Все статьи - Энергия и виды топлива

Существует несколько способов расчета количества вредных выбросов автотранспорта в атмосферу. В статье произведен теоретический расчет количества вредных выбросов, выбрасываемых автотранспортом в атмосферу, в зависимости от вида топлива.

The article presents the ways of improvement and development new weighted mud receipt based on composite lubricant from local raw materials and industrial wastes for drilling oil and gas wells. In the process of building oil and gas wells to maintain the stability of the walls, to prevent the flow of salts, and to prevent the penetration of formation fluids into the well, it becomes necessary to increase the density of the drilling fluid, which can be accomplished by introducing components with increased density.

Hozirgi paytda ko‘k-yashil suvo‘ti xlorellani chuqur o‘rganilishining sabablaridan biri, inson ehtiyoji uchun zarur bo‘lgan fotosintetik komponentlarga sistematik ravishda asosiy vositadir. Qishloq xo‘jaligida suvo‘tining suspenziyasi qo‘shimcha sifatida cho‘chqa, baliq, qushlarning ozuqasiga qo‘shiladi va oqova suvlarini tozalashda foydalaniladi. Bir qator mamlakatlarda oziq – ovqat mahsulotlarini biologik qimmatini oshirish maqsadida ham qo‘llaniladi. Xlorella, suvo‘tlari spirulin va lyutsernlarga nisbatan 5 marta ko‘p ko‘k - yashil pigment xlorofill saqlaydi. Fotosintez jarayonida suvo‘ti 12 % gacha yorug‘lik energiyasidan foydalansa, quruqlik o‘simliklarida esa 1-2 % tashkil qiladi [1].

Электр таъминоти тизимлари реактив қувватини носимметрик уч фазали токларини ўлчов ва назорат тизимларида қўлланиладиган IoT технологияли уч фазали электромагнит ток ўзгарткич датчиклари ва уларнинг тармоқга улаш моделларини тадқиқ этиш қўлланилиши тавсифлари келтирилган.

Elektr energiyasi boshqa turdagi energiyalardan bevosita yoki oraliq o'zgartirish yo‘li orqali olinadi. Buning uchun tabiiy organik energetik resurslardan va yadroviy yoqilg‘i, shuningdek, qayta tiklanuvchan energiyalardan, ya’ni daryolaming oqimi, sharshalar, okean oqimlari, quyosh radiatsiyasi, shamol, geotermal massalar va boshqalardan foydalaniladi. Elektr energiyasidan sanoat va qishloq xo‘jalik sohalarida, transportda, aloqa tizimlarida, fanda maishiy xizmatda kcng foydalaniladi. Elektr energiyasini ishlab chiqarish va uni tarqatish energetika sohasiga tegishli hisoblanadi. Shuning uchun energetika xalq xo‘jaligining asosiy tarmog‘i hisoblanadi.

Dunyoda energiya rcsurslami qimmatlashib borishi, ishlab chiqarishning barcha sohalarida energiya tejamkorlik masalasini yechimlarini topishni ilgari suradi. Bu vazifani hal qilishning asosiy yo‘nalishlari elektr energiya iste’moli samaradorligini nazorat va boshqarish shuningdek, energiya iste’molini raqamlashtirish va avtomatlashtirishdir. Elektr energiya iste’moli samaradorligini oshirish vositalaridan biri ishlab chiqarish ko‘rsatkichlari va iqlim omillari hisobga olgan holda, qayta tiklanuvchan energiya ta’minoti manbalarini amaliyotga keng joriy etish hamda korxonalaming energiya iste’molini va energiya ta’minotini masofadan uzluksiz monitoring qilib borishni talab etadi. Hozirgi davming talabidan kelib chiqqan holda sohalarga arzon energiya ta’minoti manbalami joriy etish bilan bir qatorda ulami boshqarish va monitoring qilishda raqamli texnologiyalarni keng joriy etishni dolzarb hisoblanadi.

Jahonda energiya ta’minoti manbalari monitoringida axborotlarni taqsimlashning turli signal o‘zgartgichlarini keng qo‘llash, ular yordamida doimiy monitoring jarayonlarini amalga oshirishda elektr energiya istemol qiluvchi obektlarning uzluksiz va sifatli ishlashini ta’minlash bo‘yicha signallar bilan ta’minlovchi apparatlar, qurilmalar, vositalar hamda algoritm va dasturiy vositalarini takomillashtirishga qaratilgan qator ilmiy tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Energiya ta’minoti tizimlarining ishonchli ish holatlarini ta’minlashda ishlab chiqarilayotgan energiya miqdori va sifatini manbalar quvvatini monitoring qilish asosida rejalashtirish, dasturiy vositalar va texnik yechimlarni ishlab chiqishga alohida e’tibor qaratilmoqda. Shu bilan birga elektr energiya manbalarining kattalik va parametrlarini ikkilamchi signallarga o‘zgartirish apparatlari tuzilish tamoyillari hamda ularning dasturiy vositalarini yaratish dolzarb masalalardan hisoblanmoqda.

В данной статье за счет формирования инвестиционной среды, вовлеченной в сеть альтернативной энергетики от солнечных батарей, повышения уровня обеспечения населения возобновляемой энергией и соответствующей финансовой отчетности, активизации современных механизмов управления, основанных на современных инновационных идеях, разработках и технологиях изучены и проанализированы способы государственного управления, организованные на основе организационно правовых основ.

В статье представлена аналитическая информация о роли социально-экономической инфраструктуры, в том числе жилищно коммунального хозяйства, в повышении уровня жизни и благосостояния населения, а также энергоэффективности и экономии ресурсов в масштабах многоквартирных домов.

В статье рассмотрены конструктивным особенностям и преимуществам энергоэффективных зданий. Определены проблемы в области энергосбережения, а также приведены рекомендации по повышению энергоэффективности, как отдельных элементов, так и всего здания в целом.

