2022 50

№ 50 (445) 2022 2022 50 ЧАСТЬ I

Издается с декабря 2008 г. Молодой ученый Выходит еженедельно Международный научный журнал № 50 (445) / 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, доктор педагогических наук, и.о. профессора, 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 Валентин Федорович Турчин Одной из основополагающих работ Турчина стала (1931–2010) — советский и американский физик и книга «Феномен науки», в которой он высказывал в числе кибернетик, создатель языка Рефал и новых направлений прочего свои мысли на тему творчества. В частности, он в программировании и информатике. Участник право- предполагал, что автоматизация может освободить людей защитного движения в СССР, председатель советской от ручного и рутинного труда. секции «Международной амнистии». Писатель, драматург, автор научно-популярных книг и самиздата. «Творчество — это всегда выход за рамки системы, это свободное действие. Творчество — это метасистемный пе- Валентин Турчин после окончания физического факуль- реход». тета МГУ с 1953 по 1964 год работал в Физико-энергетиче- ском институте в Обнинске. Изучал рассеяние медленных Даже в этих безобидных и довольно очевидных выска- нейтронов в жидкостях и твердых телах, защитил доктор- зываниях цензоры нашли крамолу: по их мнению, слова скую диссертацию. В возрасте 33 лет Турчин уже был из- Турчина резко противоречили марксистско-ленинской вестным физиком-теоретиком с большими перспективами. философии. А потом случилось знакомство с первыми ЭВМ, которое перевернуло его жизнь. Турчин бросил перспективное на- Тем не менее книга получила положительные рецензии правление и по приглашению знакомого академика ушел в и даже готовилась к изданию в «Советской России». Когда молодую, но бурно развивающуюся науку — информатику. она была уже сверстана, Турчин совершил еще более нон- В 1964 году он перешел в Институт прикладной математики конформистский по тем временам поступок: на пресс-кон- АН СССР и посвятил свою деятельность информатике. ференции перед иностранными корреспондентами вы- ступил в защиту академика Сахарова. Он создал новый язык программирования Рефал, на котором удобно описываются алгоритмические языки, Практически сразу после этого ему позвонили из из- трансляторы, символьные математические преобразо- дательства и сообщили, что в помещении, где происходил вания и многое другое. В математике Турчин сконструи- набор книги, внезапно рухнула штукатурка, гранки ис- ровал новые кибернетические основания, а в программи- порчены, восстановить их невозможно, тираж отменя- ровании и информатике заложил основы метавычислений, ется. предложив качественно новый метод преобразования и оптимизации программ — суперкомпиляцию. Тем не менее книга вышла на английском и японском языках. Валентин Турчин освоил и литературное поприще: на- писал и опубликовал ряд книг, учебников и сборников: В обычной жизни Турчин был полным антиподом за- «Инерция страха. Социализм и тоталитаризм», «Кибер- нуды-профессора. Это был веселый, жизнерадостный че- нетический манифест» (в соавторстве с Клиффом Джос- ловек с искрометным юмором. Так, в качестве увлечения лином) и др. он переводил шутки иностранных комиков. Под его ре- дакцией вышло две книги — «Физики шутят» и «Физики В начале 1960-х годов он написал пьесы-комедии «Го- продолжают шутить» — общим тиражом триста тысяч эк- сподин Куб» и «Защита диссертации», которые были по- земпляров, ставшие бестселлером среди ученых. За их из- ставлены в Обнинске на сцене Дворца культуры Физи- дание руководителя издательства уволили с работы, хотя ко-энергетического института. Действие пьесы «Защита никакой антисоветчины там не было. диссертации» проходит в Научно-исследовательском ин- ституте бревен и сучков (НИИБС) и имитирует защиту В апреле 1974 года Валентин Федорович стал предсе- диссертации на соискание ученой степени кандидата дателем организации Amnesty International, деятельность бревнологических наук по теме «Качение бревна по на- которой советским правительством, мягко говоря, не одо- клонной плоскости с учетом сучковатости». Текст пьесы брялась. в мельчайших подробностях воспроизводит протокол ре- альных диссертационных защит, так что у зрителя (чита- Через некоторое время ученый получил последнее теля) остается впечатление, что такая или аналогичная предупреждение от КГБ: либо он уезжает из страны, либо диссертация действительно могла быть защищена, не- его арестуют. Неизбежным итогом стала эмиграция — смотря на очевидную абсурдность как самой темы, так и сначала в Израиль, а потом по приглашению Универси- реплик в ходе ее обсуждения. Термины «бревнология» и тета Нью-Йорка в США. «бревнолог» (обычно в шутку) используются в научных кругах для обозначения бессмысленных псевдоисследова- В годы, когда ученого подвергали гонениям и выдавли- тельских работ, проводимых исключительно с целью до- вали из страны, в научной среде даже бытовал такой стижения формальных целей, таких как количество пу- анекдот: готовится к выпуску третий том под редакцией бликаций, получение ученой степени. Турчина с названием «Физик дошутился». Валентин Федорович Турчин умер в Нью-Йорке, по- хоронен на Russian Orthodox Convent в Novo-Diveevo под Нью-Йорком. Екатерина Осянина, ответственный редактор

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Contents v СОДЕРЖАНИЕ М АТ Е М АТ И К А Емельянов  Д. А. Возможности использования вторичных Гырлыева Г. Т., Иламанов Б. Б. энергетических ресурсов предприятий топливно- Особенности развития математического анализа энергетического комплекса............................19 и его необходимость........................................1 Кудинова  А. А. Umirzokov M., Zaripov O. Внедрение интеллектуальной системы учета Calculation of indefinite integrals of non-standard электроэнергии в промышленности.................20 functions...................................................... 3 Никитин А. А., Ахмедзянов Д. А. Способы управления радиальным зазором ИНФОРМАЦИОННЫЕ в турбинах газотурбинных двигателей..............22 ТЕХНОЛОГИИ Пазылова  А. К. Исследование возможностей и разработка Вакорин М. П., Константинов Д. С., решений для повышения бесперебойности Мыльникова  А. П. и эффективности электроснабжения объектов Оценка применимости нотации описания АО «Казахтелеком»........................................26 бизнес-процессов для моделирования процесса Петров А. В., Пепеляева Н. А. управления рисками информационной Сравнительный анализ щебеночно-мастичного безопасности в организации............................ 6 асфальтобетона и асфальтобетона Казакова  Д. А. типа А марки 1..............................................28 Актуальность разработки информационной Радаев  А. В. системы для оценки квалификационных Анализ расчета кирпичной кладки, усиленной показателей сотрудников и систематизации железобетонной обоймой, при местном сжатии процесса управления персоналом коммерческого под опорами балок........................................30 банка........................................................... 8 Радакин  Н. А. Малих  А. А. Оптимизация системы сбора и подготовки Особенности программирования скважинной продукции за счет микроконтроллера GPS-модуля A9G.................. 9 перераспределения потоков между Хаймин  Д. И. существующими объектами на примере Информационное моделирование на этапе Самотлорского месторождения.......................35 возведения строительного объекта.................. 12 Сайтхужин  И. И. Исследование разрушения отвода с различной ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ степенью износа стенки.................................38 Сайтхужин  И. И. Андрюхина Т. Н., Сафонов С. П. Моделирование напряженно-деформированного Современные методы и приборы измерения состояния трубопровода................................42 длины.......................................................... 15

vi Содержание «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Торянников  А. Ю. Блинова  Е. О. Исторические сведения о развитии науки Влияние трогоцитоза на стимулирование сопротивления материалов.............................46 иммунных клеток и эффективность иммунотерапии............................................. 61 Федоров В. Н., Попов Д. Н. Саипова Н. С., Тохтаев Г. Ш., Сафаров Х. Х. Исследование гистерезесных и импульсных Такропик в комплексном лечении красного характеристик полосковых линий из оксида плоского лишая............................................64 графена типа вОГ и углеродных волокон........... 47 Saipova N. S., Tokhtayev G. S., Safarov K. K. Takropik in the complex treatment of Liching Ческис  В. Ю. plane...........................................................66 Минимизация теплопотерь при организации Saipova N. S., Yusupaliyev U. A., вентиляции в зданиях с малой инфильтрацией..52 Ashrapkhodzhayeva N. M., Muzapova U. R., Tokhtayev G. S., Safarov K. K. Ческис  В. Ю. Method of immunogistochemical research Исследование системы естественной вентиляции of microbial eczema diseases........................... 67 с ветровым побуждением...............................55 Хадаева Д. Т., Кабисова Э. Н. Профилактика оспы обезьян с помощью вакцин: Ческис  В. Ю. обзор литературы..........................................70 Снижение тепловых потерь путем Языкова М. Д., Абаева А. О.1 термореновации зданий................................. 57 Лабораторная и инструментальная диагностика хронической сердечной недостаточности......... 71 МЕДИЦИНА Языкова М. Д., Абаева А. О. Клиническая картина и диагностика Абаева А. О., Языкова М. Д. миокардитов................................................ 73 Клиника, диагностика и лечение желтой лихорадки................................................... 60

