Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого

Новые поступления электронной библиотеки

Давыдова, О. В., Подденежный, Е. Н., Кравченко, А. И., Дробышевская, Н. Е., Лёвкина, А. Д.

Разработаны составы и методика формования композиционных покрытий из пленкообразующих растворов, содержащих поливиниловый спирт (ПВС), тетраэтоксисилан (ТЭОС)
и наноструктурированные порошки иттрий-алюминиевого граната, легированные ионами церия YAG : Се. Пленочные покрытия были нанесены методом полива на подложки из стекла,
обработанные изопропиловым спиртом. Адгезионную прочность исследуемых композиционных
материалов определяли в соответствии с ГОСТ 31149-2014 методом решетчатых надрезов.
Установлено, что покрытия, полученные без добавления ТЭОС, отслаиваются от подложки,
в то время как покрытия с введением ТЭОС в пленкообразующий раствор демонстрируют
удовлетворительную адгезию. Спектры люминесценции покрытий, полученных с введением
YAG : Се, показали, что наибольшая интенсивность люминесценции наблюдается для покрытий с содержанием люминофора 20 мас. %. При увеличении количества порошка наблюдается
эффект концентрационного тушения.

Compositions and methods of forming composite coatings from film-forming solutions containing polyvinyl alcohol (PVA), tetraethoxysilane (TEOS) and nanostructured yttrium-aluminum
garnet powders doped with cerium ions YAG : Ce have been developed. The film coatings were
applied by irrigation to a glass substrate treated with isopropyl alcohol. The adhesive strength
of the studied composite materials was determined in accordance with GOST 31149-2014 by
the method of lattice incisions. It was found that coatings obtained without the addition of TEOS
peel off from the substrate, while coatings with the introduction of TEOS into the film-forming solution demonstrate satisfactory adhesion. Luminescence spectra of coatings obtained with
the introduction of YAG : Се showed that the highest luminescence intensity is observed for coatings with a phosphor content of 20 wt. %. With an increase in the amount of powder, the effect
of concentration quenching is observed.

2025-04-10
Зализный, Д. И., Рудченко, Ю. А., Веремеева, Д. И., Сучков, Д. В.

Рассмотрены алгоритмы расчета установившегося режима трехфазной низковольтной электрической сети. Алгоритмы базируются на известном матричном методе узловых потенциалов
с использованием комплексных чисел. Для решения системы уравнений предложено применять метод
Гаусса. С целью обоснования применения этого метода проведены экспериментальные исследования,
показавшие, что сопротивление нагрузки бытовых потребителей с достаточной точностью можно
представить как линейное, не зависящее от напряжения. Приведенные алгоритмы применены
в программе LineCapacity, предназначенной для расчета режима электрической сети и последующей
оценки ее пропускной способности. Точность расчетов в программе LineCapacity проверена двумя
независимыми способами и не вызывает сомнений. Установлено, что практическая значимость использования программы LineCapacity заключается в возможности оценки пропускной способности
электрических сетей на этапах их проектирования и эксплуатации.

Algorithms for calculating the steady-state mode of a three-phase low-voltage electrical network are
considered. The algorithms are based on the well-known nodal potential matrix method using complex
numbers. The Gaussian elimination method is proposed for solving the system of equations. To justify
the application of this method, experimental studies were conducted, demonstrating that the load resistance
of household consumers can be accurately approximated as linear and independent of voltage. The proposed
algorithms were implemented in the LineCapacity software, designed for electrical network mode
calculations and subsequent evaluation of network capacity. The accuracy of the calculations in
LineCapacity was verified using two independent methods and is considered reliable. It was established
that the practical significance of the LineCapacity software lies in its ability to assess the capacity
of electrical networks at the design and operation stages.

2025-04-08
Ёлкин, В. Д., Гончаренко, Ю. В.

Приведен установленный стандартный ряд номинальных сечений проводов и кабелей, применяемых в системах электроснабжения. Представлены допустимые длительные токовые нагрузки для
кабелей с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из поливинилхлоридных
пластикатов. Перечислены требования к токопроводящим проводникам любого назначения. Проведен анализ пропускной токовой нагрузки кабелей. Выполнена проверка соответствия стандартному
сечению образцов кабелей. Показаны отклонения фактического сечения исследуемых образцов от
стандартного номинального сечения.