Актуальность и востреоованность темы диссертации. Современный этап социально-экономического развития Республики Узбекистан отражает характер и глубину экономических преобразований хозяйственного комплекса страны, состояние и перспективы формирования структуры объектов рыночных отношений, многообразие форм собственности, в том числе и в аграрном секторе.
Инженерное обеспечение агропромышленного комплекса является основным фактором роста сельской экономики. В то же время в переходный период от плановой экономики к рыночной, деятельность сельхозпроизводителей тормозилась негативными факторами, имеющими место в техническом обеспечении и сервисе. Кроме того, техническое обслуживание электроустановок в агропромышленном комплексе (АПК) находится на достаточно низком уровне, причем некоторые виды технического обслуживания и ремонта были утрачены вследствие недостатка комплектующих и запасных частей, а также квалифицированных специалистов. Так, например, Объединение «Агропромэнерго», занимавшееся ранее надежным энергетическим обеспечением села, по разным причинам практически прекратило свою деятельность по ремонту и комплексному техническому обслуживанию электрооборудования и электроустановок.
В сложившихся условиях происходящей реструктуризации отраслей экономики организация эффективного энергетического сервиса в аграрном секторе позволит уменьшить: потребность в материалах, необходимых для ремонтно-эксплуатационных нужд; энергоемкость производства за счет организационно-технических мероприятий, а также обеспечить высокопроизводительное использование энергетического оборудования и как следствие - эффективно использовать трудовые ресурсы.
Все это позволяет считать научное исследование по организации энергетического сервиса в условиях реструктуризации и совершенствования деятельности предприятий АПК актуальным и востребованным.
Востребованность в диссертационной работе связана с созданием предприятия энергетического сервиса, осуществляющего деятельность по ремонту и модернизации с эффективным использованием электрического оборудования в условиях развития фермерского движения в Узбекистане, а также организации на местах малых промышленных предприятий, частных и других предприятий и фирм с различными формами собственности. При этом система энергетического сервиса, независимо от формы собственности и вида деятельности предприятия-потребителя, обеспечивает проектирование, установку, монтаж и пуск электрического оборудования, а также выполнение всех необходимых процессов его эксплуатации, начиная с этапа ввода оборудования в действие. А это выражается в осуществлении надёжной эксплуатации электрического оборудования, обеспечения его долговременной работы, а также в реализации комплекса организационно-технических мер по оказанию технического обслуживания и устранению отказов в работе оборудования в короткие сроки.
Данное исследование имеет важное значение в связи с указаниями и рекомендациями Президента Республики Узбекистан И.А.Каримова, высказанными им при посещении 25 октября 2006 года в Узэкспоцентре выставки «Uzbekistan Agrominitech - 2006» специализированной по минитехнологиям и оборудованиию для сельского хозяйства, а также с Постановлением Президента Республики Узбекистан № ПП 2343 от 5 мая 2015 года «О Программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы».
Цель исследования - разработка научно-методических и практически важных основ повышения работоспособности и эксплуатационной надежности электрооборудования, методов и форм организации энергетического сервиса в АПК.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
разработаны научно-методические и практически важные основы повышения работоспособности и эксплуатационной надежности электрооборудования, организации энергетического сервиса в АПК;
развиты усовершенствованные научно-методические основы организации энергетического сервиса в условиях реструктуризации АПК;
обоснованы места расположения и структура предприятий энергетического сервиса;
исследованы особенности функционирования предприятий энергетического сервиса;
обоснованы финансовые основы реализации разработанных принципов организации энергетического сервиса;
получены новые результаты экспериментальных исследований и оценки финансовой эффективности деятельности сервисных энергетических предприятий в сфере АПК.
Заключение
В диссертации осуществлены теоретические обобщения и практические решения актуальной научно-технической проблемы по обоснованию организационных основ развития сельской энергетики и энергетического сервиса в условиях реструктуризации АПК. На основе проведенного комплекса научных исследований по данной проблеме получены следующие результаты:
1. Путем анализа функционирования топливно-энергетического комплекса и системы сельской электрификации установлено, что электроснабжение сельских потребителей имеет свои особенности, выражающиеся в том, что сельские потребители имеют относительно небольшие, но разные показатели мощности, нагрузки, которые удалены друг от друга на значительные расстояния.
В рыночных условиях при многообразии форм собственности и хозяйствования одним из важнейших резервов повышения эффективности АПК является организация надлежащей сервисной службы в отрасли.
При этом показано, что одним из важнейших резервов повышения эффективности АПК является организация надлежащей сервисной энергетической службы в отрасли, которая должна быть комплексной и включать в себя техническую, технологическую, экономическую, организационную и кадровую составляющие.
2. Показано, что теоретические и практические проблемы эксплуатации электрооборудования должны охватывать его использование, обслуживание и ремонт, а также организацию высокопроизводительной и мобильной электротехнической службы. Важнейшим при этом является выбор формы организации энергетического сервиса в АПК, принципов построения и уровня технического оснащения его предприятий, осуществляемый с учетом мирового и отечественного опыта.
Разработана оригинальная программа математического и компьютерного моделирования энергетического сервиса, на которую получено Свидетельство Республики Узбекистан № DGU 02848 от 20.11.2014 г., с использованием которой решены практически важные задачи моделирования организации энергетического сервиса.
3. Исследование закономерностей появления отказов в работе электрооборудования в системе АПК показало, что необходимо обеспечение более тщательного надзора за каждым элементом и постоянный контроль за режимом его работы. В период нормальной эксплуатации нельзя нарушать периодичность обслуживания электрооборудования, так как это увеличивает интенсивность отказов и вероятность его износа. Электрооборудование должно быть направлено на капитальный ремонт или снято с эксплуатации в начальный период обнаружения неисправностей или его износа.
4. Установлено, что концентрация имеющихся средств и персонала в системе энергетического сервиса ведет к сокращению продолжительности обслуживания, а производственная мощность предприятий энергетического сервиса должна соответствовать величине нагрузки, которая пропорциональна количеству единиц оборудования в зоне обслуживания и интенсивности потока заявок на обслуживание.
Эффективность внедрения мероприятий по энергетическому сервису зависит от снижения их себестоимости за счет правильного нормирования, обеспечения оптимальных режимов эксплуатации оборудования.
5. Показано, что для учета расходов в себестоимости энергетического сервиса необходимо учитывать среднее расстояние перевозок и конфигурацию территории расположения энергетического оборудования, посредством введения поправочного коэффициента-цт.
6. Установлено оптимальное размещение всех участков предприятия энергетического сервиса, которое должно строго соответствовать технологическому процессу сервиса по принятой схеме движения, в том числе для электроремонтного цеха.
7. Оптимизированы параметры функционирования предприятий энергетического сервиса в условиях перехода к рыночным экономическим отношениям, включающие: нестабильность цен и тарифов, размеры фермерских, дехканских и ширкатных хозяйств, характеристики эксплуатации электрооборудования в условиях расформирования ранее существовавших крупных хозяйств, количество и состояние устаревшего электрооборудования, наличие разовых отключений в системе централизованного электроснабжения.
8. Разработанный пилотный проект создания предприятий энергетического сервиса внедрен в управлении сельского и водного хозяйства Ташкентской области Министерства сельского и водного хозяйства Республики Узбекистан (2013 г.), а также в машинно-тракторных парках (МТП) Карманинского, Кизилтепинского, Навбахорского и Хатирчинского районов Навоийской области (2009 г.).
9. Проведенный расчет экономической эффективности инвестиционного проекта организации энергетического сервиса показал, что и по чистому дисконтированному доходу (ЧДД) и по индексу прибыльности (ИП) является прибыльным. При этом индекс доходности составляет величину 4,278, значение внутренней нормы доходности - 2,651 или 265,1%, а срок окупаемости - 42 месяца.
10. Разработанные научно-методические основы энергетического сервиса в АПК могут послужить основополагающим принципом в разработке научных основ прогнозирования энергопотребления и энергообеспечения и организационно-технических мероприятий по повышению эффективности использования энергоресурсов и внедрения возобновляемых источников энергии, а также научных основ внедрения АСКУЭ в отраслях АПК.
Суммарный годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования, алгоритмов программного продукта и за счет роста коэффициента готовности на 9 процентов, сокращения простоев на 33 процента в результате уменьшения времени очередности неисправного оборудования в 2 раза, а также за счет повышения производительности труда и экономии трудовых ресурсов составляет 142 млн. 91 тыс. сум.
Таким образом, на основе теоретических обобщений и практической реализации, изложенных в работе, решена крупная проблема по повышению производительности эксплуатации электрооборудования имеющая важное народнохозяйственное значение.

Актуальность и востребованность темы диссертации. В связи постоянным уменьшением запасов нефти и газа, а также ростом их стоимости на мировом рынке возрастает роль твердого топлива в топливно-энергетическом балансе Узбекистана. Однако, экологические проблемы, возникающие при использовании твердого угольного топлива, требуют разработки и внедрения новых экологически чистых угольно-топливных технологий. Такой является разработанная в последнее время в мировой практике перспективная технология, связанная с использованием угля в виде водоугольных топливных суспензий (ВУТС). Сжигание угля в форме ВУТС обладает рядом экономических, экологических и эксплуатационных преимуществ по сравнению с пылевидным и, особенно, слоевым сжиганием. Применение ВУТС позволяет увеличить эффективность сжигания угля, утилизировать угольные шламы, уменьшить взрывоопасность тонкодисперсной угольной пыли в энергетических котлах, снизить количество выбросов оксидов азота и серы в атмосферу. Внедрение относительно дешевого по себестоимости топлива - ВУТС в практику способствует сбережению энергетических и материальных ресурсов, ограничению загрязнения окружающей среды.
С учетом преимуществ ВУ1С по сравнению с современными видами топлива, а также возможности использования для их создания дешёвого местного угольного сырья, разработка способа получения новых устойчивых ВУТС на основе бурых Ангренских и каменных Шаргунских углей, а также их рациональное сжигание в различного вида топочных устройствах взамен мазута и природного газа может служить одним из перспективных направлений развития энергетики и угольной промышленности республики.
Настоящая диссертационная работа ориентирована на реализацию постановлений Президента Республики Узбекистан ПП-1442 от 15 декабря 2010 г. «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», а также Кабинета Министров Республики Узбекистан от 30 октября 2013 г., № 292 «Развитие экономики и управление производством угольной промышленности, повышение качественного уровня разрабатываемой новой продукции за счет проектно-разведовательских и научно-исследовательских работ», от 6 июня 2013 г., №161 «Развитие угольной промышленности за счет реализации приоритетных инвестиционных проектов направленных на удовлетворение растущей потребности населения в угольной продукции на период 2013-2018 годы», которые направлены на ускорение внедрения в отраслях промышленности современных научных достижений и прогрессивных инновационных технологий производства ВУТС на основе углей Узбекистана.
Цель исследования заключается в разработке технологии получения ВУТС на основе углей Узбекистана и их применения в топочных устройствах промышленных предприятий.
Научная новизна исследования: установлено физико - химические свойства (влажность, зольность, содержание летучих веществ, карбоксильных и гидроксильных групп, теплотворность) Ангренских бурых и каменных Шаргунских углей, определены реологические свойства ВУТС, полученных на основе низко - и высокозольных Ангренских бурых и каменных Шаргунских углей;
найдены оптимальные количества стабилизирующих и пластифицирующих (NaOH, Са(ОН)2, ПАВ) добавок к ВУТС. При добавлении стабилизаторов NaOH и Са(ОН)2 в пределах 0,5-2,0% от массы топлива, его вязкость увеличивается, а динамическое напряжение сдвига уменьшается, так при увеличении температуры с 20° до 60°С вязкость ВУТС уменьшается в 1,5-2,0 раза, а динамическое напряжение сдвига увеличивается в 2 раза;
выявлено, что вязкость ВУТС, полученных на основе бурых углей несколько выше, чем полученных на основе каменных углей, например, если эта величина для ВУТС, полученной на основе бурого угля марки 2БПК составляет 2,52 Па с., то для ВУТС, полученной на основе каменного угля марки 1ССКОМ, составляет 1,84 Па с;
для топлива, дисперсная фаза которого состоит из частиц с размерами до 50 мкм (80%), найдено влияние содержания дисперсной фазы на показатели структурной вязкости, устойчивости, текучести и сгораемости. Для ВУТС, полученных на основе углей марки 2БПК, 2БОМСШ-Б1, 2БОМСШ-Б2 и 1ССКОМ, количество твердой фазы составляет 38-40 %, 44-46 %, 49-51 % и 52-55%, соответственно;
мадифицированием Ангренских бурых углей марки 2БПК, 2БОМСШ-Б1, 2БОМСШ-Б2 мазутом (4-16 % от массы топлива), получены устовчивые и высокотеплотворные ВУТС. Показано, что для ВУТС, полученной на основе угля марки 2БПК в оптимальных условиях, её топлотворность составлеет 2900 ккал/кг;
на основании использавания новой факельной горелки, позволяющей подачу предварительно нагретого топлива и сжатого воздуха в топочные устройства, отработаны оптимальные режимы технологии равномерного и полного сгорания ВУТС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Впервые научно обоснована возможность эффективного применения низко- и высокозольных бурых Ангренских и каменных Шаргунских углей Узбекистана в качестве сырья для получения альтернативных жидким нефтяным топливам водоугольно-топливных суспензий (ВУТС) и разработан соответствующий оптимальный режим технологии для нормального и полного их сгорания.
2. Разработана технология получения ВУТС на основе бурых Ангренских углей марок 2БПК, БОМСШ-Б1, БОМСШ-Б2 в комплексе со стабилизирующими и пластифицирующими добавками NaOH, Са(ОН)г, ПАВ и модифицированием угля мазутом. Показано, что теплотворность ВУТС на основе угля марки 2БПК составляет 2900 ккал/кг (12,2 МЖ/кг), она увеличивается, также как показатели седиметационной устойчивости и текучести ВУТС, при их модифицировании добавками мазута, стабилизаторов и пластификаторов.
3. Установлена корреляционная зависимость реологической характеристики ВУТС от физико-химических свойств углей (зольность, влагоёмкость, теплотворность, содержание летучих веществ, карбоксильных и гидроксильных групп), их количественного содержания в топливной суспензии, степени дисперсности частиц угля, содержания стабилизирующих добавок и pH дисперсионной среды. Показано, что у обработанных оптимальными количествами добавок стабилизаторов и пластификаторов (NaOH, Са(ОН)2 ПАВ) топливных суспензий их показатели стабильности, вязкости и текучести практически сохраняются постоянными.
4. Выявлено, что структурная вязкость ВУТС, полученных на основе бурых углей, значительно выше (2,52 Па с у суспензии, полученной на основе бурого угля марки 2БПК), чем полученных на основе каменных углей (1,84 Па с у суспензии, полученной на основе каменного угля марки 1ССКОМ), что связано с достаточно высоким содержанием карбоксильных и гидроксильных групп в макромолекулах бурых углей.
5. Установлено, что при добавлении стабилизаторов NaOH и Са(ОН)2 в пределах 0,5-2,0% от массы топлива его реологические параметры остаются практически постоянными во времени; при повышении температуры от 20° до 60°С структурая вязкость ВУТС уменьшается более чем в 1,5-2,0 раза, а динамическое напряжение сдвига увеличивается в 2 раза.
6. Показано, что структурная вязкость и стабильность ВУТС зависят от содержания в ней фракции твердой фазы с размерами частиц угля менее 50 мкм. С увеличением содержания этой фракции в общей массе угля показатели указанных параметров суспензии возрастают. Суспензии с оптимальными значениями структурной вязкости и стабильности образуются при содержании в массе угля этой фракции не более 80%, что можно достичь регулированием времени измельчения угля. Найдено, что в ВУТСах, полученных на основе углей марок 2БПК, 2БОМСШ-Б1, 2БОМСШ-Б2 и 1ССКОМ, содержание твердой фазы составляет 38-40, 44-46, 49-51 и 52-55%, соответственно.
7. Показана возможность сжигания полученных устойчивых ВУТС в топочных устройствах с использованием разработанной новой факельной горелки и установлено, что процесс их горения характеризуется высокой полнотой выгорания угля (98,0-99,7%), что объясняется известным мнением о том, что содержащийся в дисперсионной среде топлива кислород играет роль промежуточного окислителя практически на всех стадиях его горения и, тем самым, активирует поверхность твердой фазы топлива, в результате чего воспламенение её распыленных частичек начинается не с воспламенения летучих компонентов, а с гетерогенных реакций окисления на их поверхности; найдено, что ВУТС с нормальными реологическими свойствами можно получить при использовании не только водопроводной воды с жесткостью 2,5 мг-экв/л, но также с привлечением отвечающей нормам ПДК производственной сточной воды (4,4 мг-экв/л), которая более доступна и экономически целесообразна.
8. Разработан технологический регламент и инструкция получения и сжигания ВУТС на основе бурых и каменных углей Узбекистана, проведены опытно-промышленные испытания (в периоды с 18.07.2013 по 20.07.2013г и с 14.11.2014 по 17.11.2014г.) разработанных ВУТС при их сжигании в топке сушильной печи Ангренской ЗИФ АГМК; экономический эффект при замене мазута на ВУТС при постоянном ее использовании составит 291,6 млн. сум в год без учета амортизационных расходов. При замене применяемых в настоящее время видов топлива (мазут, природный газ и др.) на ВУТС на предприятиях АО «Алмалыкский ГМК», а далее в масштабах ГАК «Узбекэнерго», показатели экономической эффективности значительно возрастут. Полученные ВУТС рекомендованы в качестве альтернативных топлив для широкого использования в тепло- и энергоагрегатах ряда промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных сфер Республики.

