Методическое пособие 761
.pdfcomparative evaluation of the oxidizing ability of metal salts of variable valence (Fe, Co) with respect to initiation of biodegradation processes under the influence of external factors - atmospheric air, natural water and soil
Key words: iron, cobalt, biodegradable polymers, biodegradation, fatty acid salts, strength, elongation, waste
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Voronezh State University of Engineering Technologies»
УДК 504; 551.7
Л.М. Бухман, С.Н. Бухман
ПУТИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО КАРЬЕРА ЯБЛОНЕВЫЙ ОВРАГ (САМАРСКАЯ ОБЛАСТЬ) ПОСЛЕ ЕГО ОТРАБОТКИ
Обсуждены несоответствия целей и задач природного национального парка «Самарская Лука» и деятельности по разведке и разработке полезных ископаемых на его территории, которая противоречит статусу заповедника. Приведена характеристика разреза верхнекаменноугольных и нижнепермских отложений, вскрытого карьером Яблоневый Овраг, как уникального геологического объекта. Излагаются результаты изучения особенностей строения разреза, отобранных образцов минералов и комплексов органических остатков. Предложены пути сохранения и эффективного использования геологического разреза Яблоневый Овраг (Самарская область) после отработки горнодобывающего карьера, на основе создания геологического парка (геопарка), где сконцентрированы уникальные и редкие геологические объекты
Ключевые слова: карьерные разработки, геологический памятник природы, гипостратотип, стратотип, геопарк
Карьер Яблоневый Овраг находится на территории национального парка «Самарская Лука», после создания, которого уже в 1990 г. принимались решения о завершении карьерных разработок с переходом к рекультивации и постепенном выносе или перепрофилировании предприятий [1]. На территории национального парка запрещается любая деятельность, которая может нанести ущерб природным комплексам, в том числе разведка и разработка полезных ископаемых [2]. Добыча, транспортирование и первичная переработка природного минерального сырья способствует загрязнению природной среды. Более того, мы можем навсегда лишиться уникальных природных образований, ведь, в отличие от других, геологические объекты не могут быть восстановлены.
В 1997 году на международном геологическом конгрессе в Пекине была предложена новая форма охраны геологической среды путем создания геологических парков (геопарков)
– территорий, на которых сконцентрированы уникальные и редкие геологические объекты, отличающиеся особой живописностью. К таким объектам относятся естественные и искусственно созданные обнажения горных пород, учебно-геологические тропы, демонстрационные рудники и коллекции минералов, хранящихся в геологических музеях. В числе основных целей создания геопарков – сохранение объектов геологического наследия, активная пропаганда среди населения естественнонаучных знаний и бережного отношения к природе, развитие местной экономики. Первый российский геопарк «Алтай» создан в 2015 году.
Разрез «Яблоневый овраг», предлагаемый в качестве гипостратотипа гжельского яруса, стратотипа границы каменноугольной и пермской систем и стратотипа фузулинидовых зон гжельского яруса, предлагается в качестве стратиграфического геологического памятника природы (ГПП) мирового ранга с заказным режимом охраны.
Карьером Яблоневый Овраг в поселке Яблоневый Овраг Жигулевского района вскрыт наиболее полный разрез верхнекаменноугольных и нижнепермских отложений (рис. 1). В результате многолетних исследований Д.М. Раузер-Черноусова, С.Е. Розовской, И.С. Муравьева и др. проведено дробное био- и литостратиграфическое расчленение рассматриваемого разреза [3]. Исследования свидетельствуют об отсутствии в разрезе «Яблоневый овраг» существенных перерывов. По полноте характеристики, степени обнаженности и доступности он удовлетворяет требованиям, предъявляемым к эталонным разрезам.
Мы проводили изучение разреза «Яблоневый овраг» с 2008 года в ходе экскурсионных поездок в карьер. Нами изучались особенности строения разреза, петрографические ти-
121
пы пород, отбирались образцы минералов и комплексы органических остатков [4, 5]. Он сложен карбонатными породами без резких фациальных переходов, что позволяет проследить эволюцию фауны.
