Существует оценка, что тридцать процентов валового национального продукта США зависят от приложений квантовой механики в той или иной форме. Рассматриваются различные аспекты развития квантовой теории. На основе определения остаточных напряжений и релаксации их в деталях произвольной формы методом профилированной координатной сетки анализируется технологический вариант интерпретации парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена, касающегося загадки измерений двух далеко отстоящих друг от друга частиц, находящихся, однако, во взаимосвязанных квантовых состояниях. Рассмотрено применение эвольвенты с переменной эволютой для повышения работоспособности сопряжений в муфтах свободного хода, зубчатых передачах и спирально-реечных механизмах.

Бесплатно

Эйнштейн и Фреттинг. Булгаков и квантовая механика. Часть 1

Ивасышин Генрих Степанович

Статья научная

Рассматриваются математические и трибофизические модели на основе повышения точности определения физико-механических характеристик материалов с целью создания конкурентоспособных технологий в области приложений квантовой механики. Специалист в области механики, трибологии, транспорта Г.С. Гура [5] в монографии рассматривает, в частности, вопросы природы трения и изнашивания материалов, основ трибологии. «...Современное изложение теоретической механики базируется на основных положениях, которые выдвинуты И. Ньютоном.». «.В основу своей механики И. Ньютон положил понятие пространства, времени, силы и массы. Между этими базовыми понятиями имеется логическая связь, выраженная в основных законах механики И. Ньютона.». «.Однако с развитием науки и техники появились новые задачи, которые не могут быть решены в рамках научных построений, предложенных И. Ньютоном. И это, прежде всего, касается несвободного движения тела. Существенным ограничением в изложении одного из важнейших разделов современной теоретической механики — трения — является постулат абсолютно твердого тела и неизменности его массы.». «.А. Эйнштейн и многие другие крупные ученые обращали внимание на неполноту механики И. Ньютона, подвергали сомнению абсолютизм некоторых основных понятий. Представление о ньютоновской силе имеет ограниченный смысл также в некоторых взаимодействиях в квантовой механике. Недостаточно представлять механические взаимодействия с помощью ньютоновских сил в современных моделях сплошных сред. Это утверждение можно в полной мере отнести к механическим системам с трением...». «Исследованию трения посвятили свои работы многие выдающиеся умы человечества на протяжении многих веков. Великий русский ученый Д.И. Менделеев (1834—1907) неслучайно в свое время заметил, что предмет же трения твердых тел труден. Необходимо много опытных исследований, чтобы узнать законы трения.». Г.С. Гура приводит мнение выдающихся трибологов И.В. Крагельского (1908—1989) и В.С. Щедрова (1911—1975) о проблемах в исследовании процессов трения и сопутствующего ему износа. «Сухое трение до сих пор не имеет достаточного физического объяснения. Сталкиваясь всюду с трением, инженер не только не умеет им управлять, но даже правильно учесть его наличие, физик же не располагает достаточными данными, чтобы его исчерпывающе объяснить. Причина заключается в том, что трение представляет более сложную совокупность многих физических явлений, чем это кажется на первый взгляд.». «.Важное замечание о трении принадлежит лауреату Нобелевской премии в области физики Р. Фейнману (1918—1988): очень трудно добиться точности в количественных опытах по трению, и до сей поры трение не очень хорошо проанализировано, несмотря на огромное значение такого анализа для механики. Абсолютно твердых тел не существует. Все тела (как принято считать в механике) — конгломерат прочно связанных между собой внутренними когезионными связями различной физико-химической природы отдельных материальных частиц, которые непрерывно заполняют пространство в некотором объеме и образуют сплошную среду с различной прочностью этих связей. При взаимодействии материалы этих тел деформируются, расстояния между отдельными материальными частицами тел меняются. Возникают условия для перемещения некоторой массы на фрикционном контакте без ее отрыва от тела...».

Бесплатно

Эйнштейн и Фреттинг. Булгаков и квантовая механика. Часть 2

Ивасышин Генрих Степанович

Статья научная

Бесплатно

Экономика замкнутого цикла при переработке отходов из бетона и железобетона

Грачева А.В., Лушин К.И., Пуляев И.С., Кудрявцева В.Д.