Актуальность и востребованность темы диссертации. Опыт промышленно развитых стран свидетельствует о том, что ресурсосбережение - одно из условий их устойчивого развития. Располагая запасами собственного органо-минерального сырья, республика учитывает эту тенденцию, стремясь повысить эффективность работы своих предприятий.
В нефтегазовой отрасли при добыче, хранении сырья происходит потеря углеводородов в паровоздушных смесях (ПВС) от испарения. Подсчитано, что за счет их сокращения, можно нарастить выпуск продукции на 20 %, уменьшить нагрузку предприятий на экологию и здоровье населения. Указанные потери про исходят при вытеснении в атмосферу ПВС из газового пространства (ГП) резервуаров. В этой связи, оснащение их устройствами подавления испарения топлив и пожаротушения - понтонами, системами сорбции и рекуперации паров топлив, импортозамещающими реагентами и материалами, является актуальной задачей отрасли.
В цветной металлургии импортозамещение применяемых реагентов, сорбентов и повышение эффективности их использования также актуально, стимулируя развитие технологий локализации их производства.
Так, высока потребность в активированных углях для рекуперации паров углеводородов, вспенивателях для флотации медно-молибденовых руд на медно-обогатительной фабрике (МОФ) Медеплавильного завода (МПЗ) АО «Алмалыкский ГМК». Там в цехе переработки редких металлов (ЦПРМ) использует каолин по устаревшей технологии гранулирования Мо концентрата: между тем, известны более эффективные связующие.
Упомянутые материалы являются коллоидно-химическими агентами, регуляторами процессов в гетерогенных системах. Изучение поверхностных явлений и равновесных состояний на их межфазных границах, свойств выделяемых компонентов положено в основу ресурсосберегающей технологии новых сорбентов, ПАВ для нефтегазовой отрасли и металлургии.
Настоящая диссертационная работа ориентирована на реализацию постановлений Президента Республики Узбекистан №ПП-916 от 15 июля 2008 года «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство» и №ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», а также №ПП-2120 от 04 февраля 2014 года «О программе локализации производства готовой продукции, комплектующих изделий и материалов на 2014-16 годы», которые направлены на повышение эффективности промышленного производства за счет снижения производственных затрат и себестоимости продукции, внедрения современных энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий.
Целью исследования является создание ресурсосберегающих технологий на основе высокоэффективных реагентов, в области дисперсных нефтяных - при хранении, и сульфидно-минеральных систем - при флотационном обогащении и производстве молибденового продукта
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработана новая система улавливания легких фракций топлив для резервуаров путем их конденсации, сорбции;
разработан новый сорбент - модифицированный уголь КАУ-М,
решена оптимизация режимов рекуперации паров углеводородов;
впервые определена динамика испарения и подавления его в резервуарах хранения углеводородов с понтоном;
разработаны, испытаны и внедрены способы топливосбережения: понтонный, сорбционный, на основе местного сырья и материалов;
впервые разработан состав связующего гранулирования Мо-концентрата в составе шихты Мо-концентрата, облегчающий извлечение Ие, Мо из огарка, а также извлечение Аи и Ag из кека его аммиачного выщелачивания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе изученных закономерностей изменения состояний углеводородных и рудно-минеральных дисперсных систем, решены актуальные научно-технические задачи в области ресурсосбережения в промышленных отраслях: нефтегазовой и металлургической.
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы являются следующие:
1) Выявлены закономерности регулирования нефтегазовых дисперсий: кинетики адсорбции паров углеводородов на твердых сорбентах; кинетики абсорбции паров углеводородов жидкими абсорбентами;
кинетики испарения топлив на границе раздела фаз: жидкость-пар;
2) На основе разработанных принципов регулирования парообразования в дисперсных топливных системах, предложены технологические решения:
адсорбционного улавливания паров топлив на новых адсорбентах, с составлением баланса процесса рекуперации, построением изотерм адсорбции, разработкой отечественного «Активированного угля КАУ-М Т5Ь 88.16-31:2007» и адсорбционно-рекуперационной установки на его основе;
абсорбционного улавливания паров углеводородов дизельным топливом в «промежуточном» резервуаре топливораспределительной системы;
сбережения топлив при хранении, за счет уменьшения их испарения из-за минимизации площади раздела фаз: жидкость-пар и уменьшения ГП резервуара погруженным в жидкость понтоном, с противопожарной функцией, подбором конструкционного материала его изготовления -полиэтилентерефталата, конусной формы единицы понтона - поплавка;
3) Разработан на основе местного техногенного сырья ряд ПАВ серий АТ и ПТ, изучены их коллоидно-химические и эксплуатационные свойства, как вспенивателей в устройствах пожаротушения конус-поплавковых понтонов резервуаров хранения топлив и флотационного обогащения Си-Мо сульфидных руд месторождения Кальмакыр АО «Алмалыкский ГМК».
4) Разработан на основе местного техногенного сырья полимер СК, представляющий собой продукт гидролиза отхода производства полиакрилонитрильного волокна, для ресурсосбережения производства огарка промпродукта молибденового в ЦПРМ МПЗ АО «Алмалыкский ГМК», как новый компонент шихты гранулирования Мо-концентрата. Ее новый состав: % масс.: Мо-концентрат 97,3-97,0%, каолин 2%, водорастворимый полимер СК,- 0,7-1,0%. При необходимости, каолин м.б. заменен на бентонит, а полимер СК - на Ыа-КМЦ или поливинилацетат, с уточнением концентраций заменителей. Сопоставлены гидрофильные, прочностные, структурные, физико-химические и технологические свойства шихты Мо-концентрата на основе связующих: каолина и органических полимеров, получаемых из них гранул и огарка. Технология переработки огарка промпродукта молибденовогос новым составом шихты не отличается от существующей технологии, из шихты традиционного состава: 8-10% каолина, остальное - Мо-концентрат. Однако, она облегчает извлечение Ие, Мо из огарка - методами возгона-конденсации и аммиачного выщелачивания, соответственно, а также извлечение Аи и Ag из кека аммиачного выщелачивания Мо - методом цианидного выщелачивания.
5) Проведены опытно-промышленные испытания и внедрения ресурсосберегающих технологий:
на БНПЗ - адсорбционной технологии рекуперации паров топлив:
на АЗС «Хаким» г. Шахрисабз Кашкадарьинской области -абсорбционной технологии рекуперации паров топлив, с эффектом 25-50%;
в нефтегазовых хозяйствах НХК «Узбекнефтегаз» - понтонной технологии, со снижением потерь топлив от испарения на 95-98%,
в отделении обогащения ЦЛНТ АО «Алмалыкский ГМК», при флотации руд месторождения Кальмакыр - ряда вспенивателей, взамен импортного Т92 - достигнутая с их участием степень обогащения меди незначительно уступает аналогу, требуется их доработка по показателю устойчивости пен.
в ЦПРМ МПЗ АО «Алмалыкский ГМК», при гранулировании Мо-концентрата с применением нового связующего СК в новом составе шихты гранулирования, выгодно отличающегося от существующего состава (8-10% каолина) рядом эксплуатационных свойств: повышенным содержанием молибдена, повышенной степенью извлечения металлов.
6) Рассчитан экономический эффект от внедрения разработок в: НХК «Узбекнефтегаз» понтонной технологии: 188,11 млн. сум в год; АО «Алмалыкский ГМК» нового состава шихты гранулирования молибденитового концентрата на основе полимера СК: 67 млн сум в год.