A standardized series of nominal cross-sections for wires and cables used in power supply systems is
presented. The permissible continuous current loads for cables with copper and aluminum conductive cores
insulated with polyvinyl chloride compounds are provided. The requirements for conductive wires of any
purpose are listed. An analysis of the current-carrying capacity of cables has been conducted. A verification
of cable samples for compliance with standard cross-sections was performed. Deviations of the actual cross-
sections of the examined samples from the standard nominal values are shown.

2025-04-08
Овсянник, А. В.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования при конденсации пара и гравитационном ламинарном течении пленки конденсата на вертикальной поверхности. Получены зависимости, которые могут быть использованы для определения коэффициентов теплоотдачи при конденсации, конвективной теплоотдаче, толщины образующегося слоя жидкости, плотности теплового
потока как в расчетном так и в эксплуатационных режимах работы конденсаторов. Проверка
полученных экспериментальных результатов, расчитанных по найденным зависимостям, проведена
с использованием формул Нуссельта путем сравнения данных результатов с экспериментальными
исследованиями процесса конденсации озонобезопасного фреона R 404A на наклонных поверхностях
с вертикальными и относительно вертикальными ребрами.

Theoretical and experimental studies were conducted on steam condensation and the gravitational
laminar flow of the condensate film on a vertical surface. Dependencies were derived that can be used to
determine heat transfer coefficients during condensation, convective heat transfer, the thickness of the liquid
film, and heat flux density in both design and operational modes of condensers. The obtained experimental
results, calculated using the derived dependencies, were verified using Nusselt’s formulas by comparing
these results with experimental studies on the condensation of ozone-safe refrigerant R-404A on inclined
surfaces with vertical and relatively vertical fins.

2025-04-08
Соболев, Е. В.

Разработана методика определения размеров частиц карбида кремния по фотоизображениям
срезов образцов керамических изделий. Методика базируется на оценке линейных размеров частиц
посредством обработки и фильтрации фото срезов образцов керамических изделий при помощи набора алгоритмов обработки изображений, за счет различного контраста частиц наполнителя (карбида кремния) и связующей массы. В качестве апробации предложенного подхода проведено исследование фотографий образцов керамической подовой плиты и направляющей для печи Seco-warwick.
Определены описательные статистики для максимальных линейных размеров частиц карбида кремния и дана ориентировочная оценка гранулометрического состава.

A method for determining the particle sizes of silicon carbide from photo images of ceramic sample
sections has been developed. The method is based on estimating the linear sizes of particles by processing
and filtering photo sections of ceramic sample sections using a set of image processing algorithms, due to
the different contrast of filler particles (silicon carbide) and binder mass. As a test of the proposed
approach, a study of photographs of samples of a ceramic hearth plate and a guide for a Seco-warwick kiln
was conducted. Descriptive statistics for the maximum linear sizes of silicon carbide particles were
determined and an approximate estimate of the granulometric composition was given.

2025-04-08
Подденежный, Е. Н., Дробышевская, Н. Е., Бойко, А. А., Аль-Камали, М. Ф. С. Х., Шаповалов, В. М.

Биоразлагаемые композиты на основе ацетобутирата целлюлозы (АБЦ) и органических наполнителей получены в форме экструзионных лент. В качестве органических наполнителей использованы кукурузный крахмал и рисовая лузга. Установлено, что композитный материалв системе «АБЦ –
пластификатор – крахмал» содержит частицы крахмала, расположенные в полимерной матрице
достаточно однородно, причем частицы крахмала встраиваются в матрицу с использованием биндера – смеси триацетина и глицеролмоностеарата. Определено, что композит, содержащий крахмал и рисовую лузгу, характеризуется неоднородным распределением наполнителей. Отмечено, что
полученные образцы подвергали биоразложению в компосте в лабораторных условиях.