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Mathematics 1 МАТЕМАТИКА Особенности развития математического анализа и его необходимость Гырлыева Гулбиби Тиркешовна, преподаватель; Иламанов Байрамберди Байраммырадович, преподаватель Туркменский государственный университет имени Махтумкули (г. Ашхабад, Туркменистан) В данной статье рассматриваются особенности развития математического анализа и его роль в современной науке. Проведен перекрестный и сравнительный анализ влияния технологий и факторов роста в образовании на развитие ма- тематического анализа. Ключевые слова: анализ, метод, математика, наука. Математический анализ продолжает развитие ис- Геометрический и  нелинейный функциональный числения и  теории вещественных и  комплексных анализ функций. Это захватывающая, динамичная область огромной глубины и  разнообразия с  широким спектром Геометрический и  нелинейный функциональный приложений как в чистой, так и в прикладной математике, анализ находится на пересечении функционального ана- а также в физике, биологии, химии и технике. лиза, топологии и  геометрии и  является важной и  об- ширной областью математического анализа. Исследо- Дифференциальные уравнения и приложения вания в  этой области сосредоточены на захватывающих Уравнения Пенлеве взаимодействиях между алгебраической и  геометри- В конце XIX и  начале XX века Пенлеве и  его сотруд- ческой топологией, динамикой и  теорией бифуркаций. ники провели классификацию обыкновенных дифферен- Кроме того, исследуются геометрически мотивированные циальных уравнений (ОДУ) второго порядка, решения нелинейные дифференциальные уравнения и связи между которых однозначны в окрестности всех подвижных осо- метрической геометрией и  операторными алгебрами. бенностей, т. е. не имеют подвижных критических точек. Подробнее о наших исследованиях в этой области можно В процессе Пенлеве и  др. открыли шесть новых нели- узнать ниже. нейных ОДУ, общее решение которых определяет новые трансцендентные функции, поскольку они не могут быть Жордановые алгебры и метрическая геометрия выражены в терминах ранее известных функций, таких как Концепция йордановой алгебры имеет богатую элементарные и эллиптические функции, и/или в терминах историю в  математике. Первоначально он был введен решений линейных ОДУ, и их можно рассматривать как не- П. Джорданом, Дж. Фон Нейманом и Э. Вигнером в 1930-х линейные аналоги классических специальных функций. годах как алгебраическая модель для квантовой меха- Во второй половине XX века уравнения Пенлеве, хотя ники, но вскоре были обнаружены неожиданные связи и открытые из математических соображений, нашли при- с  теорией Ли, геометрией и  гармоническим анализом. менение в  широком диапазоне областей, начиная от слу- Прекрасная связь между формально вещественными чайных матриц и квантовой гравитации и заканчивая кри- йордановыми алгебрами и  геометрией конусов была об- тическими явлениями в распространении волн. Текущие наружена М. Кехером и Э. Винбергом. Они показали, что исследования в  основном связаны со специальными ре- конусы квадратов бесконечномерных формально веще- шениями уравнений Пенлеве (рациональными реше- ственных йордановых алгебр являются в  точности сим- ниями и  решениями, заданными в  терминах линейных метричными конусами, т.  е. самодуальными конусами, специальных функций), а  также связями с  ортогональ- на которых группа линейных автоморфизмов действует ными полиномами и  теорией случайных матриц. Другие транзитивно внутри. Характеристика Кехера-Винберга исследования включают дискретные уравнения Пенлеви, обеспечивает поразительную связь с теорией римановых которые возникают из тех же контекстов, а  также из не- симметричных пространств. линейных формул суперпозиции (преобразования Бе- В бесконечных измерениях такой характеристики ре- клунда) для ОДУ Пенлеви. альных йордановых алгебр не существует, поскольку большинство реальных йордановых алгебр реализуются

2 Математика «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. как банаховы пространства, а  не гильбертовы простран- следования в  этой области используют замечательную ства. Однако недавние открытия показывают, что суще- смесь анализа, топологии, метрической и дискретной ге- ствуют альтернативные характеристики реальных йорда- ометрии. новых алгебр в терминах геометрии их конусов квадратов. Исследования в  этой области сосредоточены на даль- Топологические методы в теории бифуркаций нейшем раскрытии связей между реальными йордано- Теория бифуркаций веками использовалась для объ- выми алгебрами и  геометрией и  переплетают идеи ана- яснения различных явлений в естественных науках, когда лиза, йордановых алгебр и метрической геометрии. физическая система зависит от параметра и  меняет свое качественное поведение, как только параметр пересе- Динамика нерасширяющих отображений кает порог. Типичными примерами являются коробление Нерасширяющие отображения — это липшицевы ото- стержня Эйлера в  статике, появление вихрей Тейлора бражения с  постоянной единицей. Возможно, помимо в  гидродинамике, возникновение колебаний в  электри- изометрий, они являются наиболее фундаментальными ческой цепи в электротехнике, бромирование малоновой отображениями метрических пространств. Центральная кислоты в химии. проблема состоит в  том, чтобы понять неподвижные Топологические методы применялись в  теории би- точки и  итеративное поведение неэкспансивных ото- фуркаций с самого начала ее систематического изучения бражений. В  случае, если отображение является липши- и часто выявляли удивительные границы между анализом цевым сжатием на полном метрическом пространстве, те- и топологией. орема Банаха о  сжимающем отображении дает решение. Нелинейные дифференциальные уравнения в  геоме- Если, однако, просто предположить, что отображение не трии является расширяющим, гораздо труднее решить, имеет Многие задачи современной геометрии приводят к не- ли оно фиксированную точку, и  итеративное поведение линейным дифференциальным уравнениям. Нелинейные может быть сложным. уравнения обычно не могут быть решены в  явном виде, В последние десятилетия в  этой области было сде- но существование решений и  их качественное пове- лано несколько удивительных открытий. Среди других дение  — волнующий вопрос, для решения которого на результатов было показано, что всякая ограниченная протяжении столетий разрабатывались мощные инстру- орбита нерастягивающего отображения на конечно- менты. Типичным примером является уравнение геоде- мерном нормированном пространстве с многогранным зической, представляющее собой обыкновенное диффе- единичным шаром сходится к периодической орбите и, ренциальное уравнение, которое получается при поиске кроме того, существуют априорные верхние границы кратчайших путей между двумя точками в искривленном возможных длин периодов. Кроме того, интересные пространстве. аналоги классической теоремы Данжуа-Вольфа о  дина- Теория операторов  — важный раздел функциональ- мике голоморфных отображений открытого единичного ного анализа, изучающий линейные и  нелинейные ото- круга без неподвижных точек в  себя были получены бражения между топологическими или нормированными для свободных от неподвижных точек нерастягива- векторными пространствами. Обычно основное вни- ющих отображений на метрических пространствах, об- мание уделяется анализу спектра, собственных значений ладающих свойствами неположительной кривизны. Ис- и собственных функций операторов. Литература: 1. Бабенко, К. И. Основы численного анализа / К. И. Бабенко. — М.: Главная редакция физико-математической ли- тературы издательства «Наука», 1986. — 744 c. 2. Бакушинский, А. Элементы высшей математики и численных методов / А. Бакушинский, В. Власов. — М.: Про- свещение, 2014. — 336 c. 3. Босс, В. Лекции по математике. Том 1. Анализ. Учебное пособие / В. Босс. — М.: Либроком, 2016. — 216 c. 4. Воробьев, Н. Н. Теория рядов / Н. Н. Воробьев. — М.: Главная редакция физико-математической литературы из- дательства «Наука», 1986. — 408 c.

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Mathematics 3 Calculation of indefinite integrals of non-standard functions Umirzokov Murodzhon, student; Zaripov Otabek, student Samarkand State University (Uzbekistan) From this thesis, the methods of calculating indefinite integrals of several non-standard functions are presented, and the calcula- tion of these indefinite integrals is directly related to the creation of a mathematical model of some life problems. Keywords: non-standard functions, integer part of a number, fractional part of a number, signimum function. Standard functions and methods of calculating indefinite integrals of functions generated by these functions are known to uni- versity students from the Mathematical Analysis course. In this thesis, the methods of calculating the indefinite integrals of the functions, which are encountered in the process of creating a mathematical model of several life problems and are called non- standard functions, are presented. Example 1. Calculate the following indefinite integral: ∫ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������. Solution. To calculate this integral, we use the following property of the signimum function: ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ = |������������������������������������������������|. Then ������������������������2 = ������ ������ ������������������������ ������������������������ �2���������������������������������������������������������������������������������������������������������������=��������� =������������2������������������������������������������������������������ � ������������������������������ ������ 2√������ ������ � ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������ = � |������������������������| ������������������������������������������������ = � √������������������������ 2 ������������������������������������������������ = = � 2√������ ������ = 2 + ������������������������ = ������ ������ + ������������������������ = |������������������������| + ������������������������ Thus, ∫ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������ = |������������������������| + ������������������������. Example 2. Calculate the following indefinite integral:∫ sign(sinx) dx. Solution. Let's use the property from Example 1 above: ������������������������ ������������������������������ ������ � sign(sinx) dx = � sin ������������������������| dx = �− cos ������������������������ = ������������ ������������������������������ ������ � = � − √1 − ������ ������ 2 = arccos ������������ + ������������������������ = |sin sin ������������������������ ������������������������������������������������ = = arccos(cos ������������������������) + ������������������������. Example 3. Calculate the following indefinite integral: ∫[������������������������] ������������������������������������������������. Solution. The following equations are valid for the function ������������������������(������������������������) = [������������������������]: when ������������������������ ∈ [������������������������ − 1, ������������������������), the value of the function is equal to ������������������������(������������������������ − 0) = ������������������������ − 1; when ������������������������ ∈ [������������������������, ������������������������ + 1), the function is equal to ������������������������(������������������������ + 0) = ������������������������. If we define the antiderivative function of the function as ������������������������(������������������������), then the value of this function will be as follows: ������������������������(������������������������ − 0) = ������������������������(������������������������ − 1) + ������������������������������������������������ and ������������������������(������������������������ + 0) = ������������������������������������������������ + ������������������������������������������������. Since the equality ������������������������(������������������������ − 0) = ������������������������(������������������������ + 0) is valid at the point ������������������������ = ������������������������, then we have ������������������������2 − ������������������������ + ������������������������������������������������−1 = ������������������������2 + ������������������������������������������������, From this equality, we arrive at the following recurrent sequence: ������������������������������������������������ = ������������������������������������������������−1 − ������������������������. We solve the generated recurrent sequence. To do this, we give a consecutive value to the ������������������������ variable: ���������������������1��� = ������������������������0 − 1, ������������������������2 = ������������������������0 − 1 − 2, ������������������������3 = ������������������������0 − 1 − 2 − 3, … Therefore, the general term of the given recurrent sequence is defined as follows: ������������������������(������������������������ + ������������������������������������������������ = ������������������������0 − 2 1) . From this, we will have this equality: ������������������������(������������������������ + [������������������������]([������������������������] 2 2 ������������������������(������������������������) = ������������������������������������������������ + ������������������������0 − 1) , ������������������������(������������������������) = ������������������������[������������������������] − + 1) + ������������������������0. Thus, [������������������������]([������������������������] 2 �[������������������������] ������������������������������������������������ = ������������������������[������������������������] − + 1) + ������������������������0. Example 4. Calculate the following indefinite integral: ∫ �√1������������������������� ������������������������������������������������. Solution. To calculate this integral, we can first substitute as follows:







