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире развитие фундаментальных исследований в области сверхвысокочастотных приборов является одним из важных научных проблем физики полупроводников. Исследования, направленные на изучение влияния СВЧ поля на возникновение электродвижущей силы в /?-«-переходе и процессов деформационных эффектов в полупроводниках, модуляции и приема СВЧ сигналов являются перспективными.
В области разработки и исследовании СВЧ диодов основное внимание уделяет выпуску СВЧ монолитных интегральных схем структур на основе СаАз и 1пР и модулей на их основе. Ведутся исследования по изготовлению и поставке электронных компонентов, дискретных полупроводниковых приборов. С целью расширения их функциональных характеристик исследования влияния одновременного воздействия СВЧ электромагнитного поля, деформации и света на токовые характеристики диодных структур являются актуальными.
Исследования диодной структуры с несимметричным по концентрации /?-/?-переходом путем придания носителям условия теплого и горячего электрона позволяют получить ценные сведения о динамике зависимости его токовых характеристик от внешних воздействий, таких как деформация, световое излучение, которые на сегодня являются востребованными.
Поэтому изучение влияния эффектов возникающих в полупроводниковых структурах при одновременной деформации и света в СВЧ поле во взаимосвязи с изменениями вольтамперных характеристик диодов служит основанием для решения проблем поставленных в диссертации.
Целью исследования является изучение влияния воздействия СВЧ электромагнитного поля, деформации и света на токовые характеристики несимметричного по концентрации р-д-перехода.
Научная новизна диссертационной работы заключаются в следующем: впервые обосновано, что напряжение холостого хода и ток короткого замыкания в несимметричном по концентрации р-п-переходе,
расположенном в СВЧ поле возникает не только за счет
высокотемпературных носителей зарядов, но и менее горячих носителей с высокой концентрацией;
рассмотрены зависимости ВАХ, тока короткого замыкания и напряжения холостого хода несимметричного по концентрации /»-/?-перехода в СВЧ поле в трехмерном пространстве, проведен анализ динамики его изменения от третьего параметра;
показано, что коэффициент неидеальности ВАХ р-п-перехода в СВЧ поле определяется температурами электронов Те и дырок Т!,, при заданном напряжении смещения и и описывается выражением, учитывающим значения концентрации электронов и дырок, а также их температуры, коэффициента и длины диффузии, температуры фононов, приложенного напряжения и возмущения высоты потенциального барьера;
выявлено, что возникновение ЭДС и тока при слабом разогреве носителей заряда обусловлено отклонением вектора напряженности электрического поля СВЧ волны внутри несимметричного по концентрации /?-/?-перехода и эффекта Френкеля, а их увеличение при сильном разогреве носителей заряда связано с одновременным возмущением высоты потенциального барьера;
проведен расчет ВАХ при неоднородном разогреве несимметричного р-п-перехода в СВЧ поле, показывающий возникновение вихревых токов приводящих к уменьшению полного тока связанного с разогревом электронов и дырок и высокочастотным возмущением потенциального барьера;
показано, что приращение тока несимметричного по концентрации р-п-перехода, вызываемое возмущением высоты потенциального барьера и увеличением рекомбинационного тока в сильном СВЧ поле, подавляется при освещении генерированными фотоносителями, приводя к перемещению ВАХ р-п-перехода в сторону меньших значений тока;
установлено, что деформация несимметричного по концентрации р-п-перехода в сильном СВЧ поле приводит к увеличению генерируемого тока, а одновременное воздействие света на него приводит к его уменьшению.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Из теоретических исследований следует, что при низких мощностях СВЧ волны полевая зависимость подвижности не только горячих, но и теплых электронов и возмущение высоты потенциального барьера приводит к возникновению ЭДС и тока. При больших мощностях СВЧ волны разогрев электронов и возмущение высоты потенциального барьера приводит к увеличению тока короткого замыкания и напряжения холостого хода.
2. Построена теория трехмерной ВАХ, из которой получены в СВЧ поле для несимметричного /?-«-перехода, токи короткого замыкания и напряжения холостого хода. Трехмерная ВАХ позволила получить более наглядные представления о процессах разогрева электронов и дырок СВЧ полем.
3. Впервые проведен расчет ВАХ р-п-переходов в СВЧ поле с учетом разогрева основных носителей не только п-области (электронов), но и р-области (дырок). Установлено, что ВАХ диода определяется температурой тех носителей заряда, которыми переносится основной ток через р-п-переход.
4. Выявлено, что возникновение ЭДС и токов при слабом разогреве носителей заряда, обусловлено отклонением вектора напряженности электрического поля СВЧ волны внутри несимметричного по концентрации /?-/?-перехода и эффектом Френкеля, а при сильном разогреве - существенное изменение параметров потенциального барьера приводит как к возникновению ЭДС и токов, так и их росту.
5. Построена теория неоднородного разогрева несимметричного р-п-перехода в СВЧ поле, с учетом горячих электронов и дырок, а также одновременным высокочастотным возмущением потенциального барьера. Соответствующий расчет ВАХ показывает, что при этом возникают вихревые токи, которые в состоянии уменьшить величину полного тока через р-п-переход.
6. Установлено, что генерированные при освещении фотоносители, приводят к смещению ВАХ р-п перехода в сторону отрицательных значений тока, что, в свою очередь, изменяет некоторые эффекты сильного СВЧ поля на параметры несимметричного р-п-перехода (подавляются рекомбинационные токи).
7. Определен механизм одновременного влияния на несимметричный р-п переход трех воздействий: деформации, сильного СВЧ поля и света. Если деформация и СВЧ поле увеличивает генерируемый через р-п переход ток, то воздействие света - наоборот, приводит к его уменьшению.
8. Установлено, что уменьшение амплитуды и увеличение частоты деформации приводит к изменению избыточной концентрации электронов. Учет специфических особенностей деформационного эффекта в полупроводниках позволили определить изменение концентрации рекомбинационных центров в образце.
9. С учетом концентрации, температуры, коэффициента и длины диффузии носителей тока обоих знаков, температуры фононов, приложенного напряжения и возмущения высоты потенциального барьера получено универсальное выражение для коэффициента неидеальности.
10. При исследовании явлений, связанных с участием неравновесных носителей тока, в частности, при вычислении баллистической фотоэдс, возникающей в тонких пленках, можно использовать математический аппарат, примененный при расчете воздействия СВЧ поля на полупроводниковую структуру. Из расчетов следует, что эта баллистическая фотоэдс прямо пропорциональна интенсивности света и определяется скоростью фотоэлектронов, временем и длиной свободного пробега возбуждаемых носителей, а её величина (фотоэдс) может преобладать над объемной электродвижущей силой лишь в образцах с большой длиной свободного пробега при сильном поглощении света.