Статья научная

Введение. В процессе сноса и демонтажа аварийных зданий, а также при строительстве и реконструкции ежегодно в России образуется более 70 млн. тонн строительных отходов. В основе экономики замкнутого цикла лежит принцип возобновления ресурсов, переработки вторичного сырья, технологических мероприятий по возвращению отходов в повторный хозяйственный оборот. В настоящее время проблема экономии природных ресурсов, уменьшения отходов строительного производства особенно актуальны. Около 80% строительных отходов составляет тяжелый и легкий железобетон, из которого может производиться вторичный щебень, увеличение объемов использования которого является одной из задач при переходе линейной экономики на экономику замкнутого цикла.

Бесплатно

Экспериментальное исследование асфальтобетона в качестве оптимального материала для облицовки оросительных каналов

Молдамуратов Ж.Н., Исмаилова А.Б., Тухтамишева А.З., Ескермесов Ж.Е., Рахимов М.А.

Статья научная

Введение. Основные потери воды в оросительных системах происходят вследствие фильтрации, обуславливающейся свойствами грунтов, в которых проходит канал. Потеря на фильтрацию в оросительных системах составляет до 50% забираемой для орошения воды. Кроме физико-химических свойств грунта, имеет большое значение также величина смоченного периметра, горизонт воды в канале, уровень грунтовых вод и другие факторы. Методы и материалы. Подбор рецептов асфальтобетона выполнялся по лабораторному методу и по кривым Циата. Исследование проводилось по химическим и физическим свойствам шымкентских битумов и их смесей с актауским битумом; применялись заполнитель-лесс, известняк и шымкентский цемент. Микрои наноструктурный анализ полученного асфальтобетона проводился методом растрового электронного микроскопа (SEM). Результаты и обсуждение. Асфальтобетон, приготовленный с цементом, показал понижение временного сопротивления сжатию при 50°С на 70-38%, приготовленный с известняком на 47-33%, и приготовленный с лессом на 66-20%. Заключение и выводы. Лучшим заполнителем для асфальтобетона оказался молотый известняк, так как он дает более высокое качество асфальтобетону, чем другие заполнители. Особенно резкое повышение качества асфальтобетона молотый известняк дает в мелкозернистом асфальтобетоне. Повышение температуры с 20 до 50°С резко понижает временное сопротивление сжатию асфальтобетона и менее резко с повышением от 50 до 70°С.

Бесплатно

Экспериментальное исследование влияния коллоидных систем с наночастицами на фильтрационные характеристики трещин гидравлического разрыва пласта

Сергеев В.В., Шарапов Р.Р., Кудымов А.Ю., Зейгман Ю.В., Мухаметшин В.Ш.

Статья научная

Коллоидные системы в виде эмульсий или суспензий нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе в отрасли разработки нефтегазовых месторождений. Обратные эмульсии и суспензии активно применяются в процессах разработки месторождений, включая такие направления, как увеличение нефтеотдачи пластов, интенсификация добычи нефти, строительство и подземный ремонт скважин. В данной статье представлены результаты лабораторных экспериментов по исследованию физических свойств гетерогенных систем двух типов: эмульсионная система с наночастицами; эмульсионно-суспензионная система с наночастицами. Данные коллоидные системы обладают уникальными физико-химическими свойствами и могут быть эффективно применимы в процессах разработки месторождений в качестве водоограничивающего или блокирующего агентов обратимого действия. В рамках проведенных лабораторных экспериментов произведена оценка влияния новых систем на фильтрационные характеристики моделей трещин гидравлического разрыва пласта...

Бесплатно

Экспериментальное исследование вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2

Зейгман Юрий Вениаминович, Мухаметшин Вячеслав Шарифуллович, Сергеев Виталий Вячеславович, Кинзябаев Фанис Сулейманович

