Установлены закономерности влияния температуры прессования в валковых прессах галургического мелкозернистого хлористого калия на производительность процесса гранулирования и физико-механические свойства гранулята в условиях сильвинитовой обогатительной фабрики ОАО «Беларуськалий». Показано, что увеличение температуры прессования со 120 до 142 °С существенно повышает интенсивность процессов рекристализации частиц и образования расплава в местах контакта частиц в зоне пластической деформации, что обеспечивает большую прочность межчастичных контактных связей за счет образования дополнительных связей кристализационного типа. При этом фракционный состав гранулята практически не изменяется. Выявлено только незначительное снижение динамической прочности гранулята в результате небольшого увеличения количества трещин в гранулах, что не является критичным для получения качественного готового продукта. В целом увеличение температуры прессования галургического мелкозернистого хлористого калия до 140–145 °С позволяет без реконструкции существующих производственных линий повысить производительность грануляционных установок до 130 % при сохранении высоких прочностных и гранулометрических характеристик готовой продукции. При этом переход на более высокие температуры прессования требует решение проблемы интенсивного налипания соли на рабочих поверхностях валков валковых прессов на основе технической модернизации существующих установок прессования с учетом выработанных рекомендаций.

Проведено исследование вибронагруженности основных элементов персональных электрических транспортных средств и поиск путей снижения вибрационных характеристик. Рассмотрены вопросы измерения вибрации, возникающей на велосипеде, который приводится в движение мускульной силой человека и электроприводом. Измерения виброускорения и частотных спектров на определенном участке движения осуществлялись с помощью анализатора спектра «Октава-101ВМ» в три этапа. На первом этапе электровелосипед приводился в движение с помощью педального привода, на втором – электроприводом, на третьем – педали и электропривод работали параллельно. В результате проведенных испытаний установлено, что наибольшая вибрация происходила в режиме «Мотор» в процессе использования электровелосипеда, наименьшая вибрация – при езде с выключенным электродвигателем. Обнаружено, что электропривод увеличивает уровень вибрации (при этом у электровелосипеда по всем осям не происходит превышения предельно допустимых значений уровней вибраций). С целью уменьшения возникающей от электродвигателя вибрации на персональном электротранспорте разработана компьютерная 3D-модель и изготовлен по данной модели на 3D-принтере безвоздушный колесный движитель (колесо для электросамоката с внутренним демпфированием). Стендовые испытания показали, что разработанное колесо в сравнении с пневматической шиной имеет меньшее (до 45 %) пятно контакта. Полученные результаты можно использовать при разработке конкурентоспособной продукции, в частности персонального электротранспорта.

Рассмотрено напряженное состояние поверхностного слоя в зоне контакта сопряженных зубьев цилиндрических зубчатых колес, которое характеризуется не только поверхностными, но и глубинными эквивалентными напряжениями. Показано, что при контактном нагружении напряженное состояние поверхностного слоя неоднородное и зависит от расстояния от поверхности. Выполнены анализ и обоснование расчетной модели напряженного состояния диффузионного слоя в зоне контакта сопряженных зубьев поверхностно упрочненных зубчатых колес. Уточнено значение коэффициента, учитывающего влияние нормальных напряжений на эффективность касательных. Достоверность и обоснованность модели расчета напряженного состояния поверхностного слоя в зоне контакта сопряженных зубьев поверхностно упрочненных зубчатых колес оценивали по результатам натурных стендовых испытаний зубчатых передач, изготовленных из цементуемой стали 20ХГНР. Значения контактных напряжений в полюсе зацепления зубьев корректировали с учетом концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца. Глубину выкрашивания поврежденных зубьев определяли путем замеров слепков, снятых с зубьев каждой исследованной шестерни с использованием метакриловой смолы. Установлено, что зона зарождения глубинного контактного выкрашивания для шестерен с модулем 6,5 мм находится на глубине залегания расчетных максимальных эквивалентных касательных напряжений. Согласованность результатов расчета с экспериментальными данными показывает обоснованность применения расчетной модели напряженного состояния для эвольвентных зубчатых колес.