“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 23 Рис. 1. Типы систем управления радиальным зазором  [3] (с целью расширения), либо охлаждения (с целью су- область применения. Для минимизации имеющегося не- жения) силовых элементов статора для обеспечения ми- достатка планируется применять новые, эффективные нимального зазора. Концепция активного теплового с  точки зрения теплового состояния, материалы и  геоме- регулирования была и  остается основным способом ре- трию  [1]. гулирования РЗ в современных ГТД. Недостатком данной системы регулирования является большое время оклика Активное механическое регулирование (рисунок 3). конструкции на включение системы из-за медленного на- Данный тип регулирования подразумевает сочетание грева или охлаждения элементов, что ограничивает их воздействий (гидравлического, электромеханического, магнитного и  других) для влияния на радиальный Рис. 2. Пример конструктивной реализации системы активного теплового управления зазором  [1]

24 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. зазор. Система активного механического регулиро- ментов конструкции с  целью недопущения утечек. Со- вания обладает высоким быстродействием и  точно- блюдение данного требования приводит к удорожанию стью регулирования. Главным требованиям к  САУРЗ изделия из-за необходимости увеличения точности из- такого типа (для обеспечения нормальной работы) яв- готовления деталей, повышает массу и  усложняет кон- ляется необходимость качественной герметизации эле- струкцию  [1]. Рис. 3. Пример конструктивной реализации системы активного механического управления радиальным зазором  [1] Активное пневматическое (газовое) регулирование. Ре- ющих механизмов от двигателя, поскольку они использу- гулирование радиального зазора в системах данного типа ются только при наземном техническом обслуживании  [1]. осуществляется непосредственно или косвенно и главным образом происходит за счет использования давления воз- Также следует упомянуть плазменную систему регули- духа, сжимаемого в процессе работы двигателя. Системы рования радиального зазора (рисунок 4)   [3]. Данная си- активного пневматического регулирования очень чув- стема является перспективной и в данный момент изуча- ствительны к  изменению давления в  тракте и  окружа- ется во многих лабораториях. В дальнейшем планируется ющей среде, а их детали подвержены повышенному уста- применять ее на газотурбинных двигателях нового поко- лостному разрушению. Также САУРЗ данного типа могут ления. Управление радиальным зазором основано на оди- требовать значительное количество воздуха для осущест- ночном диэлектрическом барьерном разряде или «плаз- вления регулирования радиального зазора, что даже сни- менном воздействующем устройстве». Данное устройство жает эффективность двигателя  [1]. подходит для суровых условий эксплуатации турбин, по- скольку обычно изготавливается из тех же материалов, что Система восстановления (регенерации) зазора. Системы используются в лопатках турбин. Для работы устройства данного типа используют как активное, так и  пассивное необходимо небольшое количество энергии. Также суще- управление для восстановления радиального зазора при ственным плюсами плазменного метода управления яв- износе элементов турбины. Примером такого типа управ- ляется отсутствие в конструкции устройства подвижных ления является включение в  конструкцию механических элементов и многоуровневая динамичность системы (вы- элементов, позволяющих регулировать радиальный зазор сокая точность и скорость реагирования системы, которая в холодном состоянии с учетом износа элементов компрес- предотвращает возможные касания кончика лопатки сора (турбины) для предотвращения его значительного из- о  статор и  позволяет выполнение каких-либо действий менения с течением времени. К системам восстановления с  радиальным зазором при резком и  неожиданном изме- зазора предъявляются такие же требования к точности из- нении режимов работы двигателя или резком изменении готовления элементов, как и  к системам активного меха- курса полёта самолёта)  [3, 4, 5]. Основным недостатком нического регулирования. Целесообразность применения данной системы является малая изученность, поскольку систем данного типа упирается в вопрос дополнительного проведение испытаний с  турбинами ГТД достаточно до- веса. Системы восстановления радиального зазора стара- рогостоящее мероприятие и  требующее соответствую- ются максимально облегчить за счет отделения управля- щего технологического оснащения лабораторий.

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 25 Рис. 4. Плазменная система регулирования радиального зазора  [3] Заключение. С  учетом постоянного развития двигателе- няются новыми. В данной статье рассмотрены современные строительной отрасли методы регулирования радиального и  перспективные системы регулирования радиального за- зазора постоянно изменяются, совершенствуются и  допол- зора, описаны преимущества и недостатки каждой из систем. Литература: 1. Бондарчук,  П.  В.  Моделирование процессов и  проектирование системы управления радиальными зазорами в  турбине ГТД. Электронное учебное пособие   [Электронный ресурс]:  — Режим доступа: http://repo.ssau.ru/ handle/Uchebnye-posobiya/Modelirovanie-processov-i-proektirovanie-sistemy-upravleniya-radialnymi-zazorami- v-turbine-GTD-Elektronnyi-resurs-elektron-ucheb-posobie-54141?mode=full, свободный (Дата обращения: 22.11.2022). 2. Яковлева, С. Ю. Повышение КПД ступени газовой турбины при воздушном наддуве радиального зазора рабо- чего колеса. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук  [Электронный ресурс]: — Режим доступа: https://www.rsatu.ru/arch/diss/yakovleva_avtoreferat.pdf, свободный (Дата обращения: 22.11.2022). 3. Щербаков,  М.  А.  Развитие системы управления радиальным зазором газотурбинного двигателя по направ- лениям повышения динамичности технических систем   [Электронный ресурс]:  — Режим доступа: https:// metodolog.ru/node/2108, свободный (Дата обращения: 22.11.2022). 4. Scott, C. Morris and Thomas C. Corke. Tip Clearance Control Using Plasma Actuators   [Электронный ресурс]:  — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/235149906_Tip_Clearance_Control_Using_Plasma_ Actuators, свободный (Дата обращения: 22.11.2022). 5. Takayuki Matsunuma. Effects of Burst Ratio and Frequency on the Passage Vortex Reduction of a Linear Turbine Cascade Using a  Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator   [Электронный ресурс]:  — Режим доступа: https://www. researchgate.net/publication/362394064_Effects_of_Burst_Ratio_and_Frequency_on_the_Passage_Vortex_Reduction_ of_a_Linear_Turbine_Cascade_Using_a_Dielectric_Barrier_Discharge_Plasma_Actuator, свободный (Дата обра- щения: 22.11.2022).

26 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Исследование возможностей и разработка решений для повышения бесперебойности и эффективности электроснабжения объектов АО «Казахтелеком» Пазылова Алия Канатовна, студент магистратуры Торайгыров университет (г. Павлодар, Казахстан) В данной статье автор изучил основные методы повышения качества электроэнергии в системах электроснабжения объектов АО «Казахтелеком». Исследуются возможные технические направления повышения надежности и качества энергоснабжения потребителей электроэнергии. Ключевые слова: бесперебойность, эффективность электроснабжения, электроснабжение объектов. Значение систем электроснабжения в современном об- — замена, модернизация и установка недостающих из- ществе невозможно переоценить. Развитие произ- мерительных приборов. водства и внедрение новых технологий требуют, прежде всего, постоянного увеличения мощности оборудования, Рассмотрим некоторые из упомянутых выше техниче- машин и приборов. В то же время постоянно растут тре- ских решений для АО «Казахтелеком». бования к  эффективности, безопасности, простоте об- служивания и  бережному отношению к  окружающей Воздушные линии электропередачи являются важ- среде  [1 с. 67]. нейшей частью системы распределения электроэнергии. От их состояния зависит нормальная жизнь людей Грамотно спроектированная современная энергоси- и функционирование предприятий  [3, с. 102]. стема должна отвечать ряду требований: Наружное размещение опор и  линий подвергает воз- — экономичность, душные линии опасным погодным условиям. Сильные — надежность, ветры и  гололед, как и  в городе Астана, могут быть раз- — безопасность и простота эксплуатации, рушительными, вызывая обрывы кабелей, повреждения — обеспечение требуемого качества электроэнергии. изоляторов и арматуры, свисающих со столбов. Выбор класса надежности системы распределения электроэнергии определяется группой потребителей. В связи с этим необходимо ппроводить ремонтные ра- Если в системе есть хотя бы один приемник или потреби- боты по восстановлению поврежденных линий электро- тель категории 1, система должна питаться как минимум передач. Отключению ВЛЭП под ремонтные работы пред- от двух источников. шествовала длительная процедура согласования, которая Сети распределения электроэнергии подразделяются сама по себе требовала большой работы. Многие потре- на распределительные и  питающие. Питающая линия  — бители также сталкиваются со значительными перебоями это линия, которая подает электроэнергию от центра в  обслуживании и  несут убытки после прекращения от- снабжения (П) к  подстанции (РП) или распределитель- ключения электроэнергии. ному пункту (ЦП), не распределяя электроэнергию по всей ее длине. Распределительная линия означает линию, Применение технологии ремонта обесточенных ВЛ по- которая питает несколько подстанций РП или ЦП. В сетях зволит повысить надежность электроснабжения потре- напряжением до 1000 кВ. бителей, значительно сократив количество плановых от- Питающие линии  — это линии, ведущие от под- ключений. При этом будет иметь место экономический станций к  распределительным центрам или пунктам, эффект на производственные мощности объектов АО а распределительные линии — это линии, ведущие непо- «Казахтелеком», в том числе снижение дефицита электро- средственно от распределительных центров или пунктов энергии у потребителей. к  потребителям электроэнергии. Одной из основных задач реконструкции и  технического перевооружения Однако это не единственный способ ремонта воз- электрических сетей является повышение надежности душных линий электропередач. В  случае аварии, когда и  качества электроснабжения потребителей, что может обрыв проводов и  другие повреждения несовместимы быть достигнуто за счет следующих мероприятий   [2, с  нормальной передачей энергии, передача энергии пре- с. 680]: кращается. Система профилактического обслуживания — замена бессвинцовых проводов на СИП; предназначена для снижения возможности повреждения — применение безнатяжных методов работы; воздушных линий электропередач. — применение напряжения 0,95 кВ; — применение трансформаторов напряжения; Он включает в  себя техническое обслуживание и  ре- монт как прямо, так и косвенно. Известно также, что для включения используется ступенчатый трансформатор на- пряжения  [2, с. 120]: — значительно снижает негативные последствия пробоя нейтрали или потери контакта в  цепи нейтрали,

