Научно-практический рецензируемый журнал
Научный журнал «Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук» («Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук») зарегистрирован Министерством информации Республики Беларусь 18 мая 2009 г. в Государственном реестре средств массовой информации за № 391. Периодичность – 4 номера в год. Территория распространения – Республика Беларусь, зарубежные страны (по подписке и в розницу).
В журнале публикуются результаты научных исследований, проводимых в Национальной академии наук Беларуси, других научных учреждениях и вузах республики, а также стран зарубежья по широкому спектру направлений физико-технических наук, включая материаловедение и машиностроение, энергетику, в том числе атомную, механику, тепло- и массообменные, информационные технологии, электронику, приборостроение, нанотехнологии, техническую диагностику, неразрушающий контроль, безопасность технических систем и природных объектов.
Журнал входит в «Перечень научных изданий Республики Беларусь для опубликования результатов диссертационных исследований», включен в базу данных Российского индекса научного цитирования (РИНЦ), а также в международные базы данных Сhemical Abstracts, EBSCO (база данных Academic Search Complete), CNKI (China National Knowledge Infrastructure), DOAJ (Directory of Open Access Journals). Содержание номеров журнала и аннотации опубликованных статей размещаются на сайтах издателя (belnauka.by) и НАН Беларуси (nasb.gov.by).
Объем журнала – 88 с.
Внесен в каталог подписных изданий Республики Беларусь: индекс для индивидуальной подписки – 74843, ведомственной – 748432.
Текущий выпуск
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯ
Представлены результаты исследования структуры и свойств двух составов пористых композиционных материалов системы CaO–MgO–FeO(Fe2O3)–Al2O3–SiO2 на основе базальтового волокна, сформированных в процессе термоциклирования. Изготовленные из шихты I состава образцы имели следующую структуру: базальтовое волокно (37 мас.%) + муллитокремнеземистое волокно (19 мас.%) + модификатор Al2(SO4)3 в качестве связки (11 мас.%) + порообразователь (19 мас.%) + фарфор в качестве упрочнителя (4 мас.%) + пластификатор (11 мас.%); II состава: базальтовое волокно (52 мас.%) + SiO2 (15 мас.%) + порообразователь (1 мас.%) + фарфор (алюмосиликат) в качестве упрочнителя (6,5 мас.%) + пластификатор (КМЦ, 6,5 мас.%) + известняковая мука (карбонат кальция, CaCO3, 19 мас.%). Термоциклирование проводилось в трех диапазонах температур 750–770 °С, 1025–1075 °С, 1070–1090 °С с целью получения определенных структуры и свойств композитов, спрессованных под давлением 20, 40 и 60 МПа. Для контроля морфологии поверхности, изменения фазового состава, аморфности и параметров тонкой структуры, пористости, проницаемости и прочностных свойств проводили оценку образцов на каждом цикле процесса. На основе установленных закономерностей структурообразования предложены режимы формирования порового пространства с сохранением пористости не ниже 45 %, прочности – 5–25 МПа, усадки в процессе спекания – не более 20 %. Исследованные композиционные материалы могут быть использованы для создания фильт- рующих элементов систем разделения, очистки, преобразования жидких и газообразных сред.
Исследованы технологические характеристики твердосплавных пластин марки BYTC производства Института технологии металлов Национальной академии наук Беларуси (ИТМ НАН Беларуси) с упрочняющими плазменными покрытиями TiN, TiAlSiCr, TiAlN, TiAlCrN. Показано, что основная фаза покрытий имеет кубическую структуру, которая обеспечивает им высокую твердость (TiN – HV 2414; TiAlSiCr – HV 3570; TiAlN – HV 2692; TiAlCrN – HV 2647) и низкий коэффициент трения (0,25–0,40). Сплошная пленка толщиной 2,0–4,0 мкм с микротвердостью 2414–3570 HV наносилась на твердосплавную пластину с помощью технологии вакуумного напыления (PVD). Установлено, что наиболее перспективными для промышленного использования являются покрытия из нитрида титана (TiN) благодаря сравнительной простоте технологии и меньшей себестоимости нанесения, а также достаточно большому ресурсу рабочих кромок, что обеспечивает повышение в 4,1 раза стойкости твердосплавных пластин BYTC PNUA 110408 производства ИТМ НАН Беларуси с покрытием TiN при обработке коррозионностойкой стали марки 08ХГСДП. Разработанное покрытие может использоваться при изготовлении металлорежущего твердосплавного инструмента (фрезы, сверла, пластины и др.).
МАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКА
Рассматривается задача контактного взаимодействия роликов клети (лифта) шахтного подъемного комплекса с направляющими проводниками при эксплуатации системы лифтоподъемника в вентиляционном стволе с учетом динамики движения воздушных потоков. Изучено влияние различных режимов работы вентиляционной установки, а также движения клети и противовеса на параметры контактного взаимодействия, возникающего между роликами клети и направляющими проводниками. Разработана численная модель контактного взаимодействия роликов клети с шахтными направляющими проводниками на основе метода конечных элементов. Построенная конечно-элементная модель позволяет производить оценку напряженно-деформированного состояния конструкционных элементов направляющих устройств при различных конфигурациях силового воздействия со стороны клети, а также определять величины критических нагрузок, которые могут вызывать остаточные деформации в направляющих проводниках. Анализ результатов исследований показал, что аэродинамические силы, возникающие при эксплуатации шахтных подъемных комплексов, оказывают существенное влияние на напряженно-деформированное состояние данной геотехнической системы, что подчеркивает необходимость их учета при проектировании элементов шахтного подъемного комплекса. Полученные результаты могут быть использованы для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации шахтных подъемных комплексов путем оптимизации их конструкций при проектировании для минимизации напряжений в узле контакта роликов клети с шахтными направляющими проводниками, а также для разработки рекомендаций по замене направляющих устройств в условиях многоциклового воздействия со стороны роликов клети.
С учетом накопленного на Старобинском месторождении практического опыта были разработаны четыре варианта технологических схем слоевой выемки Третьего калийного пласта на глубине свыше 900 м. Сравнение представленных вариантов технологических схем осуществлялось по следующим показателям: удельный объем горно-подготовительных работ; среднее содержание хлористого калия и нерастворимого остатка в руде; объем добычи руды в стандарте; коэффициент извлечения полезного компонента из недр. Отмечено, что более эффективными являются технологические схемы с последовательным порядком отработки выемочных столбов, где выемочные (панельные) выработки проводят отдельно для верхней и нижней лав, а существенным недостатком, усложняющим работу забойного конвейера и ведущим к ухудшению качества руды, является наличие в верхней лаве наклонного участка. Выбор определенного варианта слоевой выемки Третьего пласта с вовлечением в отработку 4-го сильвинитового слоя на глубинах более 900 м предлагается осуществлять с учетом привязки к горно-геологическим и горнотехническим условиям конкретного участка шахтного поля, поскольку представленные в работе данные свидетельствует о незначительном отличии вариантов технологических схем по всем принятым для сравнения показателям. Технологические схемы будут использованы при составлении проектов отработки выемочных столбов слоевыми лавами и войдут в соответствующие нормативные документы ОАО «Беларуськалий».
ЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕН
Выполнен краткий анализ актуальных разработок, исследований и применения двухфазных термосифонов в технике. Наиболее актуальным в данный момент является поиск перспективы применения термосифонов для охлаждения электроники (силовой и микроэлектроники). При этом рассмотрены и другие возможности использования данного теплообменного элемента: стабилизация температуры почвы, консервация вечной мерзлоты, охлаждение теплонагруженного оборудования, в составе систем кондиционирования теплообменников, а также в атомной промышленности. Особое внимание уделено выбору рабочей жидкости и поиску оптимального коэффициента наполнения устройства, способам интенсификации теплообмена и влиянию конструкции термосифона на его производительность.
Выполнен краткий обзор новых технологий, разработанных для использования при строительстве в холодных районах Китая с целью значительного снижения вреда, наносимого экологии, а также уменьшения экономических затрат на оплату теплоснабжения в зимний период и создания комфортного температурного режима в жилых помещениях при высоких летних температурах. Китайскими учеными созданы здания со сверхнизким энергопотреблением, которые не подключены к системе центрального коммунального теплоснабжения. Для высокоэффективного сохранения тепла в жилых помещениях в зимний период предлагается применять следующие технические решения: сборная конструкция здания, интегрированная с системой солнечного отопления; использование теплоаккумуляторов; разработка геотермальной туннельной системы вентиляции и отопления. Для снижения температуры в помещениях в летний период предлагается установка солнцезащитных систем здания, а также систем теплоизоляционных рулонных штор на дверь, окна и наружные стены. Установлено, что использование данных технологических разработок приводит к значительному снижению эксплуатационной себестоимости зданий и количества углеродных выбросов. Внедрение комплексной технологии в строительство жилых зданий в холодных климатических условиях обеспечит введение в эксплуатацию отопительных систем без коммунального теплоснабжения и снизит углеродный выброс за полный жизненный цикл.
ДИАГНОСТИКА И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ
На основе международной терминологии определен и сформулирован термин «источник»: величина, представляющая физическую и химическую форму, а также учитывающая время выброса продуктов деления и других аэрозолей из материалов активной зоны и бетона в атмосферу первичной защитной оболочки или в бассейн выдержки. Рассмотрены химические формы продуктов деления и радионуклиды, которые могут выделяться из активных зон современных легководных реакторов. Выполнено моделирование динамики распространения источника радиоактивных веществ с использованием программного пакета COMSOL Multiphysics методом LES с подсеточной моделью Смагоринского. Получены физически не противоречивые результаты, что указывает на корректную работу модели. Создан механизм для анализа распространения многокомпонентных потоков внутри защитной оболочки АЭС-2006. Работа поможет в уточнении данных для усовершенствования модели, созданной с использованием программного пакета COMSOL Multiphysics для моделирования пространственного распространения многокомпонентных потоков газов и радиоактивных аэрозолей под защитной оболочкой АЭС-2006 при авариях с выходом радиоактивных веществ и продуктов деления.
ISSN 2524-244X (Online)






























