газа, где путем воздушной каталитической кон- временных двигателей. Двигатель ОКБ им. А. Люльки АЛ‑31СТ версии в  химическом реакторе преобразуется в  синтез-газ, мощностью 16 МВт широко применяется для привода газопере- содержащий водород H2 и окись углерода CO. Каталитические качивающих станций. Привод на основе АЛ‑31СТ может перека- блоки химического реактора изготовлены в  Институте ката- лиза им. Борескова. Для поддержания необходимого режима работы химического реактора, необходимо разогреть катали-

40 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. тической блок до температуры Т=800÷950 °C. В результате ис- устанавливаемая после генератора синтез-газа. Поэтому было пытаний генератора для получения синтез-газа зафиксированы принято решение о создании теплообменного аппарата пони- следующие значения концентраций элементов синтез-газа: жающего температуру газа до приемлемой для применяемой Hта2н=и2й3÷х2и9м%и,чCесOко=г1о4÷ре1а7к%т,оОра2=б0ы,1л÷о0п,9р%ин. яПтоосрлеешуеснпиеше он ысохздиаснпиыи- трубопроводной арматуры, то есть не выше 300 °C [4]. оборудования, предназначенного для дозирования топливной смеси и подачи его в камеру сгорания двигателя АЛ‑31СТ. Были предложены методы охлаждения с  помощью воз- духа, с  помощью воды, а  также рассматривалось использо- Особенностью проведения химической реакции по полу- вание тепловой машины с  синтез-газом в  качестве рабочего чению синтез-газа в реакторе является необходимость разогре- тела. Анализ вариантов выполнялся с учетом коэффициента те- вать газовое топливо до температур 800÷950 °C. Данную тем- плопередачи, гидравлического сопротивления, прочности и на- пературу не способна выдержать трубопроводная арматура, дёжности, технологичности, массогабаритных характеристик и простоты эксплуатации оборудования. Рис. 1. Воздушный теплообменный аппарат Первоначально расчеты были сделаны для воздушного те- противоток. Таким образом, теплообменный аппарат состоит плообменного аппарата, используя методику из справоч- из 6  теплообменных секций. Секции представляют собой од- ника [5]. Теплообменник представлял собой сборку из 4 парал- нозаходный кожухотрубный теплообменник, в  трубках ко- лельных ветвей по 2 секции. Каждая секция состояла из двух торого течёт синтез-газ, вода течёт внутри кожуха и омывает рядов по шесть трубок с оребрением. Таким образом, каждая трубки. Для разбиения и перемешивания воды внутри кожуха секция имела 12 заходов в  зону теплообмена. Схематично те- установлены две перегородки. Общая схема секции показана плообменный аппарат изображен на рис. 1. На каждой секции на рис.  3. Соотношения для расчёта данных секций взяты из устанавливался воздуходувный вентилятор, обеспечивающий справочника  [5]. При проектировании теплообменника уде- поток воздуха достаточный для эффективного охлаждения лено внимание задаче устойчивости режима теплообмена и не- синтез-газа. Для упрощения конструкции рёбра принимались допущения кризиса. Для решения этой задачи использовались кольцевыми, в виде шайб, установленных на трубу теплообмен- методики из справочника [6]. ника. Такая конструкция не только увеличивает эффективность теплообмена, но и упрочняет стенки трубок. Однако, использо- Благодаря такой схеме теплообменного аппарата расчётная вание воздуха для охлаждения синтез-газа приводило к слож- температура газа после теплообменника составила около 240 °C. ностям при монтаже и  эксплуатации такого теплообменника. Использование тепловой машины с синтез-газом в качестве ра- На данный момент проведены испытания одной секции ап- бочего тела имеет сложности как в конструировании такого ме- парата для верификации расчетной модели. Из-за взрывоопас- ханизма, так и в дальнейшем его обслуживании в связи с вы- ности водород не применялся, вместо него использовался ра- сокой температурой и  химической активностью синтез-газа. зогретый воздух. Температура воздуха выбиралась исходя из Оптимальным оказалось использование для охлаждения воды возможностей нагревателя испытательного стенда. Воздух, ввиду технологичности и простоты. имитирующий синтез газ, подавался через горизонтально рас- положенные штуцеры, охлаждающая вода через вертикально Для охлаждения водой спроектирован теплообменный ап- расположенные штуцеры. Поток воздуха внутри теплообмен- парат следующей конструкции (см. рис. 2). Поток СГ разделя- ника разбивается на 14 потоков — 14  трубок с  горячим воз- ется на три ветви. В каждой ветви синтез-газ проходит через две духом внутри. Трубки омывались снаружи водой и  воздух однотипные секции. В первой секции организовано течение те- внутри 14-и трубок охлаждался. Общая схема потоков теплоно- плоносителей по схеме прямоток, во второй секции — по схеме сителей представлена на рис. 4 без подводящих конусов со сто- роны газообразного теплоносителя.

