Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 903
Экспериментальное исследование теплоизоляционных наноматериалов на основе аэрогелей
Статья научная
В настоящее время достижения в развитии передовых технологий непосредственно связаны с качеством и технологичностью используемых материалов. К наиболее перспективным относятся аэрогели – наноструктурированные материалы со множеством полезных свойств. Мезопористая структура аэрогелей определяет их широкое применение, как в промышленности, так и в науке. За период около полувека наноструктурированный материал на основе кремнезема нашел широкое применение во многих направлениях науки и техники. Среди них – тепло- и шумоизоляция, автоматика, химия, медицина, охрана окружающей среды, промышленная и пожарная безопасность, энергетика, аэрокосмическая промышленность, потребительские товары и военные технологии. В статье рассмотрено экспериментальное исследование теплозащитных свойств теплоизоляционного материала на основе кремнийоксидного аэрогеля – Insuflex. Это гибкий рулонный материал для снижения теплопотерь с поверхности технологического оборудования, трубопроводных систем, отсекающей и регулирующей арматуры. Методом порядковых статистик установлена экспоненциальная зависимость коэффициента теплопроводности аэрогеля от средней температуры образца. Полученные результаты свидетельствуют о возможности энергоэффективного применения материала в системах теплоснабжения и теплопотребления.
Бесплатно
Экспериментальные исследования волнового воздействия на суспензию монтмориллонитовой глины
Статья научная
В работе приведены результаты комплексных исследований влияния волновых технологий на физико-механические свойства тонкодисперсных монтмориллонитовых суспензий в лабораторных условиях Научного Центра нелинейной волновой механики и технологии РАН (НЦ НВМТ ИМАШ РАН). Показано, что в результате волновой обработки проточными гидродинамиче- скими генераторами вихревого типа с тангенциальными и радиальными ка- налами и генераторами плоского типа с цилиндрическими телами обтекания динамическое напряжение сдвига существенно увеличилось, количество ча- стиц раствора размером 1–2 мкм выросло в 2,5 раза. Это означает, что вол- новая обработка глинистой суспензии приводит к повышению коллоидной фракции, а следовательно, и к повышению качества суспензии, к снижению расхода глинопорошка, а также к уменьшению в несколько раз времени при- готовления по сравнению с традиционной технологией. Показано, что основ- ной вклад в достижение высокой эффективности волновой обработки вносят нелинейные волновые и кавитационные процессы, протекающие в проточной части гидродинамических генераторов.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Статья научная
Предметом исследования является процесс извлечения нефти из залежей каширо-подольского возраста Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Особенностями объектов являются: • низкие коллекторские свойства пластов; • высокая геологическая неоднородность по различным параметрам; • запечатанность залежей вблизи поверхности водо-нефтяного контакта; • наличие различной степени трещиноватости и кавернозности; • широкие диапазоны изменения значений геолого-физических и физикохимических свойств пластов и насыщающих их флюидов; • линзовидное строение пород-коллекторов. В этих условиях часто разработка залежей сопровождается: • интенсивным снижением пластового давления при отсутствии закачки в пласт воды; • низкими начальными дебитами нефти скважин и последующим их существенным снижением в течение довольно незначительного периода времени как ввиду падения пластового давления, так и ввиду быстрого прорыва воды либо по литологическим окнам, либо по существующим трещинам; • частым отсутствием эффекта от использования закачки в пласт воды в виде увеличения дебитов в добывающих скважинах, что является причиной низкой степени выработки запасов, сложности применения вторичных и третичных методов повышения коэффициента использования нефти, высокой себестоимости добываемой продукции. Значительные ресурсы этих объектов с трудноизвлекаемыми запасами нефти позволяют рассматривать их как существенный резерв в добыче углеводородного сырья. При этом важно оценить необходимость стимулирования ввода в разработку этих месторождений. Ключевым вопросом при этом является определение извлекаемых запасов нефти и сроков разработки при эксплуатации залежей на естественных режимах. Иа основании обобщения опыта разработки отдельных залежей нефти, находящихся длительное время в эксплуатации, предложен экспресс-метод оценки этих показателей на стадии проведения геолого-разведочных работ. Последующее проведение технико-экономических расчетов позволяет: • оценивать необходимость стимулирования ввода объектов, аналогичных исследованным по геолого-промысловой характеристике в разработку; • оценивать эффективность применения вторичных и третичных методов увеличения нефтеотдачи, в том числе и с использованием нанотехнологий; • определять стратегию разработки объектов для увеличения ресурсной базы углеводородов. Решать эти задачи предлагается дифференцированно, по различным группам однородных объектов в пределах не только Волго-Уральской, но и сопредельных нефтегазоносных провинций.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Электронное издание "Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал" включено в Scopus
Ред. заметка
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Энергетика высокодисперсных композитов горных пород
Статья научная
Исследовано влияние состава композита кремнеземсодержащей породы и базальта в высокодисперсном состоянии на его энергетические характеристики. Получены зависимости энергии поверхности, энергии Гиббса и постоянной Гамакера от состава системы.