Статья научная

При наращивании объемов добычи нефти в условиях применения интенсивных систем разработки с применением поддержания пластового давления закачкой воды в пласты недропользователи сталкиваются с проблемой прорыва вытесняющего агента по более проницаемым интервалам пластов, что приводит к резкому обводнению продукции добывающего фонда скважин и снижению экономической эффективности эксплуатации скважин. В настоящее время специалистами отрасли предложены более сотни технологий ограничения притоков пластовых вод и вытесняющего агента к забоям добывающих скважин. Технологии ограничения водопритоков различаются по виду применяемых химических составов и способам их доставки в пласт. При этом анализ химических составов, применяемых для ограничения водопритоков, позволил выявить общую особенность. Эта особенность заключается в том, что применяемые химические составы являются неселективными и оказывают изолирующее или блокирующее действие как на водонасыщенные, так и на нефтенасыщенные интервалы пластов. Применение неселективных высокостабильных химических составов приводит к неконтролируемой кольматации всех обрабатываемых интервалов и дополнительным трудностям вовлечения обработанных интервалов в процесс фильтрации. В статье представлена технология интенсификации добычи нефти с применением эмульсионных систем с наночастицами SiO2 и загущенных кислотных составов. Технология разработана для селективного воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП), которое обеспечивается блокировкой водонасыщенных интервалов и стимуляцией менее проницаемых нефтенасыщенных интервалов в ПЗП. Представлены результаты комплекса лабораторных экспериментов по исследованию вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2. По результатам лабораторных исследований выявлена способность наночастиц SiO2 увеличивать динамическую вязкость эмульсионных систем прямого и обратного типа. Тесты на термостабильность модифицированных эмульсионных систем показали устойчивость систем при температуре 80°C. При этом модифицированные наночастицами SiO2 эмульсионные системы сохранили способность к значительному снижению вязкости при реакции с углеводородами, т.е. являются селективными составами для ограничения водопритоков.

Бесплатно

Экспериментальное исследование стабильности эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2

Зейгман Юрий Вениаминович, Беленкова Наталья Геннадьевна, Сергеев Виталий Вячеславович

Статья научная

С начала 21-го века научные исследования в области изучения свойств наноразмерных частиц и их промышленного применения в области разработки нефтяных и газовых месторождений получили стремительное развитие. Потенциал значительного увеличения эффективности технологических решений посредством применения наноразмерных частиц определяет данное направление одним из наиболее актуальных и перспективных на сегодняшний день. одним из основных направлений применения наночастиц в области разработки нефтяных и газовых месторождений является разработка высокоэффективных технологических жидкостей с новыми или усовершенствованными физико-химическими свойствами. Способность наночастиц модифицировать смачиваемость поверхности горных пород и закрепляться на адсорбционно-сольватных слоях глобул делает их уникальным средством для регулирования физико-химических свойств технологических жидкостей и геолого-физических свойств горных пород. В статье раскрыты результаты нового этапа исследований физических свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц двуокиси кремния (Sio2), проводимых в рамках международного проекта «разработка и внедрение водоограничивающих составов на основе применения наночастиц двуокиси кремния». Представлены результаты сравнительных испытаний стабильности классических эмульсий прямого и обратного типов и эмульсионных систем, модифицированных наночастицами двуокиси кремния с различным характером смачиваемости (гидрофильные или гидрофобные). По результатам сравнительных испытаний определено, что термостабильность большинства образцов модифицированных эмульсионных систем с содержанием гидрофильных или гидрофобных наночастиц двуокиси кремния превышает термостабильность классических эмульсий более, чем на 100%. В ходе сравнительных исследований проведены следующие виды экспериментов: измерение агрегативной устойчивости, электростабильности и термостабильности образцов. Статья является продолжением комплекса научно-исследовательских работ, представленных в статье [1].

Бесплатно

Экспериментальное исследование теплоизоляционных наноматериалов на основе аэрогелей

Байков И.Р., Смородова О.В., Трофимов А.Ю., Кузнецова Е.В.

Статья научная

В настоящее время достижения в развитии передовых технологий непосредственно связаны с качеством и технологичностью используемых материалов. К наиболее перспективным относятся аэрогели – наноструктурированные материалы со множеством полезных свойств. Мезопористая структура аэрогелей определяет их широкое применение, как в промышленности, так и в науке. За период около полувека наноструктурированный материал на основе кремнезема нашел широкое применение во многих направлениях науки и техники. Среди них – тепло- и шумоизоляция, автоматика, химия, медицина, охрана окружающей среды, промышленная и пожарная безопасность, энергетика, аэрокосмическая промышленность, потребительские товары и военные технологии. В статье рассмотрено экспериментальное исследование теплозащитных свойств теплоизоляционного материала на основе кремнийоксидного аэрогеля – Insuflex. Это гибкий рулонный материал для снижения теплопотерь с поверхности технологического оборудования, трубопроводных систем, отсекающей и регулирующей арматуры. Методом порядковых статистик установлена экспоненциальная зависимость коэффициента теплопроводности аэрогеля от средней температуры образца. Полученные результаты свидетельствуют о возможности энергоэффективного применения материала в системах теплоснабжения и теплопотребления.