Актуальность и востребованность темы диссертации. Резкое увеличение во всем мире числа автомобилей и различных транспортных средств требует производства качественных моторных топлив на основе энергосберегающих технологий. С 2005 года по настоящее время во всем мире добыча нефти и газа увеличилась более чем на 55%, а разведка их подземных запасов более чем 3 раза. Производство моторных топлив из нефтегазоконденсатной (НГК) смеси основано на расходе большого количества энергии и использование сложных аппаратов. В последние годы требования на качество моторных топлив неуклонно растет, и в то же время во всем мире наблюдается нестабильность на количество и цен нефтяного сырья. Техническое и технологическое обновление нефтеперерабатывающих заводов, применение энергосберегающих методов производства являются основными критериями, обеспечивающими снижение расходов при производстве нефтепродуктов, в частности моторных топлив и улучшения их качества. Вышеуказанные стратегические направления развития производства в нефтегазовой отрасли соответствуют комплексу мероприятий по развитию предприятий.
Как известно, производство моторных топлив из нефтегазоконденсатной смеси основано на одном из энергоемких процессов - сложной перегонке (ректификации). При этом в настоящее время в качестве отпаривающего агента используется перегретый водяной пар. Анализы показывают, что перечисленные ниже негативные явления подтверждают актуальность проведенных исследований по совершенствование теоретических и прикладных основ применения углеводородного отпаривающего агента при получении моторных топлив из нефтегазоконденсатной смеси, интенсификация массообмена и определение эффективности применения углеводородных отпаривающих агентов: значительные энергетические и технологические затраты производства перегретого водяного пара; подача водяного пара в ректификационные колонны обусловливает образование, в процессе конденсации углеводородных паров, водяного конденсата. В свою очередь отделение водяного конденсата от полученных фракций требует специальных аппаратов, проведения технологических процессов очистки и дополнительных энергетических затрат; водяной пар и его конденсат, находясь в составе смеси углеводородов, снижают интенсивность тепломассообменных процессов и эффективность технологических показателей оборудований для их осуществления; высокое значение теплоты конденсации водяных паров (2260 кДж/кг) относительно этого параметра у углеводородных паров (250-350 кДж/кг) способствует увеличению энергетических расходов при их конденсации; образуемый водяной конденсат способствует усилению коррозии контактирующих поверхностей аппаратов; в составе водяного конденсата присутствуют остатки нефтепродуктов, сернистые и других химические соединения, требующие дополнительных расходов, связанных с их удалением и утилизацией. В свою очередь эти примеси усугубляют экологические проблемы производства; обводнения дистиллятных фракций (особенно авиакеросина и дизельного топлива) конденсатом водяного пара требует дополнительных затрат связанных с их обезвоживанием.
Диссертационная работа направлена решение в определенном степени задач приведенных в постановлениях Президента Республики Узбекистан №ПП-916 от 15 июля 2008 года «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство» и №ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах».
Цель исследования. Создание энергосберегающей технологии сухой перегонки нефтегазоконденсатных смесей путем интенсификации процесса массоотдачи в паровой фазе применением углеводородного отпаривающего агента при получении моторных топлив.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
создана новая технология сухой перегонки нефтегазоконденсатных смесей, основанная на интенсификации массообменных процессов путем замены традиционного отпаривающего агента на углеводородные пары;
достигнута интенсификация в паровой фазе массоотдачи более чем три раза за счет уменьшения на порядок толщины пограничной пленки между контактирующими фазами, и теплоотдачи в 6 раз за счет высоких значений критерий гидродинамического и теплового подобий при разделении нефтегазоконденсатных смесей методом сухой перегонки;
показано изменение процесса массообмена при перегонке нефтегазоконденсатных смесей за счет значительного отличия между физико-химическими свойствами углеводородных и водяных паров;
определены технологические параметры процессов сухой перегонки нефтегазоконденсатных смесей путем рециркуляции 1,46 т/час углеводородных отпаривающих агентов через ректификационную колонну;
определена рядность значений повышения коэффициента диффузии с учетом изменения молекулярной массы углеводородов;
установлено улучшение четкости разделения дистиллятных фракций на 5-7 °C при использовании углеводородного отпаривающего агента по сравнению с водяным паром за счет интенсивного массообмена между паровой и жидкой фаз;
доказано снижение тепловой нагрузки в процессе конденсации более чем в 10 раз при использовании углеводородного отпаривающего агента по сравнению с водяным паром за счет превосходства теплофизических свойств альтернативного испаряющего агента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На основе интенсификации массообменных процессов путем замены традиционного отпаривающего агента (перегретого водяного пара) на углеводородные пары, впервые созданы научные основы новой технологии -сухой перегонки нефтегазоконденсатных смесей в ректификационной колонне, позволяющей сэкономить теплоэнергетические затраты на 66,4 %.
2. Исследования толщины пограничной диффузионной пленки при ректификации нефтегазоконденсатной смеси с использованием углеводородных отпаривающих агентов показали, что толщина этих пленок, в среднем в 10,6 раза меньше толщины, образуемой водяным паром.
3. Анализ применения в качестве отпаривающего агента углеводородных паров вместо водяного пара при перегонке нефтегазоконденсатной смеси, показал, что увеличение коэффициента массоотдачи в паровой фазе составило в среднем 3,2 раза.
4. Степень повышения коэффициента массопередачи при ректификации нефтегазоконденсатной смеси составила в среднем 1,25 раз в зависимости от применяемого отпаривающего агента и распределяемой фракции.
5. Предложена технологическая схема подвода углеводородных паров в ректификационные колонны для проведения перегонки нефтегазоконденсатной смеси, при этом появляется возможность уменьшения расхода отпаривающего агента на 11,7%.
6. Разработана энергосберегающая технология на основе рециркуляции углеводородных паров, которая имеет ряд преимуществ: исключение применения водяного пара, увеличение выхода светлых фракций, отсутствие влаги в топливных фракциях, уменьшение энергетических затрат в процессе конденсации; устранение уноса бензиновой фракции конденсатом водяного пара, увеличение отбора топливных фракций на 2,67%, уменьшение коррозии аппаратуры, улучшение экологической обстановки производства и др.
7. Установлены оптимальные условия проведения процесса ректификации при применении технологии сухой перегонки нефтегазоконденсатной смеси с использованием рециркуляции 1,46 т/час (на 11,7 % меньше чем водяной пар) углеводородных паров.
8. Установлено улучшение четкости разделения дистиллятных фракций на 5-7 °C при использовании углеводородного отпаривающего агента по сравнению с водяным паром за счет интенсивного массообмена между паровой и жидкой фаз.
9. Показано снижение тепловой нагрузки в процессе конденсации более чем в 10 раз при использовании углеводородного отпаривающего агента по сравнению с водяным паром за счет превосходства теплофизических свойств альтернативного испаряющего агента.
10. Расчетный годовой экономический эффект за счет применения нового метода сухой перегонки нефтегазоконденсатной смесей для линии ЭЛОУ АВТ-1 Ферганского НПЗ производительностью по сырью 600 тыс. т в год составляет более 500 млн. сум.

Объекты исследования: процессы ректификации в исчерпывающей колонне.
Цель работы: повышение эффективности процесса ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне путём рециркуляции альтернативного отпаривающего агента (паров тяжелой нафты) через кубовой продукт вместо перегретого водяного пара.
Методы исследования: при определении физико-химических и теплофизических свойств углеводородного сырья использованы стандартные методики, а при изучении его фракционного состава - аппарат простой перегонки при атмосферном давлении. Измерения температуры, давления, расходов сырья и теплоносителя и других показателей проведены традиционными методами. Обработка результатов исследований выполнена с использованием критериальных уравнений, полученных на основе теории подобия.
Полученные результаты и их новизна: впервые обоснован положительный эффект применения альтернативного отпаривающего агента при ректификации жидких углеводородов, возникающий из-за большой разницы между кинематическими вязкостями водяного пара и паров тяжелой нафты; установлен характер влияния состава нефтегазоконденсатной смеси на выход светлых фракций из сырья при ректификации с применением в качестве испаряющего агента паров тяжелой нафты; предложен эффективный способ ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне с применением паров тяжелой нафты в качестве альтернативного отпаривающего агента, позволяющий увеличить выход светлых фракций из состава мазута и уменьшить расход отпаривающего агента; определены оптимальные условия проведения процесса ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне с применением альтернативного испаряющего агента (паров тяжелой нафты).
Практическая значимость: разработанная рациональная технологическая схема подвода паров тяжелой нафты в кубовую часть промышленной ректификационной колонны позволяет повысить отбор светлых фракций из мазута в среднем на 2,7 % и уменьшить расход отпаривающего теплоносителя на 11,7 %.
Степень внедрения и экономическая эффективность: подготовлены технологическая инструкция и технологический регламент по применению паров тяжелой нафты в исчерпывающей части ректификационной колонны. Разработанные рекомендации, на основании решения производственно- технического состава Бухарского НПЗ от 10 октября 2011 года приняты к адаптации совместно со специалистами завода к производственным условиям с дальнейшим внедрением в производство. Ожидаемый годовой экономический эффект за счет применения нового метода сухой перегонки жидких углеводородных смесей в исчерпывающей колонне Бухарского НПЗ составляет 1,3 млрд, сумов.
Область применения: нефтеперерабатывающая промышленность.

Объекты исследования: тензочувствительные плёнки BijTes, Sbj Тез полученные при вакуумном напылении, сильнокомпенсированный кремний с глубокими уровнями, кремниевые р-n-переходы, АФН плёнки CdTe и Si.
Цель работы: исследование механизмов возникновения ЭДС в р-п-переходах в сильных СВЧ полях. Описание динамики деформационных эффектов в тензочувствительных плёнках методами фазовых траекторий и термодинамики циклических процессов.
Метод исследования: методы R(e) траекторий и термодинамики циклических процессов. Моделирование деформационных эффектов. Численные эксперименты.
Полученные результаты и их новизна:
1. Впервые показано, что ЭДС, возникающая за счёт неоднородного распределения электромагнитного поля, уменьшает вихревые токи в р-п-переходе.
2. Впервые применён метод фазовых портретов для исследования деформационных эффектов в полупроводниках. Метод фазовых портретов позволяет интерпретировать все возможные процессы с одной точки зрения.
3. Установлено влияние освещения собственным светом на R(s) зависимости деформационных эффектов. Показано, что коэффициентом тензочувствительности освещённого р-п-перехода и собственного полупроводника можно управлять с помощью деформации £0, частоты и интенсивности света.
Практическая значимость: метод R(e) траекторий может быть использован при контроле характеристик полупроводников. Результаты исследования тензочувтвительности могут быть использованы при разработке нового поколения полупроводниковых пленочных тензопреобразователей с управляемой чувствительностью.
Степень внедрения и экономическая эффективность: результаты работы могут применяться в электронной промышленности, в области энергетики и в разработке новых видов тензодатчиков, в научных исследованиях по определению концентрации генерационных центров и скорости генерации в полупроводниках. Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе в высших учебных заведениях.
Область применения: микроэлектроника, физика твердого тела, физика полупроводников, тензометрия, оптоэлектроника.

