Дисертація присвячена вивченню питань формування приповерхневого шару систем "тонка плівка з тугоплавкого металу - товста залізна основа" внаслідок дії концентрованих потоків енергії (КПЕ), а також вивченню властивостей отриманих систем. Встановлено, що в результаті такої дії в приповерхневому шарі утворюється складна структура, що суттєво відрізняється від початкового стану. Наведені методики та результати чисельних розрахунків температурних полів та полів напруг, що виникають внаслідок дії КПЕ у системах Ta-Fe та Mo-Fe, а також результати дослідження будови, фізичних та механічних властивостей отриманих покриттів.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Державна академія післядипломної освіти та управління, Київ, 2020. Спеціалізована вчена рада Д 26.880.01.В роботі виконано аналіз та узагальнено результати світових та вітчизняних досліджень техногенного забруднення повітря карбоновмісним пилом та його негативного впливу на довкілля та людину. І також проаналізований сучасний стан способів і технічних засобів гідрознепилення та виявилені шляхи зменшення його негативного впливу на довкілля.Досліджено причини й установлено закономірності пилоутворення в гірничих виробках шахт під час різноманітних технологічних процесів. При цьому уточнено механізм осадження зваженого карбоновмісного пилу на грунт виробки внаслідок дії гравітаційних та електростатичних сил. Розроблено математичну модель динаміки взаємодії пилових і диспергованих водних потоків у гравітаційному та електростатичному полях при турбулентному, проміжному й ламінарному режимах руху повітря. Досліджено механіко-електростатичну взаємодію розпорошеної води з карбоновмісним пилом і розроблено фізичну модель процесу. Обгрунтовано можливість і доцільність комплексного використання грубодиспергованої рідини та туманоутворюючих завіс.Уточнено механізм захоплення зваженого карбоновмісного пилу краплями рідини у вентиляційному струмені. Розроблено математичну модель динаміки і взаємодії пилових потоків у гравітаційному і електростатичному полях. Установлено, що в активній зоні дії факела ефективність пиловловлення визначається величиною і напрямом вектору швидкості крапель рідини. За межами активної зони – величиною швидкості падіння крапель у турбулентному режимі і електричними силами, основними з яких є напруженість полів пилового і диспергованого водного струменів. Підсумкову ефективність пиловловлення запропоновано визначити як добуток імовірностей під час дії трьох незалежних одна від одної сил: динамічної, гравітаційної і електростатичної. Показано, що в активній зоні можна знизити концентрацію пилу на 50-80%, а за межами активної зони факела за рахунок гравітаційних сил на 40 – 60% при діаметрі крапель рідини 200 мкм і діаметрі часток пилу 10-20 мкм. Крім того, за рахунок електростатичних сил концентрацію пилу можна зменшити на 80 – 90%. Установлено, що в активній зоні факелу доцільно використовувати грубодисперсну рідину, а за межами активної зони встановлювати додатково туманоутворюючу завісу в 5-10 м від першого факела для досягнення максимальної ефективності гідрознепилювання.Обґрунтувано параметри сучасних засобів гідрознепилення та розроблено рекомендації з гідрознепилення повітря в забоях та підготовчих виробках для створення умов більш екологічних технологій виробництва для зменшення шкоди довкіллю.Створена унікальна експериментальна установка для визначення параметрів пилопригнічення за допомогою традиційних та нових засобів. Розроблено програму і методику лабораторних досліджень і шахтних випробувань та виконано метрологічне тестування експериментального обладнання. Проведено розрахунок і матрицю необхідної кількості експериментів з використанням сучасних методів математичного планування.Проведені випробування на шахтах Донбасу підтвердили високу ефективність та доцільність використання запропонованих в роботі форсунок. Результати дослідження впроваджено на підприємствах підвищеної шкідливості за пиловим чинником.Ключові слова: екологічна безпека, видобування вугілля,карбоновмісний пил, гідрознепилювання, диспергований водний струмінь, водяна завіса, математична модель.^UDisertation for the degree of Candidate of Technical Sciences, speciality 21.06.01 “Environmental Safety”, State Ecological Academy of Postgraduate Education and Management, Kyiv, 2020. Specialized Academic Council D 26.880.01.The paper analyzes and summarizes the results of global and domestic studies of man-made air pollution by carbon dust and its negative impact on the environment and humans. And also to analyze the current state of methods and technical means of hydrospray and identify ways to reduce its negative impact on the environment.The causes and regularities of dust formation in mine workings during various technological processes are investigated. The mechanism of deposition of suspended carbon-containing dust on the production soil due to the action of gravitational and electrostatic forces is specified. A mathematical model of the dynamics of the interaction of dust and dispersed water flows in gravitational and electrostatic fields under turbulent, intermediate and laminar modes of air motion has been developed.The mechanical-electrostatic interaction of sprayed water with carbon-containing dust has been studied and a physical model of the process has been developed. The possibility and expediency of complex use of coarsely dispersed liquid and fog-forming curtains are substantiated.The mechanism of capture of suspended carbon-containing dust by liquid droplets in the ventilation stream has been specified. A mathematical