Рис. 1. Разрез верхнекаменноугольных и нижнепермских отложений (оригинальный)
В карьере (от наиболее высокой здесь точки Жигулей до уреза воды Жигулевского водохранилища) вскрыт разрез отложений касимовского и гжельского ярусов верхнего отдела каменноугольной системы и ассельского яруса пермской системы общей мощностью 213 м [6, 7]. Отложения касимовского яруса наблюдаются в нижних уступах карьера. Они включают редкие остатки криноидей, фораминифер, мшанок, кораллов, гастропод, брахиопод, наутилоидей и кораллов [8]. Карьером вскрыт непрерывный разрез отложений гжельского яруса. Здесь встречаются остатки фораминифер, кораллов, брахиопод, моллюсков, криноидей, мшанок и гастропод (рис. 2, 3). Отложения ассельского яруса пермской системы обнажаются в средней части по обоим склонам оврага. Снизу встречаются фораминиферы, мшанки, кораллы, брахиоподы, выше – основной маркирующий горизонт III, выше которого зоны с кораллами и редкими остатками фораминифер.
Отложения, предположительно относимые к сакмарскому ярусу пермской системы, в районе Яблоневого оврага маломощны и плохо обнажены; полностью разрез вскрыт в уступах карьера. Здесь встречаются радиальнолучистые агрегаты кальцита и арагонита (рис. 4а). В карстовых полостях в результате процесса вторичной кальцитизации образуются друзы «медовых» кальцитов (рис. 4б).
Хорошие обнажения отложений казанского яруса находятся по бортам Яблоневого оврага выше поселка; карьером вскрыта лишь незначительная нижняя часть разреза, включающая светло-серые массивные доломиты с редкими остатками гастропод, двустворчатых моллюсков и брахиопод.
122
Рис. 2. Отпечатки колоний мшанок
( Электронный доступ: https://www.ammonit.ru/tag/38/foto/7617.htm)
Рис. 3. Отпечатки брахиопод – а и гастропод – б (оригинальный)
Рис. 4. Радиальнолучистые агрегаты кальцита и арагонита – а; друза «медовых» кальцитов – б
(оригинальный)
123
Таким образом, разрез «Яблоневый овраг» характеризуется практически стопроцентной обнаженностью вскрытых здесь карьером отложений верхнего карбона и нижней перми от зоны Triticites acutus до зоны Sch. sphaerica. Этот разрез как геологический памятник природы содержит информацию об условиях осадконакопления, климате и уровне развития жизни в определенное время, и тем самым как бы демонстрируют историю развития небольшого участка планеты в геологическом прошлом, измеряемом десятками и сотнями миллионов лет. По типу геологических памятников он относится к стратиграфическим (стратотипические разрезы) и палеонтологическим (скопления вымерших организмов и растений) [9]. По сути, этот уникальный геологический объект представляет собой музей под открытым небом.
Мировой опыт сохранения, изучения и использования геологических объектов особой научной и образовательной ценности показывает, что одной из форм этой деятельности является активное развитие геопарков [10]. Для сохранения разреза «Яблоневый овраг» как уникального геологического объекта для отечественной и мировой науки не требуется больших затрат на рекультивацию. Предлагается после прекращения разработок в карьере обустроить специальные зоны, где имеют место искусственные геологические обнажения и выходы отложений на дневную поверхность: очистить на отдельных участках вертикальные срезы геологических напластований от щебня, осыпей, сделать дорожки и площадки для удобного обозрения [11]. При этом данные участки следует оборудовать специальными табличками и тропами (маршрутами). Таблички должны содержать геологическую информацию в доступной для посетителей форме [12]. В результате туристы получат наглядное пособие по геологии. Таким образом, горнодобывающий карьер после отработки и рекультивации может выполнять культурно-просветительную миссию и расширять возможности образовательной сферы в регионе. Для геологов, в том числе и иностранных, это будут опорные разрезы, эталоны при изучении палеонтологии и стратиграфии карбона и перми, для поселка Яблоневый Овраг и города Жигулевска – появление новых рабочих мест.
Литература
1.«Зеленая книга» Поволжья: Охраняемые природные территории Самарской области
/А.С. Захаров, М.С. Горелов. – Самара: «Кн. изд-во», 1995. – 352 с.