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в странах мира с различными уровнем обеспеченности электрической энергией, в среднем, энергопотребление в промышленности составляет 37%, в том числе на горно-металлургическую промышленность приходится 12%. В связи с истощением легко извлекаемых запасов минерального сырья и вовлечением в эксплуатацию запасов, локализованных в более сложных горно-геологических условиях, потребление электроэнергии горно-металлургическими производствами постоянно растёт. Согласно статистическим данным, годовое потребление электрической энергии в горно-металлургической отрасли в мире составляет 913,2 ТВт-ч. По результатам исследований к 2030 году рост потребления электрической энергией составит в среднем 1,8% в год. Особое внимание уделяется внедрению мероприятий по обеспечению потребностей и требований промышленных предприятий, энергосбережению и повышению эффективности технологического процесса, оптимизации потребления электрической энергии.
В Республике Узбекистан горно-металлургическая промышленность является одним из крупных потребителей энергоресурсов, в которой особое внимание направлено на организацию эффективных мероприятий по внедрению высокоэффективных технологий. В этом отношении заметные результаты достигнуты при создании высокоэффективных систем управления технологическим процессом, нормировании потребления электрической энергии, усовершенствовании систем управления технологическим процессом на основе интеллектуальных систем.
Особое значение приобретают вопросы снижения энергоемкости технологического процесса обогащения руды и повышения энергетической эффективности технологии переработки минерально-сырьевых ресурсов с учетом свойственной ей особенности. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований является приоритетной проблемой, при этом весьма актуальны исследования в следующих направлениях: разработка рационального закона частотно-регулируемого электропривода, выявление энергосберегающих режимов работы асинхронного двигателя при статических и динамических процессах и создание его математической модели, разработка модели износа насосного агрегата, разработка математической модели электропотребления технологического процесса и нормирования расхода электрической энергии с учетом определения значимых факторов, влияющих на технологический процесс, разработка алгоритма прогнозирования потребления электрической энергии. Выполняемые научные изыскания по приведенным выше научно-исследовательским направлениям указывают на актуальность этой диссертационной темы.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Законе Республики Узбекистан «О рациональном использовании энергии» (1997), Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-2343 от 5 мая 2015 года «О программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы» и Постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан №333 от 28 ноября 2012 года «О дополнительных мерах по сокращению производственных затрат и снижению себестоимости продукции в промышленности», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка технических решений, обеспечивающих повышение энергетической эффективности обогатительных процессов на основе регулируемого электропривода и нормирования параметров электропотребления.
Научная новизна исследования заключаются в следующем:
определены наиболее существенные факторы, влияющие на износ деталей насоса, разработана математическая модель изнашивания в функции основных факторов, влияющих на нее в процессе эксплуатации;
разработан энерго- и ресурсосберегающий режим работы частотнорегулируемого электропривода системы «асинхронный двигатель - насос откачки пульпы»;
установлены зависимости эффективности потребления электрической энергии от степени загрузки шарами мельницы второй стадии измельчения руды;
разработана комплексная методика нормирования и моделирования параметров электропотребления для оценок эффективности энергосбережения;
разработана модель прогнозирования потребления электрической энергии в функции основных технологических параметров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему: «Разработка энергосберегающих технологий при переработке минерально-сырьевых ресурсов (на примере горно-металлургической промышленности)» представлены следующие выводы:
1. Рациональное управление режимами работы электромеханических систем и установок горно-металлургической промышленности позволяет повысить энергетическую эффективность технологии обогащения руды.
2. Характеристика технологического процесса обогащения руды как управляемого объекта позволяет выявить основные требования технологического процесса обогащения руды к электрическому приводу его механизмов.
3. Разработана математическая модель износа деталей насосного агрегата в функции скорости потока пульпы, плотности пульпы, твердости, прочности и угла атаки.
4. Анализированы энергетические и динамические характеристики частотно-регулируемого асинхронного электропривода насосной установки откачки пульпы при различных законах частотного управления, показавших, что наиболее рациональным законом частотного управления является управление по минимуму тока статора, в котором при заданных значениях скорости вращения и момента двигателя обеспечивается минимальный нагрев.
5. Разработана математическая модель системы «асинхронный двигатель - насос откачки пульпы» с учетом износа насосного агрегата, позволяющая определить энергетические параметры установки при частотном регулировании и без регулирования производительности.
6. Получены аналитические выражения для определения потребления электрической энергии мельничной установки при различных степенях загрузки шарами для мельниц 2-й стадии измельчения.
7. Получено математическое описание, позволяющее производить количественную оценку потребляемой электрической энергии обогатительным процессом, включая степень загрузки барабана мельницы шарами, учитывающей использование оборудований во времени, загруженность оборудований, количество перерабатываемой руды, параметры электрической сети, а также твердость руды.
8. Приводится структура обогатительного процесса с учетом управляющих, возмущающих и выходных технологических параметров. Определено, что целевой функцией управления обогатительным процессом является минимизация расходов энергоресурсов.
9. Установлена обобщенная многофакторная модель электропотребления обогатительного процесса, позволяющая оценивать удельный расход электроэнергии в зависимости от твердости руды и загруженности оборудований.
10. Приводятся энергетические модели каждого цикла технологического процесса обогащения руды, определяется критерий оптимального управления обогатительным процессом. Предлагается подход к оптимизации удельного расхода электроэнергии на обогатительный процесс. Решается задача нахождения оптимального удельного расхода электроэнергии на обогатительный процесс.
11. Определена структура состава расхода электрической энергии при обогатительном процессе. Разработана комплексная методика нормирования, моделирования и прогнозирования параметров электропотребления технологического процесса переработки окисленной руды для оценок объёмов энергосбережения горно-металлургической промышленности.

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день во всём мире широкое применение холода в пищевой, химической промышленностей, медицине, фармацевтике и др. позволяет обеспечить ритмичность производства, рациональнее использовать основные фонды, сохранять качество пищевых продуктов, лекарств и др. В последние годы, по оценке Международного института холода, на долю скоропортящихся продуктов приходится примерно треть мирового производства. Общие потери всех продуктов питания в мире составляют ~25%, фруктов и овощей ~35%, скоропортящихся продуктов из-за недостатка холодильных мощностей ~20%. В связи с этим строительство новых и реконструкция действующих холодильников неразрывно связаны с техническим прогрессом в области производства, применения искусственного холода и является одной из важных задач.
За годы независимости особое внимание обращено на производство холодильных и климатических установок различного назначения. Достигнуты существенные результаты по повышению производительности и эффективности входящих в них компрессоров и теплообменного оборудования. Можно особо отметить сокращение энергетических потерь в аппаратах.
Сегодня совершенствование схем изготовляемых установок, охрана природы использованием озонобезопасных и не создающих парникового эффекта хладагентов являются одной из важных задач. Проведение целенаправленных научно-исследовательских работ, в частности, разработка безопасных смесей хладагентов, эффективных теплообменных аппаратов, программ расчета холодильных циклов и подбор компонентов является одной из важных задач.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Постановлением Президента Республики Узбекистан от 7 апреля 2011 года №ПП-107 «О мерах по развитию и укреплению материально-технической базы хранения плодоовощной продукции на 2011-2015 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка научно-методических основ процесса кипения многокомпонентной смеси хладагентов на поверхности с поперечно-кольцевыми канавками и теплообменного аппарата из труб с поперечно-кольцевыми турбулизаторами, применяемого в холодильных машинах.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
создана модель теплообмена при пузырьковом кипении углеводородных хладагентов и их неазеотропной смеси R290/R600a/R600 на трубах с поперечно-кольцевыми турбулизаторами;
получены опытные данные по холодопроизводительности, затратам энергии в одноступенчатых и каскадных холодильных машинах, оснащенных с эффективными конденсатором, испарителем и конденсатором-испарителем;
выявлена зависимость холодопроизводительности, затрачиваемой мощности от вида хладагента, места применения эффективных труб (в конденсаторе, испарителе и конденсаторе-испарителе);
созданы полуэмпирические модели теплоотдачи при охлаждении, нагревании, кипении,конденсации;
показана эффективность теплообменных аппаратов с трубами, имеющими кольцевые канавки снаружи и плавно очерченные диафрагмы внутри. Применение накатанных труб в испарителе термодинамически выгодно, КПД конденсатора из труб с поперечно кольцевыми турбулизаторами составил 1,06 + 1,25 в интервале RcB = 1500 ч-8000;
показана эффективность парокомпрессионных холодильных машин с теплообменными аппаратами, изготовленными из труб, имеющими кольцевые канавки и выступы. Лучшие по энергетическим характеристикам машины с трубами №3 в конденсаторе и с трубами №4 в испарителе имеют, соответственно, КПД t]e = 0,60 и 0,59 при То = 213 К.
разработан критерий для оценки энергетической эффективности теплообменных аппаратов;
разработана методика эксергетического анализа однокаскадной парокомпрессионной холодильной машины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведенных исследований по теме диссертации «Совершенствование теплообменных аппаратов и машин холодильной техники» можно сделать следующие выводы:
1. Разработана методика обработки экспериментальных результатов каскадной холодильной машины с интенсифицированными теплообменными трубами, которая послужит для проведения научных исследований.
2. Введены изменения в методику расчета плотности теплового потока при пузырьковом кипении с учетом параметров поверхностей с кольцевыми канавками, которые могут использоваться при конструировании и расчете испарителей холодильных машин.
3. Использование всех вариантов труб с кольцевыми диафрагмами и канавками в качестве теплообменных поверхностей в конденсаторе приводит к понижению температуры конденсации в верхней ветви каскадной холодильной машины.
4. Неазеотропная смесь R290/R.600a/R600 имеет почти одинаковые энергетические показатели с озоноактивным R12 и может использоваться в качестве альтернативного хладагента.
5. Применение исследованной трубы №2 в конденсаторе понижает эффективность машины, а трубы №4 - не влияет на £. В качестве наилучшей поверхностью теплообмена может служить поверхность из труб №3.
6. При равных условиях холодильный коэффициент каскадной машины на чистом пропане больше, чем на смеси. С ростом температуры кипения повышается г. Наиболее эффективна машина с трубами d/D-0,945 в испарителе.
7. Предложен критерий оценки эффективности теплообменных аппаратов. Критерий эффективности основывается на понятии эксергии. Им удобно пользоваться для определения наилучших вариантов теплообменных поверхностей действующих и подбора термодинамически наивыгодных проектируемых аппаратов. Разработана методика эксергетического анализа однокаскадной парокомпрессионной холодильной машины. Методика основана на последовательности анализа одноступенчатых машин.
8. Проанализирована работа каскадной холодильной машины с помощью разработанной методики в диапазоне 213 < < 233 АЗ Критерием эффективности послужил г/с. Лучшие по энергетическим характеристикам машины с трубами №3 в конденсаторе и с трубами №4 в испарителе имеют, соответственно, КПД г/е=0,60 и 0,59 при ГО=213К. Применение накатанных труб в конденсаторе-испарителе практически не влияет на эффективность холодильной машины. Максимальный КПД машины достигается при То <213/С. Во всех случаях при Т„, превышающий 213 К, наблюдается резкое уменьшение КПД. Рассчитаны энергетические характеристики компрессорноконденсаторного узла холодильной машины с аппаратом, оснащенным эффективными трубами. Величина потерь энергии сокращается на 5190,5 кВт ч/год при 7000 час работы в год.