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 27 колебаний напряжения в неповрежденном фазном диапа- — для проводов AСКП и  AКП используется термо- зоне; стойкая смазка; — значительно увеличивает стойкость к  однофазным — стальной сердечник проводов AСК изолирован КЗ  — это повышает надежность срабатывания защиты двумя слоями полиэтилентерефталата. ЛЭП. Это не относится к  самоизолированным кабелям. Все — устраняет несимметричные напряжения из-за не- провода соединены между собой и  имеют полимерную равномерного распределения напряжения между фазами; изоляцию. Нейтраль обычно располагается посередине проводников. — позволяет проведение монтажных работ различной сложности в ограниченные сроки. По сравнению с этой конструкцией неизолированные (оголенные) провода имеют ряд существенных недо- По оценкам ведущих экспертов в  области энерге- статков: — Ступенчатое напряжение смертельно для птиц. тики, энергоресурсы составляют около 30–40  % произ- Напряжение настолько велико, что теоретически воз- водственных затрат. Это число дает веские основания для можно, что разница всего в несколько сантиметров между того, чтобы менеджеры очень серьезно относились к энер- точками может привести к  несчастному случаю со смер- гетическому аудиту и  разрабатывали методы компен- тельным исходом; — При обрыве нейтраль провода очень сации реактивной энергии. сложно определить причину повреждения. Однако такие случаи опасны сами по себе, поскольку оборудование ра- Процедура компенсации мощности является ключом ботает неправильно  [4, с. 40]: к  решению проблемы экономии энергии. Чтобы пра- вильно оценить преимущества СИП, необходимо знать Например, в определенной части частотного цикла из- и  другие способы передачи электроэнергии на большие меняется направление передачи тока. Для монтажа ЛЭП расстояния. В  обычных системах кабели не изолиро- необходимо расчистить территорию от деревьев. Из-за ваны — энергия передается по незакрепленным проводам. длины линии передачи расстояние может быть довольно Это экономит работу по плетению. Необходимо устанав- большим. ливать линейные изоляторы из фарфора, отказавшийся от изоляторов  — такой способ передачи электроэнергии Очистка особенно важна при прокладке оголенных считается достаточно экономичным. проводов, иначе электрический заряд будет просачи- ваться в  землю через стволы и  ветки деревьев в  сырую Частота 50 Гц не распространяется далеко в простран- погоду, неизбежно убивая находящиеся под ними орга- ство, и  такие электрические сети редко испытывают зна- низмы. Кроме того, деревья могут стать причиной об- чительные помехи. Фазный провод обычно располагается рыва нулевого провода; порывы ветра часто вызывают пе- вверху проема, над кабелем молниезащиты (для линий рехлест проводов. выше 35 кВ), нейтраль может располагаться ниже этого проводника. Даже короткое перекрытие может вызвать короткое замыкание. Если дуга возникает в жаркую погоду, искры Подвески могут быть закреплены вертикально (по могут вызвать пожар. Чтобы избежать этой проблемы, одной штуке на кронштейн) или натянуты (попарно установите проволочные втулки и  разместите активный с  петлей между ними). Вертикальные опоры могут быть и нейтральный провода как можно дальше друг от друга. промежуточными, а пролетные — анкерными. Для обеспечения большей буферной зоны в конструкции фундамента следует использовать поперечные балки. Все В случае обрыва троса опора под действием пружины эти меры делают конструкцию громоздкой и неудобной. немного сдвигается в  сторону, предотвращая тем самым его падение. С  другой стороны, анкеры предотвращают Коррекция коэффициента мощности является важным передачу деформаций в случае обрушения колонны и по- фактором энергосбережения на любом предприятии. этому предъявляют особые требования к прочности. Для Предпочтительным решением является использование увеличения прочности колонн их оснащают стойками. конденсаторной генерации для реализации КРМ. Конден- Если кривые больше 10 градусов, важно их закрепить. саторные системы имеют малые потери, просты в  управ- лении и  эксплуатации, могут быть подключены в  любой Алюминий и  медь являются наиболее часто исполь- точке СЭС  [4, с. 73]. зуемыми материалами для высоковольтных кабелей. Для обеспечения достаточной прочности в некоторой степени По данным квалифицированных энергетиков, затраты используются поперечные сечения алюминиевых компо- на энергоресурсы составляют примерно 30  % от общей нентов. Для достижения механической прочности высо- стоимости поставляемой продукции. Эта информация яв- ковольтных кабелей сердечник изготавливают из высоко- ляется очень веским аргументом для того, чтобы побудить прочной стали. руководителей компаний предпринять серьезные шаги по проведению энергоаудита. Тот факт, что в  настоящее Нормы применения металла описаны в  ГОСТ 839–80. время крупными предприятиями Республики Казахстан Дефицит алюминия вызывает коррозию до 0,8 мкм/год. разрабатываются специальные технологии повышения Для предотвращения повреждения металла применяют качества электроэнергии, показывает, что исследуемая следующие меры: тема является актуальной и очень важной. — для заполнения пространства между проводами АСКС используются специальные смазки;

28 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Литература: 1. Невретдинов,  Ю.  М., Фастий  Г.  П., Ярошевич  В.  В., Карпов  А.  С.  Анализ результатов мониторинговой реги- страции показателей качества электроэнергии // Вестник Мурманского государственного технического универ- ситета. 2014. Т. 17. №  1. с. 67–76. 2. Бурцев, А. В., Невретдинов Ю. М., Фастий Г. П. Результаты экспериментальных регистраций грозовой актив- ности на Кольском полуострове // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2015. Т. 18. №  4. с. 680–689. 3. Карпов,  А.  С., Ярошевич  В.  В., Юшков  М.  Г.  Обоснование технического решения для разработки программ- но-аппаратного комплекса, способного локализовать источники искажения электроэнергии // Вестник Коль- ского научного центра РАН. 2014. №  4. с. 102–106. 4. Залесова, О. В. Исследование уровня наведенного напряжения на отключенной линии электропередачи, нахо- дящейся в зоне влияния тяговой сети железной дороги переменного тока // Вестник МГТУ, т. 17, №  1, стр.40– 45, 2014. Сравнительный анализ щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1 Петров Александр Вадимович, студент; Пепеляева Нина Анатольевна, кандидат экономических наук, доцент Тюменский индустриальный университет В статье рассматривается сравнение щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1. Ключевые слова: ЩМА, асфальтобетонная смесь, асфальтобетон, горячий плотный мелкозернистый асфальто- бетон типа А марки 1. Всовременном мире численность транспортных разрабатывается заводом производителем и согласовыва- средств увеличивается в  геометрической прогрессии, ется с контрольными инстанциями. а  также плотность потока, интенсивность и  средняя ско- рость автомобилей, в связи с этим на дорожное покрытие Данный строительный материал впервые изобрели еще возлагается большая нагрузка, которая негативно сказы- в 60-х годах в Германии, но широко производить дороги вается на ровность, колейность и истираемость верхнего с  таким покрытием на территории РФ приобрел только слоя покрытия. в последние десятилетие. Дорога подвергается многочисленным нагрузкам во Если сравнить асфальтобетон типа А марки 1 и щебе- время эксплуатации от транспортных средств, различных ночно-мастичный асфальтобетон, можно заметить, что по массе, природно-климатических факторов, такие как в  ЩМА в  состав входит 70–80  % крупного заполнителя, снег, дождь и  других временных нагрузок. Все это спо- поэтому смесь, после укладки и уплотнения, имеет струк- собствует снижению срока службы дорожного покрытия турный каркас из щебня, который в свою очередь распре- и образованию дефектов. деляет нагрузку равномерно, что делает покрытие более устойчивым к  временным нагрузкам, дорога становится В связи с  этим, всем известный асфальтобетон типа износоустойчивее, придает шороховатость, которое обе- А  марки 1 все меньше справляется со своими первона- спечивает безопасное движение по ней путем увеличения чальными обязанностями, теряется целостность, появля- сцепления шин транспортных средств с дорогой, а также ются незначительные, а в последствии и очень значимые в  состав входит большое количество битумного вяжу- дефекты дорожного покрытия, на котором в скором вре- щего, что в последствии эксплуатации будет долговечнее мени придется производить ямочный ремонт, или во все и  сдвигоустойчивее при различных климатических фак- замену верхнего слоя покрытия методом всевозможных торов. фрезерований и укладки смеси. Рассмотрим преимущество ЩМА в  сравнении с  ас- Рассмотрим такой вид асфальтобетонной смеси, как фальтобетоном типа А марки 1: ЩМА. — Повышенное сопротивление образованию трещин, ЩМА — один из видов смесей, в состав входит песок, сетки трещин и других дефектов. крупный заполнитель из щебня, битум, минеральный по- рошок и  добавки. Рецепт смеси перед ее производством — Большая водонепроницаемость, что в свою очередь, при правильном проектировании не даст воде попасть

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 29 Рис. 1. Сравнение ЩМА и асфальтобетона типа А марки 1 в нижние слои покрытия, остаться там и при понижении ческими регламентами, в которых прописано количество или повышении температур изменять свои геометриче- и способ уплотнения, транспортировка, и тогда дорожное ские параметры. покрытие сохранит свои качества и свойства. — Повышенная шероховатость, которая обеспечит ЩМА относится к  самостоятельной группе дорож- безопасное движение с расчетной скоростью и интенсив- но-строительных материалов и  отличается от обычного ностью асфальтобетона тем, что при разработке рецепта смеси применяется жесткий допуск по размеру щебня. Это свя- — Способность слоя покрытия оказать сопротивление зано с  большим количеством пустот, которые заполня- возникающим деформациям при частым временным на- ются битумной эмульсией, в  связи с  этим получается грузкам от транспортных средств как легковых, так и гру- отличное дорожное покрытие для дорог с большой интен- зовых сивностью транспортных средств. — Экономию материала, так как при своих свойствах Можно сделать вывод, что покрытие из ЩМА имеет обеспечивает более тонкий слой с  наилучшими свой- высокую износостойкость к автомобильным шинам с ши- ствами пами, что характерно для автомобильных дорог, находя- щихся в  определенное время года со снежным накатом Но также, как и во всех строительных материалах есть и наледью. некоторые нюансы и  сложности. При укладке ЩМА, не- обходимо руководствоваться специальными технологи- Литература: 1. СП 34.13330.2021. Свод правил. Автомобильные дороги. 2. СП 78.13330.2017. Свод правил. Автомобильные дороги. 3. ГОСТ 31015–2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный.