2.Положение о национальном парке «Самарская Лука» утверждено приказом Минприроды России от 25.02.2015 N 69 (с изм., внесенными решением Верховного Суда РФ от 02.09.2015 N АКПИ15-681) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://npsamluka.ru/polozh (Дата обращения 14.10.17).
3.Муравьев И.С. Верхнекаменноугольные и нижнепермские отложения Самарской Луки / И.С. Муравьев, Н.В. Ермошкин, Е.С. Шуликов. - Казань: Изд-во «Казанского университета», 1983. – 120 с.
4.Бухман Л.М., Бухман Н.С. Концепции современного естествознания: лабораторный практикум / Л.М. Бухман, Н.С. Бухман. – Самара: Изд-во «Самарский гос. арх.-строит. ун-
т», 2011. – 252 с.
5.Бухман Л.М., Бухман Н.С. Концепции современного естествознания. Часть 2 Био-
логическая и геологическая эволюция: учебное пособие / Л.М. Бухман, Н.С. Бухман. – Са-
мара: СГАСУ, 2013. – 202 с.
6.Васильева Е.Л. Стратотипы и опорные стратиграфические разрезы, изученные по материалам скважин Самарской области / Е.Л. Васильева // Ашировские чтения: труды XI Международной научно-практической конференции. – Т. I. – Самара: Изд-во «СамГТУ», 2014. – С. 193-201.
7.Постановления Межведомственного стратиграфического комитета России и его постоянных комиссий. Вып. 40. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011. – 40 с.
8.Бухман Л.М., Баранова М.Н. Геологическая история образования отложений, гео-
124
хронология и полезные ископаемые Самарской области: учебное пособие / Л.М. Бухман, М.Н. Баранова. – Самара: СГАСУ, 2016. – 94 с.
9.Геологический словарь. В трѐх томах. Издание третье, перераб. и доп. / Гл. ред. О.В. Петров. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2012.
10.Петров О.В. Сохранение геологического наследия России / О.В. Петров, И.Я. Гогин, М.С. Вдовец // Уникальные геологические объекты России: сохранение и рекреационный потенциал: тр. Международной конференции. – СПб.: ВСЕГЕИ, 2013. – С. 72-74.
11.Бухман Л.М., Бухман С.Н. Геологический разрез Яблоневого Оврага как уникальный геологический объект России: пути сохранения и эффективного использования / Л.М. Бухман, Н.С. Бухман // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Естественные науки и техносферная безопасность сборник статей. – Самара, 2017. – С. 82-86.
12.Бартенев В.К., Зинюков Ю.М., Горюшкин В.В. Латненское месторождение огнеупорных глин – уникальный природно-техногенный объект в центральном черноземье: геология и полезные ископаемые, мониторинг, геотуризм / В.К. Бартенев, Ю.М. Зинюков, В.В. Горюшкин / Уникальные геологические объекты России: сохранение и рекреационный потенциал: тр. Международной конференции. – СПб.: ВСЕГЕИ, 2013. – С. 15-19.
