907

клавного твердения с целью направленного улучшения его структуры и физикомеханических свойств. Введение микрофибры требует минимальной корректировки технологического процесса, поэтому указанное направление представляет интерес для предприятий-производителей ячеистого бетона. Кроме того, повышение прочности ячеистого бетона с низкой плотностью является на сегодняшний день важной задачей в связи с постоянным ужесточением требований по термическому сопротивлению ограждающих конструкций. Микроармирование структуры ячеистого бетона автоклавного твердения, как показывают полученные результаты исследований, позволят также повысить показатели долговечности бетона.

Литература

1.Волков И.В. Фибробетон состояние и перспективы применения в строительных конструкциях / И.В. Волков // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2004. – № 5. – С. 24–25.

2.Клюев С.В. Дисперсно-армированный мелкозернистый бетон с использованием полипропиленового волокна / С.В. Клюев, Р.В. Лесовик // Бетон и железобетон. – 2011. – № 3. – С. 24–28.

3.Мечай А.А. Модифицирование структуры продуктов гидросиликатного твердения ячеистого бетона сульфоалюмоферритными добавками / А.А. Мечай, Е.И. Барановская // Цемент и его применение.– 2011.

–№ 5. – С. 140–143.

4.Мечай А.А. Структура и свойства модифицированного ячеистого бетона на основе электросталеплавильного шлака / А.А. Мечай, Е.И. Барановская // Строительная наука и техника.– 2011. – № 5 (38). – С. 40–44.

APPLICATION OF MICROFIBER FOR

REINFORCEMENT OF AERATED CONCRETE STRUCTURE

E.I. Baranovskaya, M.V. Popova, A.A. Linkevich, A.M. Dragun

IE «BSTU»

Minsk, Republic of Belarus

Abstract. The article considers the topic of obtaining reinforced aerated concrete with improved characteristics. The possibility of using mineral additives (including those based on technogenic waste) for modifying the composition and structure of the products of aerated concrete hardening at the micro level has been analyzed. The influence of microfiber of various nature on the basic physical and mechanical properties of autoclaved aerated concrete is considered.

Keywords: micro-reinforcement, autoclaved aerated concrete, microfiber, physical and mechanical properties, longevity of concrete.

Об авторах

Барановская Екатерина Ивановна (Минск, Белоруссия) – кандидат тех-

нических наук, доцент кафедры химической технологии вяжущих материалов УО «Белорусский государственный технологический университет», e-mail: elf01@tut.by

Попова Марина Витальевна (Минск, Белоруссия) – ассистент кафедры технологии неорганических веществ и общей химической технологии УО «Белорусский государственный технологический университет», e-mail: marinnova@tut.by

Линкевич Александр Александрович (Минск, Белоруссия) – ассистент кафедры технологии неорганических веществ и общей химической технологии УО «Белорусский государственный технологический университет», e-mail: linkevich1967@gmail.com

Драгун Анастасия Максимовна (Минск, Белоруссия) – выпускница кафедры химической технологии вяжущих материалов УО «Белорусский государственный технологический университет», e-mail: aa_m@tut.by

141

УДК 534.23

Е.Я. Бубнов; ФГБОУ ВО «ВГУВТ»,

Нижний Новгород, Российская Федерация

НИЗКОЧАСТОТНОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Аннотация. В статье рассматриваются механизмы дискретного инфразвукового акустического шума, создаваемого выхлопом двигателей внутреннего сгорания. Приведены формулы для расчета частот гармоник последовательности выхлопных импульсов. На основе выполненных полевых измерений акустического шума двигателей судов и наземного транспорта проведено сравнение экспериментальных результатов с теоретическими оценками. Сформулированы предложения по использованию полученных данных в задачах диагностики работы двигателей.

Ключевые слова: акустическое излучение двигателей, инфразвук.

Исследование акустических полей, создаваемых двигателями внутреннего сгорания (ДВС), представляет актуальную задачу в связи с шумовым «загрязнением» окружающей среды. Несомненный интерес представляет изучение акустических сигналов этих источников в целях их технического состояния.