30 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Анализ расчета кирпичной кладки, усиленной железобетонной обоймой, при местном сжатии под опорами балок Радаев Александр Васильевич, студент магистратуры Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет В данной статье рассматривается расчет несущей способности неармированной кирпичной кладки, усиленной же- лезобетонной обоймой, при приложении местной сжимающей нагрузки под опорами балок. Анализируется напряженное состояние кладки и бетона обоймы с помощью моделирования конструкции с использованием ПК ANSYS. Вследствие отсутствия методики расчета на местное сжатие рассматриваемой конструкции, предлагается метод расчета, наи- более соответствующий работе модели. Ключевые слова: каменная кладка, усиление кирпичной стены, местное сжатие, железобетонная обойма, моделиро- вание Analysis of the calculation of brickwork reinforced with reinforced concrete casing, with local compression under the beam supports Radayev Aleksandr Vasilyevich, student master’s degree Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering This article discusses the calculation of the bearing capacity of unreinforced brickwork, reinforced with reinforced concrete casing, when applying a local compressive load under the beam supports. The stress state of the masonry and concrete of the shell is analyzed by modeling the structure using the ANSYS software. Due to the lack of a method for calculating the local compression of the structure under consideration, a calculation method is proposed that is most consistent with the operation of the model. Key words: masonry, brick wall reinforcement, local compression, reinforced concrete casing, modeling Всовременной нормативной литературе, отсутствует методика расчета кирпичных стен, усиленных железобетонным наращиванием, работающих в условии местного сжатия (смятия). На основании существующих методик рассмо- трим ряд формул для расчета такой конструкции и проверим их при помощи моделирования в ПК ANSYS Workbench. Рассмотрим вариант местной нагрузки, приложенной по части ширины стены при разном шаге балок, при односто- роннем усилении кирпичной кладки железобетонным наращиванием. Рис. 1. Общий вид рассчитываемой конструкции

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 31 Формула для расчета несущей способности при местном сжатии (с учетом поперечного армирования) согласно [5]: N ≤  mg ⋅ mk ⋅ 0,85 ⋅ψ к ⋅d ⋅ Rc +η ⋅ 3⋅m ⋅ Rsw  ⋅ Ac + mb ⋅ψ b ⋅ Rb,loc ⋅ Ab,loc  (1)  1+ m 100      На начальном этапе предположим, что влияние поперечного армирования при местном сжатии будет несуще- ственным, тогда формула (1) упрощается: Nc ≤ mb ⋅ψ b ⋅ Rb,loc ⋅ Ab,loc + k ⋅ mg ⋅ mk ⋅ψ k ⋅ d ⋅ Rc ⋅ Ac (2) mb — коэффициент условий работы бетона; 1 — при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры обоймы внизу; 0,7 — при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры обоймы внизу; 0,35 — при передаче нагрузки косвенно (только через кладку); ψ б — коэффициент, учитывающий равномерность распределения местной нагрузки по площади смятия, учитывая, что обойма имеет небольшую толщину и располагается снаружи кладки, примем первоначально рав- номерное распределение нагрузки по обойме ψ б = 1 принимается равным 0,75 при неравномерном распределении нагрузки; Ab,loc — площадь смятия бетона под нагрузкой; Rb,loc — расчетное сопротивление бетона смятию; Rb,loc = ϕb ⋅ Rb (3) ϕb = 0,8 Ab,max (4) Ab,loc Rb — расчетное сопротивление бетона сжатию; Ab,max — расчетная площадь сечения бетона; mg - коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки (при размерах сечения менее 30 см); mk - коэффициент условий работы кладки, принимается равным 1 при отсутствии повреждений в кладке и 0,7 при их наличии (кладка с трещинами); ψ к — коэффициент, учитывающий полноту эпюры давления от местной нагрузки; ψ = 1 — при равномерном рас- пределении давления; ψ = 0,5 — при треугольной эпюре давления; d — коэффициент, учитывающий материал кладки; d = 1,5 − 0,5ψ - для виброкирпичной или кирпичной кладки, кладки из блоков или сплошных камней, изго- товленных из легкого и тяжелого бетонов; k — коэффициент использования несущей способности кладки при прило- жении местной нагрузки для рассматриваемого способа загружения с учетом неравномерного распределения нагрузки под опорами балок. Принимаем d ⋅ψ = 0,75 согласно [1], так как под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распре- делительных плит. Rc — расчетное сопротивление кладки смятию, определяющееся по формуле: (5) Rc = ξ ⋅ R ξ =3 А (6) Ас Где ξ — коэффициент, учитывающий работу ненагруженных участков кладки; ξ1 — коэффициент, зависящий от места приложения нагрузки и материала кладки; A — расчетная площадь сечения кладки; Ac — площадь смятия кладки под нагрузкой; Была принята кирпичная стена из кирпича М75 на растворе М25, толщина стены 380 мм. Бетонная обойма приня- та из бетона класса В12,5 с толщиной 100 мм. Согласно теоретическим расчетам по формуле (2) получена несущая спо- собность 299,6 кН при шаге балок 0,75 м и 307,8 кН при шаге балок 1,2 м. Для приближения работы конструкции к реальным условиям, в ПК ANSYS Workbench рассмотрены балки проле- том 6 м, опирающиеся на кирпичные стены, усиленные односторонним бетонным наращиванием. Размеры кирпич- ных стен приняты 3х7,2х0,38 м (высота*длина*толщина), усиление принято 3х7,2х0,1 м (высота*длина*толщина) с одной стороны кирпичной стены. Нагрузка передавалась через железобетонную балку с размерами сечения 0,3х0,7 м и принималась в соответствии с выполненными теоретическим расчетом по формуле (2). Конструкции закреплены в нижней опорной части от перемещений в трех ортогональных направлениях («fixed support»). Контакт между балкой

32 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. и стеной задавался при помощи опции «rought» с имитацией трения. Контакт между усиленной кладкой и бетонным на- ращиванием задавался так же при помощи опции «bonded», то есть было рассмотрено жесткое соединение. Нагрузка от балки приложена равномерно по длине балки. На рисунке 2 приведен общий вид расчетной модели, усиленной односторонним бетонным наращиванием с прило- жением нагрузки. Рис. 2. Общий вид расчетной модели кирпичной стены, усиленной односторонним бетонным наращиванием с приложением нагрузки Результаты моделирования представлены на рисунках 3, 4. Для шага балок 0,75 м. Рис. 3. Вертикальные сжимающие напряжения в кладке и бетоне, МПа, для кладки М75/М25 и бетона В12,5 при нагрузке 299,6 кН Для шага балок 1,2 м. Рис. 4. Вертикальные сжимающие напряжения в кладке и бетоне, Мпа, для кладки М75/М25 и бетона В12,5 при нагрузке 307,8 кН

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 33 Результаты моделирования приведены в таблице 1. Таблица 1. Сравнение напряжений в кладке при приложении предельной нагрузки, соответствующей теоретической несущей способности, для различных кладок по формуле (2) с напряжениями при численном моделировании Расчетное Расчетное Значения сжима- Значения сжима- сопротив- сопротив- ление кладки ление бе- Предельная ющих напряжений ющих напряжений смятию Rс, тона смятию несущая спо- Мпа, со- Rb,loc, Мпа, со- собность Nc, в кладке по резуль- в бетоне по резуль- гласно  [1] гласно  [2] Класс кН татам моделиро- татам моделиро- бетона Шаг Шаг Шаг Шаг Кладка 0,75м 1,2м 0,75м 1,2м Шаг Шаг вания в ПК Ansys вания в ПК Ansys 0,75м 1,2м Workbench, Мпа под Workbench, Мпа под краем балки краем балки Шаг Шаг 1,2м Шаг Шаг 1,2м 0,75м 0,75м M75/M25 В12,5 1,49 1,68 7,7 7,7 299,6 307,8 1,03 1,12 9,57 10,601 Примечание: Обозначение М75/М25: в числителе марка кирпича; в знаменателе — марка раствора Анализируя результаты, можно сделать вывод, что значения максимальных напряжений в бетоне оказались завы- шенными на 14 % по сравнению с расчетным сопротивлением бетона местному сжатию, чего в реальной конструкции допустить нельзя. Снизим нагрузку так, чтобы напряжения в  бетоне сравнялись с  расчетным сопротивлением мест- ному сжатию бетона. Результаты моделирования представлены на рисунках 5, 6. Для шага балок 0,75 м. Рис. 5. Вертикальные сжимающие напряжения в кладке и бетоне, МПа, для кладки М75/М25 и бетона В12,5 при нагрузке 212,6 кН Для шага балок 1,2 м. Рис. 6. Вертикальные сжимающие напряжения в кладке и бетоне, МПа, для кладки М75/М25 и бетона В12,5 при нагрузке 217,6 кН