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Technical Sciences 41 Рис. 2. Водяной теплообменный аппарат на раме Рис. 3. Секция водяного теплообменного аппарата Рис. 4. Схема токов теплоносителей в секции водяного теплообменного аппарата Расчётная модель была модифицирована по результатам газа, Ww — воды) показана на рис. 5. Сплошными линиями пока- проведенных экспериментов. Зависимость полученных зна- зана зависимость ɳ при изменяющемся расходе газового тепло- чений КПД ɳ одной секции теплообменника от соотношения во- носителя, а пунктирными линиями — при изменениях расходов дяных эквивалентов теплоносителей (Wg — водяной эквивалент воды. КПД теплообменной секции вычислялся по формуле

42 Технические науки «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Рис. 5. Характеристики одной теплообменной секции ������������������������ = ∆Тмтеапклсооноситель В ближайшее время планируются натурные испытания га- ∆Тмаксимальное зоперекачивающего агрегата на основе газотурбинного двига- теля АЛ‑31СТ при работе на топливной смеси природного газа где ∆Тмтеапклсооноситель — максимальное изменение темпера- и синтез-газа, получаемого на встроенной в агрегат установке. туры теплоносителя в  теплообменнике, ∆Тмаксимальное — мак- симальный располагаемый перепад температур в  теплообмен- В случае успешных испытаний газоперекачивающего агрегата нике. при работе на смеси с синтез-газом, блок охлаждения будет оп- тимизирован для увеличения сроков службы и технологичности. Литература: 1. Яновский Л. С., Байков А. В., Ведешкин Г. К., Харин А. А., Шевченко И. В. Оценка возможностей снижения эмиссии вредных веществ в  продуктах сгорания посредством конверсии углеводородного топлива, «Проблемы энергетики» №  9–10, 2003 год. 2. Макарян И. А., Седов И. В., Никитин А. В., Арутюнов В.С «Современные подходы к получению водорода из углеводород- ного сырья». «Научный журнал российского газового общества» №  1 (24), 2020 г. 3. Rostec.ru/ufimskie-dvigateli-progressa/ 4. Справочник «Промышленное газовое оборудование» изд. 6 перераб. и доп., под ред. Е. А. Карякина, НИЦ промышленного газового оборудования «Газовик», 2013 год, — 326с. 5. Справочник по теплообменникам. В 2-х томах. Т1: Пер. с англ. Под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. М: Энергоатомиздат, 1987г — 560с. 6. Кириллов П. Л., Юрьев Ю. С., Бобков В. П. Справочник по теплогидравлическим расчетам. Под общей ред. П. Л. Кирил- лова. М: Энергоатомиздат, 1990, — 360с.