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мировой практике в сфере обеспечения устойчивой работы электроэнергетических систем (ЭЭС) ведущее место занимает создание высокоэффективных систем управления технологическими процессами выработки и потребления электроэнергии с привлечением интеллектуальных технологий. Одной из наиболее актуальных задач, стремительно развивающихся современных ЭЭС является обеспечение их статической устойчивости на основе обработки и анализа оперативных данных в режиме реального времени. В этом направлении в ведущих странах мира пристальное внимание уделяется совершенствованию систем управления для обеспечения устойчивости электроэнергетических систем с учетом колебаний режимных параметров. «Затраты на создание интеллектуальных электрических систем, в том числе Smart Grid составляют: США - 7,1 трлн., Китай - 7,3 трлн., Япония - 0,8 трлн, долларов. Использование системы Smart Grid к 2020 году позволит США сэкономить около 1.8 трлн, долларов1».
В Республике Узбекистан проводятся широкомасштабные мероприятия по эффективной организации производства электроэнергии и повышению устойчивости ЭЭС. В этой сфере, в том числе, по переоснащению высокоэффективным оборудованием, парагазовой и газотурбинной технологиями, обеспечивающими выработку электроэнергии, по разработке эффективных систем управления технологическими объектами и совершенствованию методов и алгоритмов исследования систем управления, проводится ряд исследовательских работ.
В мире пристальное внимание уделяется разработке более совершенных методов определения устойчивости электрических систем, матричных методов и алгоритмов, позволяющих управлять режимными свойствами электроэнергетических систем с учетом современных устройств управления. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований является приоритетной проблемой, при этом весьма актуальны исследования в следующих направлениях: разработка матричных методов и алгоритмов определения устойчивости электрической системы с учетом автоматических регуляторов синхронных генераторов, разработка упрощенных критериев определения предельного режима по устойчивости сложных ЭЭС, разработка модели синтеза автоматических регуляторов возбуждения на базе технологии вложения систем. Проводимые научные исследования по вышеуказанным научно-исследовательским направлениям подтверждает актуальность темы данной диссертации.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-2343 от 5 мая 2015 года «О Программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы», в постановлении Кабинета Министров №238 от 13 августа 2015 года «Об утверждении положения о республиканской комиссии по вопросам энергоэффективности и развития возобновляемых источников энергии», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка матричных методов и алгоритмов анализа малых колебаний сложных электрических систем, разработка упрощенных методов определения пределов статической устойчивости и синтез моделей регуляторов на базе технологии вложения систем.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработан упрощенный критерий статической устойчивости электрической системы на основе функций Ляпунова в квадратичной форме, состоящий в положительности первого, главного минора матрицы квадратичной формы (qn>0), обеспечивающего необходимые и достаточные условия устойчивости ЭЭС;
разработан метод совместного применения функций Ляпунова в квадратичной форме и уравнений узловых напряжений, позволяющий свести исследование статической устойчивости сложной электрической системы к простой схеме - «генератор-шины»;
разработана проматрица сложной электрической системы на основе технологии вложения систем, позволяющая исследовать динамические свойства ЭЭС;
разработан алгоритм перемещения полюсов, обеспечивающий устойчивость и демпфирование колебаний параметров режима при малых возмущениях в ЭЭС;
создан алгоритм синтеза математической модели регуляторов на основе технологии вложения систем, обеспечивающая устойчивость и демпфирование малых колебаний в ЭЭС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные теоретические и расчетно-экспериментальные исследования статической устойчивости сложных электрических систем на базе разработанных матричных методов и алгоритмов, с применением функций Ляпунова в квадратичной форме и технологии вложения систем, позволяют сделать следующие выводы.
1. Функции Ляпунова в квадратичной форме рекомендованы как эффективный метод для исследования линейных динамических систем, к которым относится электрическая система, описываемая линеаризованными дифференциальными уравнениями.
2. Доказана адекватность условий нарушения статической устойчивости электрической системы, полученных на основе положительности главных миноров матрицы квадратичной формы функции Ляпунова в квадратичной форме, тем же условиям, доставляемым критериями Гурвица.
3. Полученные теоретические и расчетные результаты позволяют исследовать устойчивость ЭЭС в «малом», путем анализа условия положительности первого, главного минора матрицы функции Ляпунова в квадратичной форме qnj>0 и рассматривать ее как практический (упрощенный) критерий статической устойчивости ЭЭС, обеспечивающий и необходимые и достаточные ее условия.
4. Совместное использование функций Ляпунова в квадратичной форме и узловых уравнений позволяет выявить генератор (станцию), работающий в сложной ЭЭС, приближающийся к пределу по статической устойчивости. Математическим условием данного утверждения является dq r r f/dl [ -> max, т.е., максимальность производной первого главного минора матрицы квадратичной формы по регулируемому параметру для j-ro генератора. В этом случае исследование предела статической устойчивости сложной ЭЭС превращается в исследование схемы «генератор-шины».
5. На основе технологии вложения систем разработаны проматрицы нерегулируемых и регулируемых сложных ЭЭС, полностью описывающих и определяющих всевозможные характеристики переходных процессов, позволяющих, в том числе исследовать динамические свойства электрических систем при малых колебаниях параметров их режима.
6. Предложена модель, в которой на базе технологии вложения систем синтезирован регулятор сложной электрической системы, аналитически описывающий класс регуляторов, обеспечивающих устойчивость и демпфирование колебаний в исследуемой ЭЭС.
7. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования по анализу статической устойчивости сложных ЭЭС на базе технологии вложения систем показали качественное совпадение полученных результатов с результатами, проверенными на практике эксплуатации электрических систем на основе классических методов, что подтверждает адекватность разработанных моделей существующим.
8. Разработана математическая модель электрической системы, разрешенной относительно отклонений абсолютных углов синхронных генераторов, которая может быть использована самостоятельно для исследований малых колебаний сложных ЭЭС. Данную модель малых колебаний сложных электрических систем рекомендуется использовать совместно с уравнениями узловых напряжений, определяющими модули напряжений U, узлов, а также их аргументами, представляющими абсолютные углы 5; относительно балансирующего узла.

Актуальность н востребованность темы диссертации. В мире деятельность промышленных производств и функционирование систем контроля и управления технологическими процессами характеризуется сложностью, высокой скоростью протекания физико-химических превращений, необходимостью обработки огромных объемов требует обеспечения достоверности производственно-технологической информации. Информационные потоки, содержащие измерительную информацию, статистические данные, знания и опыт экспертов, которые предопределяют эффективность процессов контроля и управления состоянием сложных динамических объектов с целью обеспечения их безотказного и исправного функционирования, определяемого достоверностью ИУС является важной задачей.
С обретением независимости в республике достигнуты ощутимые результаты при создании эффективных систем управления осуществляется количественная оценка и постоянный контроль достоверности информации как ключевого показателя функциональной устойчивости информационно-управляющих систем предусмотренные руководящими нормативнотехническими документами. В этой сфере можно отдельно указать на обеспечение достоверности измерительной информации в информационно-управляющих системах разных объектах, в том числе направленные на разработку высокого эффективных систем управления отдельными технологическими объектами в различных отраслях производства, интеллектуализация управленческих процессов и интеллектуализация управления технологическими процессами.
В мире пристальное внимание уделяется сложной научно-технической проблеме обеспечения требуемого уровня достоверности информации, инженерным методам и алгоритмам борьбы с недостоверными данными, разработке и реализации методов и алгоритмов обеспечения достоверности и целостности информации, циркулирующей на различных иерархических ступенях ИУС. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований, анализ современного состояния и выявление тенденций дальнейшего развития и совершенствования теории и практики достовсризации измерительной информации, анализ современного состояния и выявление тенденций дальнейшего развития и совершенствования теории и практики достовсризации измерительной информации, разработка научно-методических основ обеспечения достоверности измерительной и производственно-технологической информации в ИУС является одной из приоритетных и востребованных проблем.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президе>гга Республики Узбекистан №ПП-1989 от 27 июня 2013 года «О мерах по дальнейшему развитию национальной информационно-коммуникационной системы» и № ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2014-2015 годах», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Цель исследования состоит в обеспечении достоверности первичной измерительной и вторичной производственно-технологической информации, циркулирующей на различных уровнях иерархии информационно-управляющих систем.
Научная новизна исследования заключается в следующем: разработаны методы и алгор!ггмы обеспечения требуемой достоверности измерительной информации;
проанализированы погрешности многоканальных аналитических приборов, включающие в себя методику определения погрешности измерительных устройств в целом через параметры погрешностей измерительных каналов и достижения требуемой достоверности измерительной информации в ИУС;
разработан алгоритм контроля достоверности информации, основанный на существовании в информационной избыточности данных и состоящий из программных блоков предварительного контроля, преобразования уровней связи и расчета скорректированных значений, контролируемых данных;
разработано программное обеспечения достоверности учета работы оборудования и расчета текущих мощностей производства для определения прогнозируемой мощности на требуемом интервале времени календарного планирования и оперативного управления, расчета устойчивости производственных процессов технологического узла производственного участка.
Заключение
1. Сформулированы научно-методические способы обеспечения достоверности на этапе ввода информации, циркулирующей в измерительных каналах на различных уровнях иерархии информационно-управляющих систем. Применение такого способа позволяет указать об ошибки информации в сложных территориально - распределенных системах управления.
2. Сформулировано способы обеспечения достоверности информации в системе для правильного решения выбора оптимального набора задач повышения достоверности измерительной информации в информационно-управляющих системах.
3. Предложен алгоритм контроля достоверности измерительной информации, основанный на существовании в системе управления определенной информационной избыточности данных и состоящий из отдельных взаимодействующих друг с другом блоков: «Предварительный контроль», «Преобразование уравнений связей», «Уравнения» и «Расчет» скорректированных значений, которые удовлетворяют исходным уравнениям и являются наиболее достоверными.
4. Рассмотрены вопросы информационного обеспечения интегрированных систем управления технологическими процессами и производствами. Раскрыты алгоритмы обработки измерительной информации: масштабирование и линеаризации предельных значений; контроля на достоверность; введение поправок по давлению и температуре для расходов газовых потоков; экспоненциального сглаживания (фильтрации); контроля измерительных значений на соответствие заданных регламентным и аварийным границам; усреднения результатов измерения технологических параметров.
5. Изложены алгоритмы обработки первичной измерительной информации и расчета косвенных показателей технологических процессов. Предложенный алгоритм контроля достоверности по допустимым пределам обеспечивает сокращение числа случаев выхода технологических параметров за регламентные границы и возможность поддержания процесса в заданном режиме. Предложен алгоритм экспоненциального сглаживания, обеспечивающий отделение измеряемой величины от искажающей ее помехи.
6. Разработан комплекс программ первичной переработки входной информации ЛСОДУ, включающий задачи: фильтрации выходных сигналов датчиков для оценки в реальном масштабе времени текущих значений параметров в реальном времени; оценки текущих параметров на достоверность; вычисление действительных значений расходов и уровней; задачи агрегирования и интегрирования текущих значений расходов, учета работы оборудования и расчета текущих мощностей производства для определения прогнозируемой мощности в требуемом шггервалс времени. 