34 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Результаты моделирования приведены в таблице 2. Таблица 2. Напряжения в кладке и бетоне при приложении нагрузки, определенной по результатам моделирования в ПК Ansys Workbench, соответствующей теоретической несущей способности бетона местному сжатию по формуле (2) Значения сжи- Значения сжи- Расчетное Расчетное Нагрузка, опре- мающих напря- мающих напря- сопро- сопротив- жений в бетоне ление бетона деленная по жений в кладке по результатам Коэффициент тивление смятию Rb,loc, моделирования использо- кладки результатам мо- по результатам смятию Rс, МПа, в ПК Ansys вания кладки Класс МПа, со- согласно  [2] делирования моделирования Workbench, бетона гласно  [1] МПа под краем К л а д ка в ПК Ansys в ПК Ansys Workbench Nc, Workbench, кН МПа под краем балки балки Шаг Шаг Шаг 0,75; Шаг Шаг Шаг Шаг Шаг Шаг Шаг Шаг 0,75м 1,2м 1,2м 0,75м 1,2м 0,75м 1,2м 0,75м 1,2м 0,75 м 1,2м M75/ В12,5 1,49 1,68 7,7 212,6 217,6 0,66 0,74 7,7 7,7 0,55 0,55 M25 Примечание: Обозначение М75/М25: в числителе марка кирпича; в знаменателе — марка раствора Коэффициенты использования несущей способности кладки для шага балок 0,75 м равен 0,55; а для шага балок 1,2 м равен 0,55. Принимаем коэффициент использования несущей способности кладки для шагов 0,75 м и 1,2 м равным 0,55. Введем полученный коэффициент использования несущей способности кладки в формулу (2), согласно таблице 2. Для шага балок 0,75 м: Несущая способность с учетом полученного коэффициента использования несущей способности кладки равна 269,3 кН. Для шага балок 1,2 м: Несущая способность с учетом полученного коэффициента использования несущей способности кладки равна 273,8 кН. Результаты расчетов сведены в таблицу 3. Таблица 3. Сравнение нагрузок, полученных теоретически с коэффициентом использования кладки и нагрузок, полученных в ПК Ansys Workbench по формуле (2) Нагрузка, определенная по Нагрузка, полученная тео- Кладка Класс результатам моделирования ретически с коэффициентом Различие нагрузок, % M75/ M25 бетона в ПК Ansys Workbench Nc, кН использовании Nc, кН В12,5 Шаг 0,75м Шаг 1,2м Шаг 0,75м Шаг 1,2м Шаг 0,75м Шаг 1,2м 21 20 212,6 217,6 269,3 273,8 Примечание: Обозначение М75/М25: в числителе марка кирпича; в знаменателе — марка раствора При сниженной нагрузки на балки напряжения в бетоне сравнялись с расчетным сопротивлением местному сжатию, а прочность кладки на местное сжатие использовалась не полностью. Максимальное различие нагрузок, полученных при использовании коэффициента использования несущей способности кладки 0,55 и определенных по результатам моделирования составляет для кладки из кирпича и раствора марок M75/M25 и бетона класса В12,5 при шаге 0,75м — 21 %, при шаге 1,2м — 20 %. Таким образом формула (2) не рекомендуется к рассмотрению для расчета несущей способ- ности кладки усиленной бетонной обоймой при местном сжатии под опорами балок при применении коэффициента использования несущей способности кладки равным 0,55, так как нагрузки, определенные по моделированию и с при- менением коэффициента использования кладки значительно отличаются. Также стоит отметить, что в данной статье не рассматривались другие варианты теоретических расчетов несущей способности кладки усиленной бетонной обоймой при местном сжатии под опорами балок. Литература: 1. СП 15.13330.2020 «Каменные и армокаменные конструкции». Актуализированная редакция СНиП 2–22–81*. 2. СП 63.13330.2018 Бетонные и  железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная ре- дакция СНиП 52–01–2003 (с изменением №  1)

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 35 3. Пильдиш, М. Я. Каменные и армокаменные конструкции зданий. М., 1955. — 402 с. 4. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и  сооружений / ЦНИИСК им. Кучеренко.  — М.: Стройиздат, 1984. — 36 с. 5. Новожилова,  Н.  С.  Исследование напряженного состояния кирпичных стен, усиленных двухсторонним бе- тонным наращиванием, при местном сжатии. Вестник гражданских инженеров. — 2021. — №  6 (89).-с. 34–42. Оптимизация системы сбора и подготовки скважинной продукции за счет перераспределения потоков между существующими объектами на примере Самотлорского месторождения Радакин Николай Анатольевич, студент магистратуры Тюменский индустриальный университет С изменением показателей разработки месторождения происходит также и  изменения условий эксплуатации си- стемы сбора и подготовки скважинной продукции. Кроме того, в связи с постоянным изменением объемов отбора жид- кости и  состава пластовых флюидов требуется постоянный мониторинг и  анализ эффективности системы подго- товки и сбора скважинной продукции. Основной задачей постоянного мониторинга и анализа эффективности системы подготовки и сбора скважинной продукции является постоянное поддержание высокого уровня эффективности работы системы в целом. В статье автор рассматривает решение по оптимизации системы сбора и подготовки скважинной продукции за счет перераспределения потоков между существующими объектами на примере Самотлорского место- рождения. Ключевые слова: Западная Сибирь, Самотлорское месторождение, дожимная насосная станция, кустовая насосная станция, сбор и  подготовка, скважинная продукция, оптимизация, промысловые нефтепроводы, напорные нефтепро- воды, трубопроводный транспорт. Основной задачей постоянного мониторинга и  ана- — Высокий износ Основных фондов; лиза эффективности системы подготовки и  сбора — Сложные климатические условия. скважинной продукции является постоянное поддер- Рассмотрим на примере Самотлорского место- жание высокого уровня эффективности работы системы рождения один из основных вариантов оптимизации си- в целом. На основе данных получаемых в результате ана- стемы сбора скважинной продукции за счет перераспре- лиза технологических показателей формируются про- деления потоков между существующими объектами. граммы по реализации проектов оптимизации работы Разработка Самотлорского месторождения ведется объектов ППН и ППД. Основной целью таких программ с 1969 года. Большие размеры площадей нефтеносности является: объектов и, как следствие, длительность процесса их из- учения и  освоения, обусловили определенную стадий- — формирование оптимальной инфраструктуры ность в  проектировании и  трансформацию начальных сбора и подготовки нефти; систем разработки, что характерно для всех крупных ме- сторождений. — снижение операционных затрат; Характерная особенность Самотлорского место- — оптимизация численности; рождения является укрупнение и  централизации систем — сокращение объектов с  красными барьерами и  ри- сбора и  подготовки скважинной продукции. Так на про- сками; мысле наблюдается высокая концентрация производ- — снижение рисков по аварийности в связи с сокраще- ственных мощностей, с созданием крупных площадок по нием объектов инфраструктуры; подготовке нефти с  единичной мощностью по жидкости — сокращение затрат на обслуживание инфраструк- до 120000 м3/сутки. туры и последующей реконструкции. На месторождении на пиковых значениях объемов Основными осложняющими факторами оптимизации добываемой нефти функционировало 28 объектов под- инфраструктуры и повышения эффективности производ- готовки нефти, включая ДНС, КСП, ЦТП. Перечень ства являются: площадочных объектов подготовки нефти в пределах Са- — Высокая обводненность продукции; мотлорского лицензионного участка приведен в таблице 1. — Более 45 % расходов OPEX на электроэнергию; Система ППД Самотлорского месторождения пред- — Недостаточный уровень наработки насосно-ком- ставлена 31 действующим объектом. Газосборная система пресорного оборудования на отказ; — Высокая аварийность на трубопроводах;

36 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Таблица 1. Перечень площадочных объектов подготовки нефти в пределах Самотлорского лицензионного участка ДНС КСП ЦТП Объекты ликвидации (консервации) 4, 5, НЦТП, ДНС 2, 39, 21, БЦТП ДНС 17, 1, 3, ДНС 22, 28, 9, ДНС 33, 19, 23, ДНС 34, 27, 6, 10, УПСВ-31. ДНС «М» 11, 13, 16 26, 14 32, 24; УПСВ-1 Самотлорского месторождения представлена 17 вакуум- тории которых они расположены. Площадочные объ- ными компрессорными станциями, а  так же 8 установ- екты системы ППД и  газосборной системы в  пределах ками дополнительной сепарации (УДС). Нумерация ВКС Самотлорского лицензионного участка представлены соответствует номерам площадок КСП и  ДНС на терри- в таблице 2. Таблица 2. Площадочные объекты системы ППД и газосборной системы в пределах Самотлорского лицензионного участка Объекты ППД Газовые объекты Объекты ликвидации (консервации) КНС-1Е, УДС-1, ВКС-ЦТП, КНС-19, УДС-2, КНС-1, УДС-3, ВКС-Мыхпай, КНС-2, УДС-4, КНС-17, КНС-28, УДС-14, КНС-22, КНС-4Р, ПСО-6, КНС 18, КНС-5, ПСО-11, КНС-4, КНС-39, ПСО-16, КНС-3, КНС-21, ВКС-3, КНС-5р, КНС-9, ВКС-4, КНС-33, КНС-41, ВКС-9, КНС-17. КНС-3Б, ВКС-19, КНС-27, ВКС-5, КНС-ЦТП, КНС-6, ВКС-39,ВКС-28, КНС-12, ВКС-6, КНС-26, ВКС-10, КНС-8, ВКС-11, КНС-25, ВКС-13, КНС-7, ВКС-16, КНС-11, ВКС-26, КНС 16, ВКС-23, КНС 29, ВКС-32, КНС 13, ВКС-24, КНС-23, ВКС-14. КНС-36, КНС-2, КНС-24, КНС-14, КНС-УПСВ-1, КНС-32.