model of the dynamics and interaction of dust flows in gravitational and electrostatic fields has been developed. It is established that in the active zone of the torch the efficiency of dust collection is determined by the magnitude and direction of the velocity vector of liquid droplets.Outside the core - the magnitude of the rate of incidence of droplets in turbulent mode and electric forces, the main of which is the field strength of dust and dispersed water jets. It is proposed to define the final efficiency of dust collection as the product of probabilities during the action of three independent forces: dynamic, gravitational and electrostatic.It is shown that in the core the dust concentration can be reduced by 50-80%, and outside the core of the torch due to gravitational forces by 40-60% with a liquid droplet diameter of 200 μm and a dust particle diameter of 10-20 μm. In addition, due to electrostatic forces, the concentration of dust can be reduced by 80 - 90%.It is established that in the core of the torch it is advisable to use a coarse liquid, and outside the core to install an additional fog-forming curtain 5-10 m from the first torch to achieve maximum efficiency of hydrospraying.The parameters of modern means of hydrospraying are substantiated and recommendations on hydrospraying of air in faces and preparatory workings for creation of conditions of more ecological production technologies for reduction of damage to environment are developed.A unique experimental setup has been created to determine the parameters of dust suppression using traditional and new tools. The program and a technique of laboratory researches and mine tests are developed and metrological testing of the experimental equipment is executed. The calculation and matrix of the required number of experiments using modern methods of mathematical planning.Tests conducted in the mines of Donbass confirmed the high efficiency and feasibility of using the proposed injectors. The results of the study were implemented in enterprises of high harmfulness by the dust factor.Key words: coal mining, ecological safety,carbon dust, hydro dedusting, dispersed water jet,water curtain, mathematical model.

Дисертацію присвячено розробленню ефективних методів оцінювання потенційного територіального ризику токсичного та термічного ураження працівників у випадку виникнення екстремальних ситуацій на хімічно небезпечних об'єктах. Розроблено методологію оцінювання потенційного територіального ризику при виникненні екстремальних ситуацій на потенційно небезпечних об'єктах. Уперше запропоновано методи просторово-часового оцінювання потенційного територіального ризику токсичного ураження людей при аварійних викидах токсичних речовин на потенційно небезпечних об'єктах, які враховують наявність будівель, хімічну трансформацію небезпечних речовин у повітрі, ймовірність різних погодних умов. Набули подальшого розвитку методи оцінювання безпечного місця розташування сховищ хімічно небезпечних речовин, що також дозволяють оперативно визначати пояс безпеки для важливих об'єктів при терористичних актах із використанням хімічних агентів. Для оцінювання ризику токсичного ураження працівників у робочому приміщенні у разі аварійного витоку хімічно небезпечних речовин розроблено метод розрахунку руху небезпечних речовин у дихальних шляхах працівника при вдиханні ним забрудненого повітря. Отримані в дисертаційній роботі результати, розроблені методи й пакети програм використовуються в Державній службі з надзвичайних ситуацій України та в навчальному процесі Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. Ключові слова: охорона праці, територіальний ризик, потенційно небезпечний об'єкт, токсичне ураження працівників, термічне ураження працівників, чисельні методи, захист робочих зон від хімічного забруднення, повітряна завіса, повітряний душ у робочому приміщенні, захисні екрани.^UThe dissertation is devoted to the development of effective methods for assessing the potential territorial risk of toxic and thermal damage to workers in case of emergencies at chemically hazardous sites. A methodology for assessing potential territorial risk in the event of extreme situations at potentially dangerous sites has been developed. For the first time, methods of spatial-temporal assessment of the potential territorial risk of toxic damage to humans in case of accidental emissions of toxic substances at potentially dangerous objects are proposed, which take into account the presence of buildings, chemical transformation of dangerous substances in the air. Methods for assessing the safe location of storages of chemically hazardous substances have been further developed, which also allow to quickly determine the safety zone for important objects in terrorist acts with the use of chemical agents. To assess the risk of toxic damage to workers in the workplace in the event of an emergency leak of chemically hazardous substances, a method has been developed to calculate the movement of hazardous substances in the respiratory tract of the employee when he inhales polluted air. The results obtained in the dissertation, developed methods and software packages are used in the State Emergency Service of Ukraine and in the educational process of the Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan. Key words: labour protection, territorial risk, potentially dangerous object, toxic damage to workers, thermal damage to workers, numerical methods, protection of work areas from chemical pollution, air curtain, air shower in the workplace, protective screens.