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
L.M. Bukhman, S.N. Bukhman
METHODS OF EFFECTIVE USE OF THE TERRITORY'S MINING CAREER YABLONEVYY
OVRAG (SAMARA REGION) AFTER WORKING OUT
Discussed discrepancy of the goals and objectives of a national Park «Samarskaya Luka» and the activities of the exploration and development of mineral resources on its territory, which is contrary to the status of the reserve. The characteristics of the cut section of upper Carboniferous and lower Permian deposits, opened by the Yablonevyy Ovrag quarry, as a unique geological object. Presents the results of studying of features of structure, samples of minerals and complexes of organic residues. Proposed methods of conservation and efficient use of the geological section of the Yablonevyy Ovrag (Samara oblast) after the mining of the quarry, through the establishment of a geological Park (Geopark), where unique and rare geological features
Key words: career development, geological monument of nature, hypostratotype, stratotype, geopark
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Samara State Technical
University»
УДК 536.25
А.Ю. Трошин
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИСХОДЯЩИХ В СТАЦИОНАРНО РАСПОЛОЖЕННОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАКЕ, А ТАКЖЕ ПРИ ЕГО ПОВОРОТЕ НА ЗАДАННЫЙ УГОЛ ВОКРУГ ОСИ СИММЕТРИИ
В работе приводится математическая модель, и методика расчета полей течения и температуры в поперечном сечении цилиндрической части бака с криогенным топливом
Ключевые слова: криогенные цилиндрические емкости, конвективный тепломассоперенос, тепловой поток, распределение полей течений и температур
1. Введение
В последние годы сложилось новое направление в науке и технике, связанное с использованием в энергоустановках низкотемпературных систем. Внимание ученых обращено на поиски долговременной и перспективной замены традиционных углеводородных топлив: нефти, природного газа, угля. Одной из возможностей их замены является использование жидкого водорода, метана, кислорода. Примером успешного применения сжиженных газов
125
является использование их в качестве горючего в ракетно-космической и авиационной технике. Таким образом, в связи с возможным применением криогенной техники в различных областях промышленности, особое внимание уделяется разработке оборудования для хранения и транспортировки жидких низкотемпературных продуктов, т.е. возникла острая необходимость в исследовании и моделировании теплообменных процессов, происходящих внутри закрытых емкостей с криогенными средами. Целью данной работы является определение полей течения и температуры в поперечном сечении топливного бака частично заполненного криогенным топливом, как в спокойном состоянии, так и в случае его поворота на заданный угол относительно оси симметрии.
2. Постановка задачи
Рассмотрим горизонтальный цилиндрический бак с радиусом R = 2 м и длинной L = 5 м, не полностью заполненный криогенным топливом до высоты H = 3,2 м. Среда внутри бака неоднородна и поверхность раздела фаз параллельна его оси. Имеется капиллярный сток заданной мощности V0 = 0,8. К внешней поверхности цилиндра подводится равномерный тепловой поток q. Предполагается, что свободная поверхность жидкости является плоской и недеформируемой, трение на ней отсутствует. Внешняя массовая сила k перпендикулярна оси цилиндра (рис. 1). В топливном баке криоагент разделяется на две фазы газообразную и жидкую. Известны теплофизические характеристики оболочки, а также жидкого и газообразного метана. Задана плотность внешнего теплового потока q = 0,5 – 0,8 Вт/м2, равномерно распределенного по поверхности рассматриваемого цилиндра и степень заполнения сосуда жидкостью от 0,6 до 0,9 объема. Начальная температура внутри цилиндра и в его оболочке – 70 К. Заданный промежуток времени поверхность раздела фаз находится в горизонтальном положе-нии. Далее в момент времени Т происходит мгновенный поворот емкости относительно зеркала жидкости на угол и поверхность раздела фаз некоторое время удерживается в таком положении (рис.1). Затем в момент времени Т система возвращается в исходное положение, т.е. рассматривается один такт процесса качания. Угол поворота цилиндра вокруг своей оси принимает значения = 50 - 150.
Рис. 1. Схема рассматриваемого бака с криогенным компонентом жидкости (оригинальный)
Рис. 2. Схема поперечных сечений (оригинальный)
126
Известно, что нестационарный прогрев жидкости в сосуде при подводе тепла извне и при наличии внешней массовой силы сопровождается повышенным конвективным движением в области смачивания жидкой фазой горячей поверхности газового объема наддува, а также в зоне соприкосновения жидкости с прогретой стенкой газовой области.
Изначально трехмерная задача сводится к двумерной путем разбиения цилиндрического бака плоскостями перпендикулярными его оси, т. е. в каждом отдельном сечении задача не зависит от z (рис. 2).