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 37 С переходом Самотлорского месторождения на Так по объектам ППН и ППД с 2010 г. по 2012 г. была вы- позднюю стадию разработки, характеризующейся фор- полнена реконструкция системы сбора и подготовки про- сированным отбором жидкости и интенсивным ростом дукции скважин. Целью реконструкции является вывод обводненности продукции скважин произошло и  из- изношенного оборудования из эксплуатации и  оптими- менение условий эксплуатации системы сбора и  подго- зация объектов подготовки продукции. В  рамках про- товки скважинной продукции. Данные изменения вы- цесса была разработана программа по оптимизации ин- звали необходимость выработки оптимизационного фраструктуры в зависимости от загруженности объектов решения для повышения эффективности работы си- добычи, сбора, подготовки и  перекачки нефти, а  также стемы в целом. поддержания пластового давления (Таблица 3.). Таблица 3. Программа оптимизации объектов подготовки скважинной продукции Самотлорского месторождения Год ввода Проектная Фактическая загрузка по жид- Год остановки объекта загрузка по объекта и вы- Проект перевода Объект в эксплуа- жидкости, кости до мероприятия, т/сут вода в консер- жидкости тацию т/сут до до после после вацию (%) (%) ДНС-33 → КСП-23 ДНС-33 1990 30 000 16 400 55 % 29653 92 % 2010 КНС-4 → КНС-4Р КСП-23 1985 40 000 15 860 40 % 41 100 100 % 2010 КНС-4 1984 0 % КНС-4Р 1984 0 0 86 % 48 000 41 100 КНС-3 → КНС-3Б КНС-3 1981 30 240 15 800 52 % 57 800 100 % 2011 КНС-3Б 1994 87 840 42 000 48 % КНС-5P → КНС-5 КНС-5P 1973 36 000 21 600 60 % 47 100 100 % 2011 КНС-5 1973 32 640 25 500 78 % 2011 КНС-33 1986 19 974 8 238 41 % КНС-33 → КНС-23 КНС-23 1985 44 640 11 366 25 % 19 604 44 % КНС-1Е 1978 30 240 13 173 44 % ДНС-22 → КСП-21 ДНС-22 1988 30 000 11 172 37 % 43 267 83 % 2012 КНС-22 → КНС-21 КСП-21 1978 57 600 36 395 63 % 43 354 100 % 2012 КНС-22 1982 21 600 10 354 48 % КНС-21 1978 59 760 33 000 55 % ДНС-17 1989 30 000 15 200 51 % 77 870 74 % 2012 КСП-9 1973 105 000 62 670 60 % ДНС 17 → КСП-9 КНС-17 → КНС-9 КНС-17 1971 28 800 13 650 47 % 70 520 94 % 2012 КНС-9 1975 75 120 56 870 76 % Примечание: красным цветом выделены объекты, переведённые в консервацию в процессе реинжиниринга. Основной задачей программы является сокращение с КНС 4 на КНС 4Р, с КНС 3 на КНС 3Б, с КНС 5Р на КНС неэффективно используемых мощностей. Оптимизация 5, с КНС 22 на КНС 21 загрузку увеличилась до 100 %. При заключается в  перераспределение потоков скважиной остановке КНС 33, объем подтоварной воды был перерас- продукции в  зависимости от загруженности объектов пределен на два объекта КНС 23 и  КНС 1Е, по это при- добычи, подготовки и  перекачки нефти, а  так же объ- чине загрузка увеличилась только до 44 %. По КНС 9 так ектов системы поддержания пластового давления, объ- же удалось существенно увеличить загрузку до 94  % от единение объектов инфраструктуры. Программа вклю- проектных мощностей. чала остановку 6 объектов ППД и 3 объектов подготовки и  перекачки нефти. Как видно из таблицы 3 при выводе Метод оптимизации системы сбора и подготовки сква- из эксплуатации ДНС 17 поток скважинной продукции жинной продукции месторождения за счет перераспреде- перенаправлен на КСП 9, с ДНС 22 на КСП 21, с ДНС 33 ления потоков между существующими объектами имеет на КСП 23. После перераспределения потоков жидкости ряд преимуществ, а именно: между объектами ППН загрузка по оборудованию при- близилась к  проектным значениям. По КСП 9 загрузка — Остановка неэффективных объектов ППН и ППД; увеличилась до 74 % относительно проектных мощностей — Повышений эффективности работы существующих по КСП 21 и КСП 23 увеличение составило 83 % и 92 % со- объектов ППН и ППД, работающего с низким КПД; ответственно. — Сокращение затрат операционных затрат на обслу- живание не загруженной инфраструктуры при выводе ее По объектам ППД были достигнуты аналогичные ре- из эксплуатации; зультаты, так при переводе потока подтоварной воды — Сокращение металлоемкости системы сбора и под- готовки скважинной продукции;

38 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. — Оптимизация численности обслуживающего персо- решение является очень эффективным с  экономической нала, сокращение фонда оплаты труда; и технической сторон. — Высвобождение не используемого оборудования, Основная дальнейшая стратегия по объектам системы его перераспределение, реализация; сбора и  подготовки скважинной продукции Самотлор- ского месторождения направлена на формирование сба- — Сокращение технологические потери нефти; лансированного производственного процесса, нацелен- — Повышение энергоэффективности объектов ППН ного на достижение максимального уровня экономической и ППД; отдачи. Для поддержания оптимального и  безаварийного Таким образом на примере оптимизации системы технологического режима работы установок требуется по- сбора и  подготовки скважинной продукции Самотлор- стоянно актуализировать программу оптимизации пло- ского месторождения за счет перераспределения потоков щадочных объектов системы сбора и  подготовки в  соот- между существующими объектами очевидно, что данное ветствии с планами по разработке месторождения. Литература: 1. «Дополнение к  Уточненному проекту разработки Самотлорского месторождения» (л.у. ОАО «Самотлорне- фтегаз», л.у. ОАО «ТНК-Нижневартовск») на основании решения протокола ЦКР Роснедра №  4806 от 24.12.2009 г. / — ООО «Тюменский нефтяной научный центр», 2009г 2. «Авторский надзор за реализацией уточненного проекта разработки Самотлорского месторождения» на ос- новании решения протокола ЦКР Роснедра №  4806 от 24.12.2009 г. / — ООО «Тюменский нефтяной научный центр», 2009г 3. «Эксплуатация Нижневартовского Центрального товарного парка (НВ ЦТП) Цеха подготовки и сдачи нефти №   1 (ЦПСН-1)» /  — Технологический регламент №   ТР2.7–59.  — Нижневартовск.: АО «Самотлорнефтегаз», 2021 г. — 260 с. 4. «Эксплуатация пункта подготовки и сбора нефти Белозерный Центральный товарный парк (БЦТП) Цеха подго- товки и сдачи нефти №  2 (ЦПСН-2)» / — Технологический регламент №  ТР2.7–95. — Нижневартовск.: АО «Са- мотлорнефтегаз», 2021 г. — 165 с. 5. «Система промысловых трубопроводов опасного производственного объекта Самотлорского месторождения Цеха эксплуатации и ремонта трубопроводов №  1, 2, 3 (ЦЭРТ-1,2,3)» / — Технологический регламент №  ТР2.6– 37. — Нижневартовск.: АО «Самотлорнефтегаз», 2021 г. — 65 с. 6. Сваровская, Н. А., «Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции» / — Учебное пособие. — Томск: Изд. ТПУ, 2004. — 268 с. 7. Покребин, Б. В., «Сбор и подготовка скважинной продукции» / — Курс лекций 1–е изд., М.: ГУ УМК по горному, нефтяному и энергетическому образованию, 2000. — 98 с. 8. Коршак, А. А., Шаммазов А. М., «Основы нефтегазового дела». — Уфа.: ООО «Дизайн ПолиграфСервиз», 2001. — 544 с Исследование разрушения отвода с различной степенью износа стенки Сайтхужин Ильяс Иманурович, студент магистратуры Научный руководитель: Баязитов Марат Ихсанович, кандидат технических наук, доцент Уфимский государственный нефтяной технический университет Для исследования разрушения отвода в  рабочих усло- При заданных условиях установлено, что наибольшие виях требуется предварительно изучить напряжен- значения эквивалентных напряжений составляют 102,6 но-деформированное состояние модели. В  качестве ис- МПа, наименьшие значения эквивалентных напря- ходной модели принят отвод, приведенный на рисунке 1, жений  — 62,3 МПа. Наиболее опасная зона для форми- для которого исследовано напряженно-деформированное рования сквозных дефектов и последующего разрушения состояние в  упругой постановке (без пластических дефор- является внутренняя поверхность отвода с  меньшим ра- маций) при внутреннем номинальном давлении 6,0 Мпа  [1]. диусом кривизны. Так как при упругой постановке задачи эквивалентные напряжения линейно зависят от нагру- Конечно-элементная модель приведена на рисунке 1. жения, то данные результаты коррелируют со значениями, При заданных условиях распределение эквивалентных приведенными на рисунке 2.10 при давлении 3,8 МПа. напряжений имеет вид, показанный на рисунке 2.