“Young Scientist” . # 27 (422) . July 2022 Architecture, Design and Construction 43 А РХИТЕКТУРА, ДИЗА ЙН И С ТР ОИТЕ ЛЬ С ТВО 3D-печать зданий Терещенко Виолетта Павловна, студент Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Данная статья посвящена трехмерной печати зданий, опыту строительства 3D-объектов. Ключевые слова: трёхмерная печать, органическая архитектура, 3D-моделирование, 3D-принтер. Реализация новых идей, которые упрощают жизнь, ускоряют 3D-моделированию и  вычислительным машинам этот про- долгий процесс работы, уменьшают трудоемкость, явля- цесс значительно упрощается; а  благодаря печати на новых ется приоритетом во всех сферах деятельности человека. Сейчас 3D-принтерах еще и ускоряется почти в два раза. прогресс не стоит на месте, он затронул и сферу строительства. В данном направлении имеется множество материалов, которые Органическая архитектура подразумевает не подражание совершенствуются из года в год, а также создаются абсолютно природным формам, а  следование природе в  писках кон- новые, ранее не виданные. Однако и сами методы строительства кретных, каждый раз индивидуальных путей разрешения не уступают в прогрессе, уже сейчас существуют мобильные эко- проблемы. Она как бы подсматривает в  природе формы для дома, энергоэффективные здания, которые могут производить создания уникальных зданий со сложной геометрической со- энергию как для собственного функционирования, так и для со- ставляющей, а если рассмотреть 3D-дома, то и способ строи- седних построек, многоэтажные или большепролетные дере- тельства, например, у пчёл. вянные объекты, о которых ранее и не думали, а сейчас строи- тельство таких домов возможно благодаря прогрессу. Один из Иркутская компания Apis Cor, которую основал Никита самых интригующих метод возведения зданий — это трехмерная Чен Юн Тай, получила свое название как раз благодаря пчёлам печать. «Распечатайте мне дом» — фраза, которую, скорее всего, (аpis в переводе с латыни означает «медоносная пчела»). Пчелы в ближайшем будущем можно будет услышать в обычной стро- строят соты при помощи наплавляемого воска, поэтому их на- ительной фирме, ведь никто раньше даже не представлял, что зывают лидерами по 3D-печати в природе. Пчелы строят улей можно просто напечатать дом, а сейчас это не просто идея, а уже изнутри, слой за слоем. Циркулярный принтер Apis Cor полно- целые построенные объекты. стью повторил их технологию производства. Данная технология, при помощи которой любое изделие, Сейчас в  этом доме никто не живёт, он является выста- любой формы наращивается из исходного материла, который вочным экспонатом, но именно он запустил «цепочку»: теперь зависит от конечного назначения объекта, по цифровой мо- много крупных строительных компаний закупили у  Apis Cor дели. Для зданий используют цементно-песчаный раствор, 3D-принтеры, чтобы печатать дома уже «конвейером». Про- предварительно смешанный специальной машиной, что умень- фессор Берок Хошневис из университета Южной Калифорнии шает трудоемкость строительства. Но главное преимущество разработал 3D-принтер, который может построить дом пло- такого процесса — это скорость, а  она, в  условиях быстрора- щадью 250 кв. м. Идею реализовали в  Дубае (Объединенные стущих городов, выступает важнейшим показателем. Арабские Эмираты) — самом быстро растущем городе мира. Именно там появилось первое в мире здание, созданное при по- Органическая архитектура — это течение архитектурной мощи 3D-печати. мысли, которое впервые сформулировал Луис Салливен. Он рассмотрел положения эволюционной биологии, где име- Ещё в  2005  году в  одном из журналов написали: «Пред- ется соответствие функции и  формы в  философском смысле. ставьте, что над стройплощадкой возвышается большой робот, Термин «органическая архитектура» может иметь весьма раз- который послойно создаёт дом, выдавливая бетон на его ра- личное смысловое наполнение. Чаще всего архитекторы, ко- стущие стены, как пасту из тюбика. Он может появиться в не торые творят в этом стиле, вдохновляются природными фор- столь уж далёком будущем. Уже построен прототип, способный мами: ракушками, панцирями, рогами. Не стоит забывать, »нарисовать« бетонную стену примерно 1,5 на 1,5 метра». «Если что без проектировщиков данные проекты не были бы вопло- вы научились делать стену, вы сможете сделать и  дом», — ло- щены, необходимо разработать объемную модель. Благодаря гично рассуждает автор изобретения, профессор Берок Хош- невис (Behrokh Khoshnevis) из университета Южной Кали- форнии (University of Southern California).