Biodegradable composites based on cellulose acetobutyrate (CAB) and organic fillers were obtained
in the form of extruded tapes. Corn starch and rice husk were used as organic fillers. It was established that
in the CAB – plasticizer – starch system, starch particles are relatively homogeneously distributed within
the polymer matrix, with their integration facilitated by a binder composed of triacetin and glycerol monostearate. In contrast, the composite containing both starch and rice husk exhibited a heterogeneous
filler distribution. It was also noted that the obtained samples underwent biodegradation in compost under
laboratory conditions.

2025-04-08
Тиен, Х. Н., Нгуен, В. М., До, В. М.

Проведено исследование кинетики процесса получения нанопорошка металлического никеля путем водородного восстановления гидроксида никеля Ni(OH)2 в изотермических условиях. Исходный
Ni(OH)2 получен методом химического осаждения из водных растворов нитрата никеля Ni(NO3)2
(10 мас. %) и гидроксида натрия NaOH (10 мас. %) при комнатной температуре и pH = 9 с непрерывным перемешиванием реакционной смеси. Процесс водородного восстановления проведен в трубчатой печи в температурном интервале от 275 до 300 °C. Установлено, что константа скорости
процесса восстановления гидроксида никеля при температуре 300 °C примерно в 1,86 раза выше, чем
при 275 °C. Соответственно за 60 мин восстановления степень превращения при 300 °C оказывается на 1,4 раза больше, что свидетельствует о существенном влиянии температуры на скорость
процесса. Рассчитанная энергия активации процесса составляет около 68 кДж/моль, что указывает
на кинетический режим реагирования. Показано, что наночастицы никеля, синтезированные водородным восстановлением нанопорошков гидроксида никеля при 300 °C, представляют собой преимущественно плоские чешуйки (средний размер – около 96 нм) со значительной агломерацией.

A study was conducted on the kinetics of obtaining metallic nickel nanopowder through the hydrogen
reduction of nickel hydroxide (Ni(OH)2) under isothermal conditions. The initial Ni(OH)2 was obtained
by chemical precipitation from aqueous solutions of nickel nitrate (Ni(NO3)2, 10 wt. %) and sodium hydroxide
(NaOH, 10 wt. %) at room temperature and pH = 9, with continuous stirring of the reaction mixture.
The hydrogen reduction process was carried out in a tubular furnace within a temperature range
of 275–300 °C. It was found that the rate constant for nickel hydroxide reduction at 300 °C is approximately 1.86 times higher than at 275 °C. Accordingly, after 60 minutes of reduction, the degree of conversion at 300 °C
is 1.4 times greater, indicating a significant effect of temperature on the reaction rate. The calculated activation
energy of the process is about 68 kJ/mol, suggesting a kinetic-controlled reaction mechanism. It was shown that
nickel nanoparticles synthesized by hydrogen reduction of nickel hydroxide nanopowders at 300 °C
predominantly form flat flakes (average size ~96 nm) with significant agglomeration.

2025-04-08
Шабловский, О. Н.

Изучена макроскопическая форма линии роста кристалла в переохлажденном расплаве чистого вещества. Центральным пунктом проведенного анализа является учет пространственной неоднородности переохлаждения на фазовой границе кристаллизации. Показано, что существует пороговое значение параметра неоднородности, и этому порогу соответствует периодическая по поперечной направлению роста координате ячеистая структура фронта кристаллизации. Отношение периода структуры к радиусу кривизны отдельной ячейки равно числу π. По обе стороны порога вершина линии роста имеет клиновидную форму, а при переходе через порог наблюдаются бифуркативные ситуации, обусловленные тем, что ячейки являются промежуточной структурой между плоским фронтом и дендритами. Анализ выполнен для случая, когда малой величиной первого порядка малости является угол между нормалью и осью симметрии линии роста. В рамках такого приближения уравнение роста имеет вид уравнения Бюргерса. Известным в литературе точным решениям этого уравнения дана новая физическая интерпретация, позволившая рассмотреть следующие процессы: волна возмущения, вызванного разрывом кривизны; волна разрушения - предвестник расщепления вершины; излом - сильный разрыв угла заострения; опрокидывание линии роста - предвестник втягивания внутрь носика вершины. Выполнен сопоставительный анализ устойчивого и неустойчивого изломов линии роста. Обнаружено, что различия между затуплением вершины за изломом и опрокидыванием обусловлены именно направлением перехода через пороговое значение параметра неоднородности. Даны примеры расчетов, иллюстрирующие свойства скорости волн возмущения и разрушения.