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 39 Рис. 1. Конечно-элементная модель исходного отвода Рис. 2. Эпюра распределения эквивалентных напряжений в отводе под действием внутреннего давления 6,0 МПа Но, так как разрушение произошло по наружной по- Таким образом, в  дальнейших исследованиях можно верхности, то следует, что фактор износа и  утонения принять данную модель отвода при разных степенях из- стенки в  этой зоне привел к  существенному перераспре- носа стенки на участке с  большим радиусом кривизны делению напряжений. В результате этого произошло зна- с  целью определения параметров, при котором проис- чительное увеличение эквивалентных напряжений с 62,3 ходит разрушение. МПа до разрушающих значений (выше предела текучести) для стали 20. Данные исследования необходимы для того, чтобы обеспечить условия решения задачи, при котором проис- Так как отвод является деталью трубопровода с  под- ходит разрушение отвода. Были приняты следующие ус- водимыми и  отводимыми прямыми участками, то целе- ловия: Р=6,0 МПа, t=20 °C, материал — сталь 20  [2]. сообразно рассмотреть влияние сопряженных участков и  сварных соединений на распределение эквивалентных Рассмотрены различные степени эрозионного уто- напряжений. Модель и  ее конечно-элементная интерпре- нения (выработки) стенки отвода по внутренней поверх- тация приведены на рисунке 3. ности большего радиуса: 0,6 мм (11 %), 1,2 мм (22 %), 2,65 мм (50 %), 4,1 мм (77 %) и 4,7 мм (89 %). Алгоритм решения При всех построениях учитывались только номи- задач был следующий: нальные геометрические размеры без учета дефектности (утонения стенок, эллипсность). — в  исходной модели создается геометрическое уто- нение стенки с плавным переходом на основную толщину; При внутреннем давлении 6,0 МПа распределение эк- вивалентных напряжений показано на рисунке 4. — задаются условия закрепления и нагружения; — создается конечно-элементная модель; Установлено, что наибольшие значения эквивалентных — производится САЕ-анализ (прочностной анализ) напряжений составляют 107,5 МПа, наименьшие зна- модели; чения эквивалентных напряжений — 32,9 МПа. Наиболее — визуализируются результаты в виде распределения опасное место для развития трещин и  последующего эквивалентных напряжений и  относительных дефор- разрушения является внутренняя поверхность отвода маций отвода; с  меньшим радиусом кривизны. Добавление в  модель — анализируются полученные результаты. фрагментов труб незначительно увеличивает значения эк- На рисунке 5 приведен пример модели конечно-эле- вивалентных и средних напряжений. ментной сетки при выработке 11 %.

40 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. Рис. 3. Модель отвода с сопряженными прямыми участками Рис. 4. Эпюра распределения эквивалентных напряжений в отводе и сопряженных трубопроводах под действием внутреннего давления 6,0 МПа

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 41 Рис. 5. Модель и конечно-элементная сетка при выработке 11 % Аналогичным образом при моделировании строились тренняя поверхность отвода на внутреннем радиусе кри- модели и сетки при других степенях выработки. визны. Однако и в зоне утонения стенки напряженное со- стояние становится выше, чем в исходной модели. При выработке отвода 11  % наибольшие значения эк- вивалентных напряжений составляют 102,7МПа, наи- При выработке отвода 22  % наибольшие значения эк- меньшие значения эквивалентных напряжений состав- вивалентных напряжений составляют 102,8 МПа, наи- ляют 61,91 МПа. Наиболее опасное место для развития меньшие значения эквивалентных напряжений со- трещин и  последующего разрушения является вну- ставляют 60,58 МПа. Относительные деформации Рис. 6. Эквивалентные напряжения и относительные деформации в зависимости от износа стенки отвода

42 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. незначительны. Наиболее опасное место для развития равной 2.10–3. Наиболее опасное место для развития трещин и последующего разрушения является внутренняя трещин и последующего разрушения является внутренняя поверхность отвода на внешнем радиусе кривизны. поверхность отвода на внешнем радиусе кривизны. При выработке отвода 50  % наибольшие значения эк- При выработке отвода 89  % наибольшие значения эк- вивалентных напряжений составляют 144,1 МПа, наи- вивалентных напряжений составляют 579,3 МПа, наи- меньшие значения эквивалентных напряжений состав- меньшие значения эквивалентных напряжений состав- ляют 57,32 МПа. Максимальное значение относительной ляют 50,98 МПа. Максимальное значение относительной упругой деформации e =7,157.10–4, что еще составляет упругой деформации e=2,961.10–3, что превышает предел менее предела относительной упругой деформации, относительной упругой деформации, равной 2.10–3. Наи- равной 2.10–3. Наиболее опасное место для развития более опасное место для развития трещин и  последую- трещин и последующего разрушения является внутренняя щего разрушения является внутренняя поверхность от- поверхность отвода на внешнем радиусе кривизны. вода на внешнем радиусе кривизны. Таким образом, пластическая деформация отвода под действием номи- При выработке отвода 77  % наибольшие значения эк- нального внутреннего давления 6,0 МПа при температуре вивалентных напряжений составляют 305,1 МПа, наи- 20 °C в месте разрушения начинается при выработке мате- меньшие значения эквивалентных напряжений состав- риала в интервале 80…90 %  [3]. ляют 52,48 МПа. Максимальное значение относительной упругой деформации e =1,552.10–3, что еще составляет Обобщенные результаты по исследованию напряжен- менее предела относительной упругой деформации, но-деформированного состояния приведены на рисунке 6. Литература: 1. Гафарова, В. А. Диагностика ресурса конструкций / В. А. Гафарова, М. И. Кузеев, А. П. Терехов // Вестник моло- дого ученого УГНТУ. — 2016. — №  2. — с. 62–67. 2. Ахтареева, Л. П. Причины и условия распространения трещин при различных режимах нагружения оборудо- вания / Л. П. Ахтареева // Материалы 70-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ / УГНТУ. — Уфа, 2019. — Т. 1. — с. 192–193. 3. Кузеев, И. Р. Основное оборудование технологических установок НПЗ / И. Р. Кузеев, Р. Б. Тукаева, М. И. Бая- зитов, С. Ш. Абызгыльдина // Уфа: Издательство УГНТУ/ УГНТУ. — Уфа, 2013. — С. 57–61 Моделирование напряженно-деформированного состояния трубопровода Сайтхужин Ильяс Иманурович, студент магистратуры Научный руководитель: Баязитов Марат Ихсанович, кандидат технических наук, доцент Уфимский государственный нефтяной технический университет Наличие дефектов в элементах технологического обору- ного водяного пара из пакетов испарителя в барабан кот- дования требует повышенного внимания и  исследо- ла-утилизатора в условиях эрозионного утонения стенки вания влияния дефекта на напряженно-деформированное и  определение критической толщины стенки отвода при состояние (НДС) конструкции во избежание выхода из упругом поведении материала. строя при длительном использовании трубопровода  [1, 3]. Основные геометрические параметры отвода Ø159х6 Моделирование напряженно-деформированного со- приняты в  соответствии со стандартными параметрами, стояния (НДС) отвода Ø159х6 на трубопроводе насыщен- приведены в таблице 1. Таблица 1. Геометрические параметры отвода DN, мм D, мм Т, мм F, мм R, мм B, мм Масса, кг 150 159 6 225 225 305 8,1 По направлению движения продукта в аварийном тру- С учетом проведенных измерений построена модель бопроводе к  данному отводу посредством сварки присо- участка паропровода по фактическим размерам с учетом единены прямолинейные участки №   1.2 и №   1.1 соответ- эллипсности и минимальных толщин. Минимальная тол- ственно. Отвод обозначен позицией №  1.3. щина стенки отвода на участке геометрического утонения

“Young Scientist” . # 50 (445) . December 2022 Technical Sciences 43 в зоне возникшего разрушения при моделировании изме- участок №  1.1: D1–3=158,8 мм, D2–4=160,8 мм; нялась с шагом 0,6 мм от 0,6 мм до 3,0 мм. Также было рас- участок №  1.2: D1–3=157,8 мм, D2–4=160,8 мм; смотрено НДС при минимальной толщине стенки отвода участок №  1.3: D1–3=158,8 мм, D2–4=160,8 мм. 5,3 мм. Замеренная эллипсность составила следующие На рисунке 1 представлена модель участка трубопро- значения по соответствующим диаметрам на участках: вода. Рис. 1. Модель участка трубопровода На примере конструкции с утонением стенки, равном образующей в положении угла 30⁰ от нижней кромки от- 0,6 мм на рисунке 2 приведены фрагменты продоль- вода. ного сечения модели   [2]. Утонение выполнено путем плавного удаления части геометрии на внутренней по- Геометрические отклонения фактических размеров об- верхности для имитации эрозионного разрушения по- уславливают незначительное смещение кромок в зоне со- верхности. Наиболее тонкое место принято по внешней пряжения элементов трубопровода. На рисунке 2 представлена модель отвода с утонением. Рис. 2. Модель отвода с утонением 0,6 мм в зоне эрозионного износа Аналогичным образом были построены модели от- Для численного решения задачи в  условиях упругого водов при утонении стенки в описанной зоне до значений нагружения необходимо обеспечить закрепление и нагру- 1,2; 1,8; 2,4 и 3,0 мм, а также модель без износа с фактиче- жение модели отвода. В целях снижения влияния зоны за- ской толщиной стенки 5,3 мм.

44 Технические науки «Молодой учёный» . № 50 (445) . Декабрь 2022 г. крепления на НДС исследуемого отвода приняты следу- Для численного моделирования методом конечных ющие условия закрепления: элементов модель отвода с  примыкающими линейными участками трубопровода была разбита на 4-узловые те- — на участке трубопровода №  1.2 свободный конец — траэдры. Количество таких элементов составило 31650, жесткое закрепление по осям 0-X и 0-Y; количество узлов  — 11330. Шаг разбиения был принят равным 20, коэффициент сгущения сетки на поверхности — на участке трубопровода №  1.1 свободный конец — Кс=3, коэффициент разряжения сетки в объеме Кр=1,2. жесткое закрепление по оси 0-Z. Конечно-элементная модель приведена на рисунке 3. Модель отвода с  участками трубопровода нагружены расчетным внутренним давлением 3,8 МПа. Рис. 3. Конечно-элементная модель участка трубопровода с отводом При заданных условиях было исследовано напряжен- износа. Общая картина напряженно-деформированного но-деформированное состояние участка трубопровода состояния с определением эквивалентных напряжений по с отводом в упругой постановке. При этом обсчитывалось Мизесу приведены на рисунке 4. состояние отвода при разных степенях его эрозионного Рис. 4. Распределение эквивалентных напряжений при эрозионном утонении стенки отвода 0,6 мм