Выполнен анализ теоретических и экспериментальных исследований одного из важнейших параметров нитрида галлия с кристаллической структурой типа вюрцита – теплопроводности. Так как перенос тепла в нитриде галлия осуществляется главным образом с помощью фононов, его теплопроводность имеет температурную зависимость, характерную для большинства неметаллических кристаллов: увеличивается пропорционально третьей степени температуры в области низких температур, достигает своего максимального значения при температуре, приблизительно равной 1/20 от дебаевской, и уменьшается пропорционально температуре в области высоких температур. Показано, что в зависимости от условий (технология изготовления образца, кристаллографическое направление, концентрация примеси и других дефектов, изотопный состав) теплопроводность нитрида галлия может находиться в большом диапазоне значений, что указывает на важность определения этого параметра именно тех образцов материала, которые используются в конкретных приложениях. Теплопроводность нелегированного изотопно-чистого нитрида галлия при комнатной температуре оценивается на уровне 5,4 Вт/(см·К). Максимальная теплопроводность, достигнутая для объемного образца из монокристаллического нитрида галлия, равна 2,79 Вт/(см·К).

Представлены результаты численного исследования теплоаэродинамических характеристик аппаратов воздушного охлаждения с установленной вытяжной шахтой. Исследования проведены для аппаратов воздушного охлаждения с четырехрядными пучками оребренных труб, установленных в шахматном порядке. Численное моделирование осуществлялось с использованием газодинамического решателя Ansys Fluent. Для замыкания уравнений Рейнольдса применялись κ-ω модели переноса сдвиговых напряжений Ментера. Полученные численные результаты позволили визуализировать течение воздуха в пучке и вытяжной шахте, установить неравномерность скоростей и температур. Показано, что распределение температуры в потоке, проходящем через вытяжную шахту, зависит от высоты вытяжной шахты. Установлено, что при малых высотах шахты в следе за пучком из-за колебательного движения следа формируется динамическая и температурная неоднородность, которая приводит к подсосу холодного воздуха через шахту из окружающей среды. При увеличении высоты шахты температурная неоднородность сдвигается вверх по ходу воздуха в шахте, и неустойчивость затухает. Получено, что максимальная теплоотдача при одинаковых гидравлических потерях достигается при установке шахты с высотой H > 1,16 м. Полученные результаты могут быть использованы для модернизации существующих аппаратов воздушного охлаждения, а также при проектировании новых аппаратов с вытяжной шахтой.

Представлены научные основы проектирования глушителей шума двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с утилизацией теплоты отработавших газов, обеспечивающих выпуск газовых потоков с улучшенными газодинамическими и акустическими характеристиками. Изучен термодинамический анализ процессов утилизации энергии отработавших газов. Термодинамический анализ показал, что утилизация теплоты отработавших газов приводит к повышению термического коэффициента полезного действия (КПД) цикла Отто. Выполнен также эксергетический анализ теплообменных процессов в глушителе и определены пути повышения его термодинамической эффективности. Установлено, что глушитель шума с размещенным внутри теплообменником-змеевиком с позиции второго закона термодинамики, выраженного посредством эксергетического анализа, является более совершенной термодинамической системой по сравнению с обычным глушителем. Дано математическое описание процессов утилизации в условиях внешнего теплового воздействия, при этом выявлен характер влияния теплового воздействия на изменение давления, температуры и плотности. На основе метода Л.А. Вулиса получены аналитические уравнения изменения давления, температуры и плотности. Процессы утилизации энергии отработавших газов способствуют снижению температуры газов, возрастанию плотности, уменьшению скорости потока и падению давления, то есть имеет место эффект (закон Л.А. Вулиса) теплового торможения газового потока, обусловливающего снижение уровня шума при меньшем противодавлении и увеличении КПД двигателя.