3. Математическая модель
Рассмотрим изменение во времени полей температур, скоростей и функции тока в каждом из поперечных сечений бака до и после его поворота вокруг своей оси на заданный угол. Эти поля описываются системой дифференциальных уравнений Навье – Стокса в приближении Бусси-неска для двумерного случая [1 -3]:
|
|
|
|
U |
UW |
|
|
W U |
|
|
P |
|
2 |
W |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
r |
|
|
|
|
|
r |
r |
|
|
r |
|
|
r 2 |
|
|
, |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 U |
|
|
|
|
|
1 U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
r 2 |
|
r |
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
W |
|
|
|
W |
|
|
|
|
W W |
|
UW |
|
|
|
W2 |
|
|
|
|
1 p |
|
|
|||||||||||||||||||
t |
U |
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
r |
|
, |
||||||||||||||||
2 U |
|
2W |
|
|
|
|
|
|
1 W |
|
1 2W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
f2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
r2 |
|
r2 |
|
|
|
r |
r |
r |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(rU) W |
0 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
U |
|
W |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
1 2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||||||||
|
t |
r |
|
|
Pr |
r 2 |
|
|
r r |
r 2 |
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С соответствующими граничными условиями: на внешней границе цилиндра:
|
|
q, |
|
||
r |
|
|
|
r R0 d |
|
|
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
на внутренней стенке цилиндра имеет место равенство потоков:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
r R0 |
|
|
|
, |
(6) |
||||
r |
|
r |
|
r R0 |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
для U и W на границе Г2 имеют место условия прилипания: |
|
||||||||||
U |
|
r R0 0 |
, |
|
|
|
(7) |
||||
|
|
|
|
||||||||
W |
|
r R0 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
начальное распределение температур известно и имеет вид: |
|
||||||||||
(r, ,0) 0 (r, ) . |
|
(8) |
|||||||||
При этом следует отметить, что в уравнении (4) для внутренних точек знаменатель обращается в ноль, поэтому необходимо наложить условие ограниченности:
lim r |
d |
0 . |
(9) |
||
|
|||||
r 0 dr |
|
||||
f1 rGr sin , |
(10) |
||||
f2 rGr cos . |
(11) |
||||
|
T T0 |
. |
(12) |
||
|
|||||
|
|
qR |
|
||
Система дифференциальных уравнений (1 – 4) решается для каждого фиксированного
127
момента времени и конкретного сечения. До поворота зеркала жидкости мы определяем поля температуры скоростей и функции тока в каждом из поперечных сечений рассматриваемого бака. С момента поворота начинается пересчет всех параметров задачи в зависимости от величины угла . Система Навье – Стокса в приближении Буссинеска решается с новыми параметрами. После возвращения бака в исходное положение происходит обратный пересчет и снова решается система уравнений.
4. Результаты расчетов
Анализируя картину распределения полей функций тока и температур во времени, можно сделать вывод, что в зоне соприкосновения жидкой фазы с прогретой стенкой газовой области наибольший прогрев происходит на 4 секунде, а максимальная интенсивность течения возникает на 8 секунде после поворота при заданных условиях. В зоне смачивания жидкой фазой «горячей» поверхности газового объема наддува критическое состояние возникает на 12 секунде после поворота, т.е. максимальное распространение прогретой области к центру бака, а также самая высокая интенсивность конвективного движения (рис. 3, 4).
На (рис. 3, 4) видно, что с ростом угла наклона бака относительно горизонтально расположенного зеркала жидкости увеличивается прогрев зон поворота. Это приводит к более интенсивному испарению, повышению давления и температуры, как в жидкой, так и в газообразной областях. Эти факторы нельзя не учитывать, рассматривая вопросы безопасного хранения и транспортировки криогенных жидкостей.
(оригинальный)
Рис. 3. Зависимость относительной температуры от времени при различных углах поворота емкости в зоне смачивания жидкой фазы горячей поверхности газового объема
(оригинальный)
Рис. 4. Зависимость относительной температуры от времени при различных углах поворота емкости в зоне соприкосновения жидкой фазы с прогретой стенкой газовой области
128
5. Заключение
При нагревании закрытой емкости с криогенной жидкостью возникает значительный градиент температур в приграничной области. В газообразной области и в области, приграничной разделу «жидкость – газ». наблюдается более быстрое движение и установление режима прогрева. При повороте бака относительно оси симметрии на заданный угол появляются области повышенного прогрева и более интенсивного конвективного течения, расположенные в зоне смачивания жидкой фазой горячей поверхности газового объема наддува, и в районе соприкосновения жидкой фазы с более прогретой стенкой газовой области. После возвращения бака в исходное положение, происходит локальный прогрев и более интенсивное движение в областях, попадающих в зону обратного поворота емкости относительно горизонтально расположенной жидкости.