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире на сегодня в бурно развивающемся направлении области физической электроники одним из перспективных направлений является исследование физических процессов в наноразмерных многослойных структурах. Вмете с тем, получение нанокластерных фаз и наноразмерных многослойных структур, тонкие пленки и гетероструктуры полученные на основе Si и GaAs, создание интегральных схем, вплоть до перехода на наноразмерные структуры и улучшения эксплуатационных характеристик является одной из важных проблем.
В годы независимости в республике развитию области физической электроники особое внимание уделено получению новых наноразмерных структур и многослойных квантово-размерных гетерокомпозиций методом МЛЭ в сочетании с низкоэнергетической ионной бомбардировкой. В этом аспекте по получению новых материалов в виде многослойных квантоворазмерных гетероструктур и наноконтактов к ним, новых типов полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности, планарных интегральных детекторов коротковолновых и ионизирующих излучений, детекторов УФ-излучений, баллистических транзисторов, интегральных схем достигнуты существенные результаты. На основе Стратегии действий дальнейшего развития Республики Узбекистан в области физической электроники получение гетерозпитаксиальных структур и наноразмерных пленок, а также их формирование и изучение в процессе преобразования физических процессов имеет важное значение при решении вопросов расширения их функциональных возможностей.
На сегодня в мире уовершентвование технологии получения бинарных материалов ионной имплантацией, получение структур с новыми свойствами позволит повыить эффективность их работы. В этом плане целевые исследования, в том числе осуществление ниже приведенных научных исследований: определение основных механизмов формирования однокомпонентных наноразмерных структур на поверхности бинарных материалов различной природы (металлосплавов и полупроводников) и различной химической связи (интерметаллической, ковалентной и ионной) при бомбардировке ионами Аг+; изучение электронной и кристаллической структуры наноразмерных фаз, созданных на поверхности GaAs имплантацией ионов А1+; изучение электронной структуры (параметры энергетических зон и плотность состояния валентных электронов) наноразмерных структур, созданных на поверхности CoSi2 и GaAs ионной бомбардировкой. Проводимые в этих направлених научные исследования указывают на актуальность темы данной диссертации.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетных направлениях развития индус-трии Республики Узбекистан на 2011-2015 гг.» от 15 декабря 2015 года и №-ПП-2789 «О мерах по дальнейшему совершенствованию деятельности Академии наук, организаций, управления и финансирования научно-исследовательской деятельности» от 17 февраля 2017 года а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является комплексное изучение механизмов модификации и особенностей образования наноразмерных структур в поверхностных слоях PdBa, CoSi2 и GaAs при низкоэнергетической ионной бомбардировке с последующей термической и лазерной обработкой.
Научная новизна исследования заключаются в следующем:
предложена структурная модель поверхности Pd-Ba, активированного в высоком вакууме и в атмосфере кислорода и разработана методика равномерной активировки поверхности сплавов Pd-Ba цилиндрической формы методами лазерной абляции и имплантации ионов Ва+;
показано, что форма и размеры нанокристаллических фаз образующихся на поверхности Pd и Pd-Ba при дозах облучения D < 1013 см'2 в основном зависит от микрорельефа поверхности, а при высоких дозах D > 51015 см'2 не зависит; наиболее вероятным механизмом образования участков с кристаллической структурой под действием имплантации больших доз ионов является разогрев мишени в области теплового пика, приводящий к расплавлению материала;
методом ионной бомбардировки (Аг* и О+) в сочетании с отжигом получены однородные регулярно расположенные наноразмерные фазы и эпитаксиальные нанопленки Si и CoSiO на поверхности CoSi2/Si (111), а также определены зависимости размеров нанокристаллических фаз от энергии и дозы ионов;
разработаны механизмы формирования однокомпонентных наноразмерных структур на поверхности материалов различной природы (металлосплав Pd2Ba, полупроводники CoSi2 и GaAs) и типа химической связи (интерметаллический, ковалентный и ионно-ковалентный) при бомбардировке ионами Аг+;
определены оптимальные условия ионной бомбардировки и последующего отжига получения многослойных структур Si-CoSi2-Si, CoSiO-CoSi2-Si, Ga-GaAs-Ge, GaAlAs-GaAs и построены их энергетические зонныедиаграммы.
Заключение
На основе комплексного изучения механизмов модификации и особенностей образования наноразмерных структур в поверхностных слоях PdBa, CoSi2 и GaAs при низкоэнергетической ионной бомбардировке с последующей термической и лазерной обработкой сделаны следующие выводы:
1. Установлено, что имплантация ионов Ва+ с Ео = 0,5-^5 кэВ при D = 1015 см'2 в Pd и Pd-Ba в зависимости от микрорельефа поверхности образцов приводит к формированию нанокластерных фаз различной формы и размеров, в частности, в случае Pd-Ba наличие следов механической обработки приводит к образованию разветвленных линий с шириной 2-3 мкм, обогащенных атомами Ва. При D = DHac = 6-1016 см'2 поверхность Pd-Ba и Pd состоит из крупнозернистых блоков соединений типа PdBa и Pd2Ba с четкими гранями и размерами 5-10 мкм, характерные для кристаллических пленок.
2. Показано, что при лазерной активировке можно достигнуть наибольшей степени чистоты поверхности, следовательно, максимального увеличения коэффициента вторичных электронов Pd-Ba без напуска водорода, разработана модель расположения атомов Ва, О и Pd на поверхности и по профилю Pd-Ba, активированного в высоком вакууме и в атмосфере кислорода.
3. Выявлены основные механизмы отказа стандартных катодов Pd-Ba в процессе их длительной (t > 500 час) эксплуатации и появление на поверхности этих катодов отдельных дефектных участков в виде пузырьков с размерами 15-20 нм и обнаружено увеличение концентрации атомов С и S до 10-15 ат.% и появление атомов подложки (Мо).
4. Определены значения Eg, X, cm и р нанопленок CoSi2/Si (111) разной толщины (0 = 10 - 100 нм), в которых глубина зоны выхода истинновторичных электронов X пленок CoSi2 составляет ~ 80-100 А и определены оптимальные режимы ионной бомбардировки и последующего отжига для формирования нанопленочной системы Si - CoSi2 - Si.
5. Выявлены основные механизмы формирования однокомпонентных наноразмерных структур на поверхности пленок различной природы и типа химической связи (металлосплав Pd2Ba, полупроводники CoSi2, GaAs) при бомбардировке их ионами Аг*.
6. Получены наноструктуры трехкомпонентных соединений Ga,.xAlxAs с толщиной 0 = 20 - 70 А в поверхностной области GaAs имплантацией ионов АГ с энергиями от 0,5 до 5 кэВ в сочетании с отжигом. При низких дозах облучения (D < 1015 см'2) формировались нанокристаллические фазы, а при больших дозах (D > 2-1016 см'2) - нанопленки типа Gao.5Alo.5As. Изменяя температуру постимплантационного отжига в интервале 850-1000 К значение х можно регулировать в пределах от 0,5 до 0,2. При этом ширина запрещенной зоны трехкомпонентной пленки уменьшается от 2,4 эВ до 1,6эВ. Показано, что ширина запрещенной зоны Eg нанокристаллической фазы Ga05Al05As с поверхностными размерами 25-30 нм составляет 2,8-2,9 эВ, а для нанопленки с толщиной 20-25 нм ~ 2,3 эВ.
7. Проведена оценка ширины запрещенной зоны и плотности состояния валентных электронов одно- и трехкомпонентных наноразмерных структур, созданных на поверхности полупроводников ионной бомбардировкой, в частности, в результате уменьшения поверхностных размеров нанокристаллов с ~ 50 - 60 нм до ~ 10 нм ширина запрещенной зоны Si увеличивается от 1,2 до 1,5 эВ, CoSiO - от 2,4 до 2,8 эВ, Ga^Al^As - от 2,4 до 2,9 эВ.
8. Оптимальные условия получения наноструктур GabxAlxAs с управляемой шириной запрещенной зоны представляют интерес для создания наноэпитаксиальной структуры Si/CoSi2/Si для СВЧ транзисторов с проницаемой и металлической базой.