Бесплатно

Экспериментальные исследования волнового воздействия на суспензию монтмориллонитовой глины

Артамонов Вадим Юрьевич, Ганиев Станислав Ривнерович, Исмаков Рустэм Адипович, Кузнецов Юрий Степанович, Пустовгар Андрей Петрович, Султанов Данир Ризифович, Шмырков Олег Владимирович

Статья научная

В работе приведены результаты комплексных исследований влияния волновых технологий на физико-механические свойства тонкодисперсных монтмориллонитовых суспензий в лабораторных условиях Научного Центра нелинейной волновой механики и технологии РАН (НЦ НВМТ ИМАШ РАН). Показано, что в результате волновой обработки проточными гидродинамиче- скими генераторами вихревого типа с тангенциальными и радиальными ка- налами и генераторами плоского типа с цилиндрическими телами обтекания динамическое напряжение сдвига существенно увеличилось, количество ча- стиц раствора размером 1–2 мкм выросло в 2,5 раза. Это означает, что вол- новая обработка глинистой суспензии приводит к повышению коллоидной фракции, а следовательно, и к повышению качества суспензии, к снижению расхода глинопорошка, а также к уменьшению в несколько раз времени при- готовления по сравнению с традиционной технологией. Показано, что основ- ной вклад в достижение высокой эффективности волновой обработки вносят нелинейные волновые и кавитационные процессы, протекающие в проточной части гидродинамических генераторов.

Бесплатно

Эксперт РА: налаживание связей с инновационным сообществом - ключевое условие конкурентоспособности Госкорпораций

Другой

Бесплатно

Экспресс-оценка потенциала добывных возможностей залежей для определения эффективности применения нанотехнологий и необходимости стимулирования ввода их в разработку

Мухаметшин Вячеслав Шарифуллович, Зейгман Юрий Вениаминович, Андреев Антон Вадимович

Статья научная

Предметом исследования является процесс извлечения нефти из залежей каширо-подольского возраста Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Особенностями объектов являются: • низкие коллекторские свойства пластов; • высокая геологическая неоднородность по различным параметрам; • запечатанность залежей вблизи поверхности водо-нефтяного контакта; • наличие различной степени трещиноватости и кавернозности; • широкие диапазоны изменения значений геолого-физических и физикохимических свойств пластов и насыщающих их флюидов; • линзовидное строение пород-коллекторов. В этих условиях часто разработка залежей сопровождается: • интенсивным снижением пластового давления при отсутствии закачки в пласт воды; • низкими начальными дебитами нефти скважин и последующим их существенным снижением в течение довольно незначительного периода времени как ввиду падения пластового давления, так и ввиду быстрого прорыва воды либо по литологическим окнам, либо по существующим трещинам; • частым отсутствием эффекта от использования закачки в пласт воды в виде увеличения дебитов в добывающих скважинах, что является причиной низкой степени выработки запасов, сложности применения вторичных и третичных методов повышения коэффициента использования нефти, высокой себестоимости добываемой продукции. Значительные ресурсы этих объектов с трудноизвлекаемыми запасами нефти позволяют рассматривать их как существенный резерв в добыче углеводородного сырья. При этом важно оценить необходимость стимулирования ввода в разработку этих месторождений. Ключевым вопросом при этом является определение извлекаемых запасов нефти и сроков разработки при эксплуатации залежей на естественных режимах. Иа основании обобщения опыта разработки отдельных залежей нефти, находящихся длительное время в эксплуатации, предложен экспресс-метод оценки этих показателей на стадии проведения геолого-разведочных работ. Последующее проведение технико-экономических расчетов позволяет: • оценивать необходимость стимулирования ввода объектов, аналогичных исследованным по геолого-промысловой характеристике в разработку; • оценивать эффективность применения вторичных и третичных методов увеличения нефтеотдачи, в том числе и с использованием нанотехнологий; • определять стратегию разработки объектов для увеличения ресурсной базы углеводородов. Решать эти задачи предлагается дифференцированно, по различным группам однородных объектов в пределах не только Волго-Уральской, но и сопредельных нефтегазоносных провинций.

Бесплатно