Основным источником звука, генерируемого (ДВС), являются процессы выхлопа продуктов сгорания горючей смеси из цилиндров. Из-за циклического характера работы двигательной установки осциллограмма акустического давления выхлопов всех цилиндров представляет собой периодическую последовательность импульсов. Разложение временной последовательности в ряд Фурье позволяет представить давление выхлопа ДВС в виде суммы гармонических составляющих. Частоты гармоник переменного давления связаны с частотой вращения коленчатого вала и числом цилиндров следующей формулой [1]:

где m – номер гармоники (m = 1, 2, 3,...), n – число цилиндров, k – число оборотов вращения коленчатого вала, 1/с, j – параметр, характеризующий тактность двигателя (j = 1 для двухтактного двигателя, j = 2 для четырехтактного двигателя).

Эти частоты излучения звука называются цилиндровыми, так как временная последовательность импульсов образуется за счет работы всех цилиндров в целом [1].

Так для четырехтактного шестицилиндрового двигателя 6ЧРН36/45, устанавливаемого на речных грузовых судах, частота оборотов коленчатого вала может изменяться от 300 до 375 об/мин. Тогда первая гармоника акустического сигнала, рассчитанная по формуле (1) будет находиться в интервале частот 15–18 Гц.

В ходе полевого эксперимента проведена регистрация акустического излучения, создаваемого речным буксиром ОТ-2400, движущегося с нефтеналивными баржами. Расстояние до источника звука составляет приблизительно 1000 м. Для приема сигналов используется инфразвуковой микрофон М-5 с полосой регистра-

ции 1-1000 Гц.

На рис.1 представлена осциллограмма звукового сигнала, создаваемого выхлопом двигательной установки буксира. Характерной особенностью звуковых сигналов является наличие временных биений, обусловленных одновременной работой двух двигателей.

142

Рисунок 1. Фрагмент осциллограммы давления звука выхлопа двигателей теплохода ОТ-2400 на расстоянии 1000 м

Тонкий спектральный анализ в полосе 11 -13 Гц подтверждает присутствие двух дискрет, вызывающих биения акустического сигнала (рис. 2).

Рисунок 2. Текущий спектр акустического сигнала в полосе частот11-13 Гц

В динамике текущего спектра рис. 2 наблюдаются случайные и в ряде случаев и существенные флюктуации амплитуд и частот гармоник, связанные по всей видимости с нестабильной работой двигателей и закономерные сдвиги по частоте, обусловленные эффектом Доплера.

На рисунке 3 приведен амплитудный спектр акустического сигнала звука выхлопа, соответствующий приведенному выше временному фрагменту.

Рисунок 3. Амплитудный спектр давления звука выхлопа ДВС буксира ОТ-2400

Экспериментальное значение первой гармоники цилиндровой частоты равно 12 Гц, оно немного меньше расчетной величины.

Анализ рис. 3 показывает, что кроме цилиндровых частот в спектре ниже 12 Гц наблюдаются гармоники на дольных частотах (субгармоники), значения которых определяются по формуле:

143

Keywords: acoustic radiation of engines, infrasound.

Об авторе

Бубнов Евгений Яковлевич (Нижний Новгород, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры физики ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта», e-mail:. kaf_phys@vsuwt.ru

УДК 504.05

С.В. Веселицкий, Е.В. Чабанова; ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, Пермь, Российская Федерация

ПРОБЛЕМА ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

Аннотация. В статье приведено исследование транспорта как источника загрязнения окружающей среды. Данные о воздействии различных видов транспорта на окружающую среду, включая данные по выбросам загрязняющих веществ от передвижных источников. Перечислены некоторые направления жизнедеятельности человека, исполнение которых может положительно повлиять на состояние окружающей среды.

Ключевые слова: окружающая среда, экология, транспорт, источники загрязнения.

Охрана окружающей среды в настоящий момент является одной из важнейших общемировых проблем. Одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха является транспорт.

При интенсивном росте населённых пунктов автомобильный транспорт вносит наибольший негативный вклад в состояние природной среды.

К основным причинам, оказывающим отрицательное воздействие транспорта на окружающую среду, относят [1-6]:

рост городских агломераций, увеличение количества транспорта;

низкий уровень экологических характеристик изготавливаемой транспортной техники;

низкое качество дорог, недочеты в координировании перевозок;

попадание выбросов

на поверхность Земли, в открытые водоемы, в подземные воды, происходит загрязнение водных объектов.

Получив такие результаты при предварительном изучении проблемы охраны окружающей среды от воздействия транспорта, мы поставили перед собой следующую цель и определили задачи исследования.