44 Архитектура, дизайн и строительство «Молодой учёный» . № 27 (422) . Июль 2022 г. Робот, которого построил Хошневис, называется «Кон- как напечатанные стены приобретут необходимую прочность. турный каменщик», а  развиваемая технология — «Контурное Печатают новоизобретенным материалом Saltygloo, но можно строительство». Несмотря на все предыдущие достижения, и самым обычным пескобетоном, скорость печати составляет первый в Европе и странах СНГ жилой дом, напечатанный на примерно 100 квадратных метров за 100 часов [1]. Такой дом 3D-принтере, построили в России, а точнее в Ярославской об- можно возвести за две недели даже с учетом изготовления мате- ласти, площадью в почти 300 квадратных метров. По некоторым риалов в цеху. Сама сборка стен занимает не больше трех дней. данным, он является не только первым в Европе и СНГ «напеча- Применяемая технология — технология контурного строитель- танным» жилым домом, но еще и самым большим зданием, по- ства. Чем быстрее строительство — тем выше на нём произво- строенным с применением технологии строительной 3D-печати. дительность труда. Это всегда будет актуально. Строительство будущего — это быстрое и точное строительство с минимиза- По словам представителя группы компаний «СПЕ- цией рисков, поэтому технология 3D-строительства — это тех- ЦАВИА» — Евгения Тарбеева, дом был напечатан всего за один нология будущего, а  точнее уже настоящего, которое делает месяц в 2015 году, оставалось выполнить его внутреннюю от- нашу жизнь максимально комфортной. делку. На этом этапе строительство прервалось, из-за воз- никших у  заказчика трудностей его пришлось на время от- 1. В Европейском союзе сейчас реализуется программа под ложить. За этот месяц была полностью напечатана коробка названием «Деревянная Европа», в рамках которой до 2020 года здания, напечатали её по частям и смонтировали на заранее от- доля жилой недвижимости из дерева должна составлять не литом фундаменте. Летом 2017-го года завершились устройство менее 80 процентов. крыши и внутренняя отделка этого дома. 2. Для Райта понятие «органическая архитектура» означало Технология производства всё же отличается от описанной не подражание природным формам, а гармонию с окружающей выше: печать производилась в цеху на самом маленьком прин- средой. Здание должно не выделяться из пейзажа, как какое-то тере частями (стены дома, башню, декоративные элементы, инородное тело, а «вырастать из него подобно растению и гар- через принтер здесь не прошли только крыша и  фундамент), монично сочетаться с окружением, как если бы сама природа после их везли на стройплощадку и собирали как конструктор. создала его». Каждый проект уникален, потому что разработан Фундамент и крыша дома строились по традиционным техно- для конкретного места и конкретных людей, — вырванный из логиям. По подсчетам компании, строительство обошлось при- контекста, он не сможет существовать. мерно в 1,5 раза дешевле, за счет автоматизации производства и исключения человеческого фактора. 3. Экструз́ ия (от англ. extrusion — выталкивание, выдавли- вание) Строительная 3D-печать схожа с  обычной: в  выбранной программе создается 3D-модель будущего здания или соо- 4. «Контурное строительство» (англ. Contour Crafting) — ружения, загружается в  специально разработанную для этих инновационная технология в строительстве, позволяющая без целей программу, и принтер воссоздает модель. Технология за- ущерба для эксплуатационных качеств конечной продукции ав- ключается в экструзии бетонной смеси по периметру заданной томатизировать самый трудоемкий этап строительства — воз- модели. Толщина стен закладывается сразу, принтер печа- ведение несущих и ограждающих конструкций, и в потенциале тает наружную и внутреннюю стенки, они растут равномерно, прокладку инженерных сетей, отделочные работы. Развитием остальное пространство заполняется раствором после того, этой технологии занимается доктор Бехрох Хошневис из Уни- верситета Южной Калифорнии [2]. Рис. 1. Apis Cor 3D принтер [4] Литература: 1. NEWS2 Экономика, https://news2.ru/story/531466/. 2. КАРТАСЛОВ.РУ https://kartaslov.ru/карта-знаний/Контурное+строительство. 3. Mobile 3D printer can build an entire house in just 24, hourshttps://mashable.com/video/lowcost-house‑3d-printed-in-a-day. 4. Российский производитель строительных 3D-принтеров привлёк до $6 млн от фонда «Системы» и «Роснано» — https:// vc.ru/finance/26597-apis-cor‑6m.