Список обозначений:
V0. – скорость вытекания жидкости вдоль линии АВ; U, W – проекции скорости на оси r, ;
p – отклонение давления от статического, Н/м2; Т0 – начальная температура, К;
f1, f2 – проекции внешней силы на оси r, .
– безразмерная температура, определяющаяся соотношением T T0 ; qR
q – плотность внешнего теплового потока ,Вт/м2;
k – массовая сила; – угол поворота емкости относительно горизонтально расположенной поверхности раздела фаз.
Литература
1.Трошин А.Ю. Моделирование процессов тепломассопереноса в замкнутой шарообразной криогенной емкости с изменяющейся цилиндрической вставкой / А.Ю. Трошин, К.Г. Хрипунов // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2012. – Т.8. – № 3. – С. 63 – 66.
2.Миловская Л.С. Численное моделирование теплообмена в емкости с криожидкостью в условиях свободной конвекции и наклона поверхности «Жидкость – газ» / Л.С. Миловская, Богданова М.В., Трошин А.Ю. // Теплоэнергетика: межвуз. сб. науч. тр. – Воронеж: ВГТУ, 1997. – С. 150 – 157.
3.Фалеев В.В., Трошин А.Ю. Особенности теплообмена в баке с криогенной жидкостью / В.В. Фалеев, А.Ю. Трошин // Труды второй Российской национальной конференции по теплообмену. – М., 1998. – Т.8. – С. 94 – 96.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
A.Y. Troshin
MATHEMATICAL SIMULATION OF THERMAL AND HYDRODYNAMIC PROCESSES IN STATIONARY HORIZONTAL CYLINDRICAL TANK AS WELL AS HIS ROTATION BY SET LEVEL ABOUT AN AXIS OF SYMMETRY
Mathematical model and design procedure of flow fields and temperature in cross-section cylindrical part of tank with cryogenic fuel are given in this study
Key words: cryogenic cylindrical tank, convective heat and mass transfer, heat flux, flow and temperature fields distribu-
tion
Fеderal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Voronezh
State Technical University»
129
УДК 504.064
Е.В. Усова, О.А. Алѐхина, В.Ю. Дубанин
ВЛИЯНИЕ ГРАДИРЕН НВАЭС НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ
Вданной статье рассматриваются технические характеристики башенных испарительных градирен НВАЭС и их влияние на окружающую среду прилегающей территории
Ключевые слова: атомная электростанция, башенная испарительная градирня, климат, ПДК, окружающая среда,
НВАЭС
Всовременном мире проблема изменения глобального климата стоит очень остро. С
середины 70-х годов прошлого века ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.
Климат – это усредненное состояние погоды и он, напротив, стабилен и предсказуем. Климат включает в себя такие показатели как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения и космические процессы.
С развитием науки и техники всѐ большую роль на изменение климата оказывает антропогенный фактор. Человеческая деятельность направлена на преобразование окружающего нас мира с целью улучшения качества жизни. Энергетика является основой для развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережают темпы развития других отраслей. Одной из главных отраслей нашей промышленности является атомная энергетика. АЭС считаются наиболее экологически безопасными и эффективными станциями. Но даже они влияют на климат и окружающую среду. Поэтому, в данной работе, мною предпринята попытка изменить отношение к проблеме вредного воздействия выброса из испарительных градирен влаги и тепла в атмосферу.
Атомная электростанция вырабатывает огромное количество тепловой энергии, но только примерно одна треть ѐѐ превращается в электрическую (коэффициент полезного действия современных АЭС 34-36 %). Около 2/3 тепловой энергии необходимо утилизировать. Для удаления избыточного тепла используются естественные водоѐмы, находящиеся вблизи АЭС, а также пруды-охладители и градирни.
Для энергоблоков ВВЭР-1200, строящихся по российскому проекту АЭС-2006, на площадке НВАЭС-2 предусматривается оборотная система охлаждения с башенными испарительными градирнями [1-3].
Техническое водоснабжение третьего и четвертого энергоблоков Нововоронежской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием для охлаждения воды семи башенных градирен, 5 блок использует пруд-охладитель наливного типа. Водоем оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории и струераспределительной (водораспределительной) дамбой для повышения охлаждающей способности воды (таблица).
130