Целью исследования является изучение проблем охраны окружающей среды, возникающих от воздействия транспорта.

Задачи исследования:

1.Изучить существующие виды загрязнения окружающей среды.

2.Проанализировать воздействие различных видов транспорта на окружающую среду.

145

3. Исследовать способы охраны окружающей среды от загрязнения различными видами транспорта.

Если обратиться к данным федеральной службы государственной статистики Российской Федерации, то основными показателями, характеризующими воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду и природные ресурсы, будут являться: выбросы загрязняющих атмосферу веществ от стационарных и передвижных источников.

Как видно из таблицы, уровень загрязнений с каждым годом падает. Тем не менее, мы понимаем, что отрицательное влияние транспорта на состояние экологии сохраняется. Таким образом, в настоящем исследовании подходим к вопросу воздействия различных видов транспорта на окружающую среду [2-3, 5]:

К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.

Основным источником загрязнения атмосферы являются отработавшие газы дизелей тепловозов. В них содержатся оксид углерода, оксид и диоксид азота, различные углеводороды, сернистый ангидрид, сажа.

Неуклонный рост объёмов перевозок воздушным транспортом приводит

кзагрязнению окружающей среды продуктами сгорания авиационных топлив.

При эксплуатации речным транспортом происходит загрязнение водоёмов. Другим источником загрязнения водоёмов речным транспортом можно считать подсланевые воды, которые образуются в машинных отделениях судов и отличаются высоким содержанием нефтепродуктов.

Таблица 2 Воздействие различных видов транспорта на окружающую среду (выбросы

загрязняющих веществ от передвижных источников) [4]

Как видно из таблицы, отрицательное воздействие оказывается всеми видами транспорта, поэтому как само государство, так и обычные люди должны прийти к осознанному потреблению, а именно [6]:

146

уменьшить вредное воздействие транспорта на воздушную и водную среду и на здоровье человека за счет применения экологически более безопасных видов транспортных средств;

расширить применение транспортных средств с высокой топливной экономичностью на уровне мировых образцов;

стимулировать использование транспортных средств работающих на альтернативных источниках (не нефтяного происхождения) топливоэнергетических ресурсов.

В заключении хотелось бы отметить, что все виды транспорта загрязняют окружающую среду, в особенности воздух и воду, именно поэтому необходимо перенастроить стремление человечества с пути потребления, на путь защиты окружающей среды, а именно:

Сократить потребление горючих ископаемых для транспорта.

Установить общемировые стандартов выбросов в атмосферу для всех видов транспорта.

Совершенствовать и развивать надежную и общедоступную систему общественного транспорта.

При планировании развития транспортных систем использовать системный подход, направленный на комплексное решение экологических проблем.

Литература

1.Альтернативные источники освещения / Петрушин В.Е., Балдин И.В., Чабанов Е.А. // Транспорт: проблемы, цели, перспективы (ТРАНСПОРТ 2021) Материалы II Всероссийской научнотехнической конференции с международным участием (Пермь, 12 февраля 2021 г.) / под ред. канд. пед. наук., доц. Е.В. Чабановой – Пермь: Пермский филиал ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2021. – С.465-468.

2.Водородный двигатель на судах. Перспективы развития и проблемы внедрения/ А.Н. Третьяков, Е.А. Чабанов // Транспорт: проблемы, цели, перспективы (ТРАНСПОРТ 2020) Материалы всероссийской научно-технической конференции (Пермь, 15 февраля 2020 г.) / под ред. канд. пед. наук., доц. Е.В. Чабановой – Пермь: Пермский филиал ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2020. – С. 238-240.

3.Железнодорожный транспорт и экология / М.С. Кремнева, Л.С. Скорюпина, Е.В. Конина // Актуальные вопросы гуманитарных и социально-экономических наук: сборник трудов Международной научно-практической конференции (с очным участием), г. Пермь, 12 апреля 2018 г.: в 2-х ч. Ч. 1 / Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации.

–Пермь: ПВИ ВНГ РФ, 2018. – С. 320-323.

4.Основные показатели охраны окружающей среды [Электронный ресурс]. - Режим до-

ступа: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/oxr_bul_2021.pdf (дата обращения: 06.04.2022).

5.Проблема вредного воздействия транспорта на окружающую среду / А.Д. Казанбаев, Е.В. Чабанова // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития : материалы международной научно-технической конференции (17–19 октября 2018 г.) : в 2 ч. / отв. за вып. О.А. Белов. – Ч. 2. – Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2019. – С. 137-139.