Исследован процесс сушки масличных семян во взвешенном слое с целью повышения производительности, снижения энергозатрат и повышения качества семян для их многоцелевого использования. Для изучения процесса сушки семян сельскохозяйственных масличных культур разработана, испытана, оптимизирована и внедрена экспериментальная установка для сушки семян во взвешенном слое. Разработанная установка для сушки семян во взвешенном слое проста по конструкции и удобна в применении, имеет высокую производительность. Она также позволяет автоматизировать процесс и продемонстрировала высокий уровень эксплуатационной безопасности во время испытаний. Чтобы оценить эффективность процесса сушки семян во взвешенном слое с применением разработанной установки были отобраны три вида семян масличных сельскохозяйственных культур: семена льна, винограда и облепихи белой. Результатами проведенных исследований процесса сушки с использованием разработанной установки являются: увеличение скорости процесса сушки; сокращение времени технологической обработки; снижение энергопотребления; снижение затрат на переработку; снижение себестоимости продуктов переработки; повышение качества продуктов переработки за счет повышения степени равномерности сушки и обеспечения сохранения основных свойств семян в процессе термической обработки, главным образом при снижении степени окисления растительных жиров в их компонентах. За счет рационализации процесса сушки масличных семян, основанной на обработке во взвешенном слое, решен ряд задач, стоящих в настоящее время перед предприятиями, которые заняты первичной переработкой сельскохозяйственной продукции. Использование результатов исследования позволит повысить производительность, уменьшить потребление электроэнергии и затраты на переработку, снизить степень окисления растительных жиров в составе семян и повысить их качество для последующего применения в пищевой промышленности, медицине, косметологии, фармацевтике и т.д.

Представлен метод оценки точности позиционирования источника с использованием нового фантома для проведения процедур контроля качества аппликаторов в брахитерапии. Приведено описание фантома для проведения измерения в рамках процедур контроля качества аппликаторов для брахитерапии, которые в виде стержня размещаются в фантоме на расстоянии 2–4 см от места расположения ионизационной камеры. Проведены измерения мощности воздушной кермы от источника и расчет расстояния от источника до ионизационной камеры. Выполнено сравнение измеренных значений расстояний со значениями, полученными при измерении по рентгеновским изображениям аппликатора с расположенным в нем источником либо рентгеноконтрастными маркерами. Зафиксированные при помощи разработанного фантома параметры хорошо согласуются с показателями, полученными при использовании установленного в процедурном помещении рентгеновского аппарата (p > 0,05). Применение предложенного фантома позволит не только определить точность установки источника излучения в позиции пребывания в канале аппликатора, но и проводить верификацию планов облучения для различных типов аппликаторов, в том числе с использованием экранирующих блоков.

Представлены результаты расчетных исследований количества твердых высокоактивных и долгоживущих среднеактивных радиоактивных отходов (ВАО и ДСАО), образующихся при нейтронной активации материалов конструкций, прилегающих к активной зоне реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС, в зависимости от времени после окончательного останова реактора. Оценка объемов ВАО и ДСАО активационного происхождения, образующихся за 60 лет эксплуатации реактора ВВЭР-1200, выполнена на основании расчетных исследований наведенной активности конструкционных и защитных материалов с использованием реакторных и Монте-Карло программных кодов (SERPENT 2, ТВС-М, DYN3D, MCU-PD). В результате рассчетных исследований установлено, что массы и объемы активированных материалов, по уровням загрязнения относящихся к ВАО и ДСАО, в течение 10 лет после окончательного останова реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС будут составлять соответственно 273 т и 43 м3 . В интервале 30–70 лет выдержки массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 262 т и 33 м3 . При выдержке от 100 до 200 лет массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 118 т и 15 м3 . Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов конструкций выгородки, шахты, наплавки, корпуса реактора, блока защитных труб (БЗТ), пространства под активной зоной, теплоизоляции в течение 10 лет после останова реактора будут вносить изотопы 55Fe (период полураспада 2,7 года), 60Co (5,27 года) и 63Ni (96 лет), а после 10 лет выдержки – 63Ni. Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов поглощающих элементов (ПЭЛ) с Dy2TiO5 в течение всего срока хранения будет вносить 63Ni.