The paper studies the macroscopic shape of the crystal growth line in a supercooled melt of a pure substance. The analysis focuses on the spatial heterogeneity of supercooling at the crystallization phase boundary. The paper shows that there is a threshold value of the heterogeneity parameter, and this threshold corresponds to the cellular structure of the crystallization front which is periodic along the coordinate transverse to the growth direction. The ratio of the structure period to the curvature radius of an individual cell is equal to π. The tip of the growth line is wedge-shaped on both sides of the threshold. When crossing the threshold, bifurcated situations are observed, since the cells are an intermediate structure between the flat front and the dendrites. The paper analyses the case when the small value of the first order of smallness is the angle between the normal and the symmetry axis of the growth line. Under this approximation, the growth equation has the form of the Burgers equation. A new physical interpretation is given to the exact solutions of this equation known in the literature, which allows considering the following processes: a disturbance wave caused by the curvature rupture; a destruction wave is a precursor of tip splitting; a rupture is a strong discontinuity of the sharpness angle; overturning of the growth line is a precursor to the tip neck introvolution. The paper comprehensively analyses stable and unstable ruptures of the growth line. It reveals that the differences between the blunting of the tip behind the rupture and overturning are explained by the direction of the transition through the threshold value of the heterogeneity parameter. The paper gives calculation examples illustrating the properties of the velocity of disturbance and destruction waves.

2025-04-07
Петрачков, С. А., Гегедеш, М. Г.

Введение. Необходимость совершенствования способов размещения и крепления грузов на подвижном составе обусловлена постоянным расширением ассортимента перевозимых грузов, увеличением максимальных скоростей движения грузовых поездов, а также разработкой и внедрением в перевозочный процесс новых конструкций грузовых вагонов. Предлагаются новые конструкции устройств для крепления грузов, в том числе длинномерных. При этом принятые в практике перевозок методы расчета схем погрузки и крепления грузов не позволяют сделать вывод о надежности таких нестандартных устройств и их удерживающих свойств.

Материалы и методы. Выполнено исследование напряженно-деформированного состояния, разработанного авторами удерживающего устройства для фиксации арочного длинномерного груза на железнодорожном подвижном составе. Нагрузки, действующие на устройство в продольном и поперечном направлениях, определены аналитическим способом.

Результаты. Получены значения нормальных, эквивалентных (по Мизесу) напряжений и деформаций разработанной конструкции при самых неблагоприятных условиях ее нагружения. Обсуждение и заключение. Результаты полученных на основе конечно-элементного анализа расчетов позволили выработать рекомендации по применению предлагаемой конструкции для фиксации рассматриваемого длинномерного груза от опрокидывания и поступательных перемещений в продольном и поперечном направлениях.

Introduction. The need to improve the ways of placing and securing goods on rolling stock is determined by the constant expansion of the range of goods transported, an increase in the maximum speeds of freight trains, as well as the development and implementation of new railway cars designs in the transportation process. New designs of devices for arched loads, including long goods, are proposed. At the same time, the methods of analysing freight handling and cargo fastening schemes adopted in the practice of transportation do not allow us to conclude about the reliability of such non-standard devices and their retaining properties.

Materials and methods. A study of the stress-strain state of a fastening device for an arched long good on a rolling stock is performed. The loads acting on the device in the longitudinal and transverse directions are determined analytically.

Results. The values of normal, equivalent (according to Mises) stresses and deformations of the developed structure under adverse conditions of its loading are obtained. Discussion and conclusion. The results of the calculations obtained on the basis of nite element analysis made it possible to develop recommendations for the application of the proposed design to arched long goods to eliminate tipping and translational movements in the longitudinal and transverse directions.

2025-04-07

Страницы