6.Экологические проблемы на водном транспорте и методы их решения / А.Д. Каменских, Л.С. Скорюпина // Актуальные вопросы гуманитарных и социально-экономических наук: сборник трудов Международной научно-практической конференции (с очным участием), г. Пермь, 12 апреля 2018 г.: в 2-х ч. Ч. 1 / Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации. – Пермь: ПВИ ВНГ РФ, 2018. – С. 256-260.

THE PROBLEM OF PROTECTING THE ENVIRONMENT

FROM THE EFFECTS OF TRANSPORT

S.V. Veselitskiy, E.V. Chabanova

FSBEI HE «Perm SATU»

Perm, Russian Federation

Abstract. The article presents a study of transport as a source of environmental pollution. Data on the impact of various modes of transport on the environment, includ-

147

ing data on emissions of pollutants from mobile sources. Some areas of human activity are listed, the execution of which can positively affect the state of the environment.

Keywords: environment, ecology, transport, sources of pollution.

Об авторах

Веселицкий Сергей Вячеславович (Пермь, Россия) – студент (специали-

тет) инженерный факультет, ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрнотехнологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова», e-mail: 89194664243@mail.ru.

Чабанова Евгения Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат педагоги-

ческих наук, доцент ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрнотехнологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова», e-mail: jentosina@yandex.ru.

УДК 539.4

В.А. Елтышев, Ю.А. Барыкин; ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, Пермь, Российская Федерация

ВЛИЯНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОПОРЫ БАЛКИ НА ЕЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

Аннотация. В статье исследовано влияние дополнительной опоры, установленной на духопорную балку, на ее грузоподъемность. Для раскрытия статической неопределимости задачи использован метод сил. Показано, что грузоподъемность рассмотренной балки после установки дополнительной опоры увеличилась в 4 раза.

Ключевые слова: балка, грузоподъемность, статическая неопределимость, метод сил.

При изготовлении и эксплуатации различного рода балочных конструкций может возникнуть ситуация, когда необходимо повысить грузоподъемность балки, не изменяя при этом номер ее профиля.

Для решения данной задачи предлагается установить на балку дополнительную опору, и определить на сколько увеличится ее грузоподъемность.

Рассмотри двухопорную балку длиной 2ℓ и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью q (рис 1а). Условие прочности балки имеет следующий вид [2]

Будем считать, что –момент сопротивления поперечного сечения балки относительно оси z и допускаемое напряжение материала балки [ ] заданы.

Под грузоподъемностью балки будем понимать максимальное значение интенсивности распределенной нагрузки q, при котором выполняется условие

Исследуем выражение М на экстремум

Рисунок 1. Расчетная схема двухопорной балки и эпюра изгибающего момента М

Условие экстремума (5) выполняется при x=ℓ, а максимальное значение

Подставляя выражение (6) в условие прочности (1) и разрешая полученное

неравенство относительно q получим q ≤ 22[ ], (7)

ℓ

Следовательно

Посмотрим, как изменится грузоподъемность, если посередине балки поставить дополнительную опору (рис.2).

Балка стала одиножды статически неопределимой. Для раскрытия статической неопределимости используем метод сил [1, 2]. В качестве основной системы выберем геометрически неизменяемую, статически определимую и свободную от нагрузок систему (рис.2б), полученную путем врезания шарнира в опору С. Эквивалентная система изображена на рисунке 2 в, где Х – неизвестные изгибающие моменты в шарнире С.

Каноническое уравнение метода сил для данной задачи имеет следующий

Для определения коэффициента 11 к основной системе приложим единичные моменты ̅Х = 1 в шарнире С (рис.2г) и построим эпюру изгибающих моментов М̅ (рис.2д), а далее перемножим эпюру М̅ саму на себя по способу Верещагина [1, 2] и получим

149

Рисунок 2 . Расчетная схема трехопорной балки и необходимые эпюры изгибающих моментов для метода сил

Для определения коэффициента 1р , к основной системе приложим внешнюю нагрузку (рис.2е) и построим эпюру изгибающих моментов Мр (рис.2ж). По способу Верещагина перемножим эпюру Мр на единичную эпюру М̅ и получим

Подставляя полученные выражения (10), (11) в уравнение (9) получим

150