Бесплатно
Энергетическая эффективность нанокомпозитных трубопроводов
Статья научная
В настоящее время все большее распространение получают многослойные металлопластиковые трубы, изготовленные по специальным технологиям. Основные достоинства так называемых нанокомпозитных труб - повышенный срок эксплуатации (до 80-100 лет), прочность и неподверженность коррозии. В статье рассмотрен энергетический аспект применения полимерных композитных труб. Показано, что благоД.А.ря низкой шероховатости Д.А.же на начальном этапе эксплуатации затраты электроэнергии на привод насосов в системе почти в 1,5 раза ниже аналогичного показателя систем со стальными трубопровоД.А.ми. В перспективе из-за нарастания отложений в стальных трубопровоД.А.х эффект возрастает в среднем на 8% за каждый последующий год эксплуатации.
Бесплатно
Энергоресурсоэффективные конструкции малогабаритных аппаратов охлаждения оборотной воды
Статья научная
Введение. Для рационального использования природных ресурсов применяются установки непрерывного охлаждения замкнутых систем оборотного водоснабжения. В статье представлены конструкции малогабаритных аппаратов охлаждения оборотной воды, они являются энергоресурсоэффективными за счет организации винтового движения воздушного потока, движущегося противотоком к охлаждаемой воде. Тепломассообмен является нанотехнологическим процессом, который осуществляется на межмолекулярном уровне. Методы и материалы. Противоточные миниградирни широко используются во всех отраслях промышленности, но они имеют ряд недостатков, основным из которых является недостаточное время взаимодействия движущихся фаз. Винтовое движение воздушного потока создается при тангенциальной подаче охлаждающего воздушного потока в нижней части цилиндрической малогабаритной градирни. По мере перемещения воздушного потока вверх по градирне скорость вращательного движения уменьшается, а вертикальная составляющая скорости увеличивается. Такая организация движения воздушного потока позволяет уменьшить в среднем вертикальную составляющую скорости и увеличить время контакта фаз. Лабораторные исследования. Для определения технологических, гидроаэротермических характеристик, а также для оценки эффективности охлаждения оборотной воды была разработана экспериментальная установка малогабаритной градирни с винтовым воздушным потоком для осуществления тепломассообмена на межмолекулярном уровне. Выводы. Показано, что вращательная составляющая убывает с увеличением высоты по экспоненциальному закону, а вертикальная составляющая возрастает по степенному закону с показателем степени ~1,79. Установлено, что влагосодержание xи температура воздуха tg в объеме по высоте h оросителя изменяется по степенному закону, в частности для винтовой градирни пропорционально x ~ h0,83, tg ~ h1,25. Определено, что коэффициенты массоотдачи Pxv и теплоотдачи av винтовой миниградирни на межмолекулярном уровне при равных плотностях орошения больше коэффициентов противоточной миниградирни на 20%. Экспериментально определена зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления винтового оросителя градирни от критерия Re для воздушного потока и установлено, что он уменьшается как Re~K2, показатель степени К2 изменяется в интервале 0,114+0,193 в зависимости от плотности орошения.
Бесплатно
Статья научная
В работе показано, что объемная пропитка бетонной матрицы при использовании гранулированного наноструктурирующего заполнителя выступает примером некоторых процессов техногенного метасоматоза - процесса замещения фаз с изменением химического состава, формирования новых парагенезисов, преобразования свойств конечного материала. Показано, что в результате пропитки модифицирующим раствором микроструктура бетона становится более плотной и однородной, поверхность зерен покрыта микро- и нанораз-мерными новообразованиями различной морфологии. Ввиду актуальности направления, связанного с разработкой новых заполнителей легких бетонов и модификации традиционных, предлагается использование гранулированного наноструктурирующего заполнителя для реализации эпикристализационно-го модифицирования легких бетонов на основе неорганических вяжущих. Это позволяет создать макропористую структуру композита с одновременной модификацией матрицы на нано- и микроуровне. Также ввиду увеличения объемов исследований в области щелочеактивированных силикатных и алюмосиликатных систем для применения как в самостоятельном виде, так и в качестве модификаторов, в том числе для повышения гидрофобности строительных материалов, показана возможность создания мелкозернистого бетона с пониженным водопоглощением путем введения в состав гранулированного наноструктурирующего заполнителя гидрофобизирующей добавки. При тепловлажностной обработке в ядре гранулированного заполнителя формируются флюиды из растворов полисиликатов натрия с гидрофобизирующей добавкой, происходит их миграция через оболочку гранул и распределение в объеме бетонной матрицы. Улучшение эксплуатационных характеристик представленных строительных композитов различного функционального назначения обусловлено инфиль-трационным метасоматическим преобразованием кристаллической матрицы активированными функциональными системами, полученными при термической активации гранулированного наноструктурирующего заполнителя.
Бесплатно
Статья научная
Применение бетона в строительстве дает возможность надежной и долговечной эксплуатации сооружений, но для таких условий эксплуатаций требуется бетон с необходимыми характеристиками. На сегодняшний день невозможно представить создание высококачественной бетонной строительной смеси без каких-либо добавок. Для активного управления структурой и свойствами бетонной смеси и бетона наряду с химическими добавками применяют минеральные добавки, представляющие порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья: молотых шлаков, горных пород и др. Они используются, например, для получения плотного бетона, повышают стойкость бетона к воздействию агрессивных сред и т.д. В данной статье предложен метод получения минеральной добавки к строительной смеси, а именно к бетону. Изучены качественные характеристики полученной добавки: индекс степени помола равен единице, стандартная консистенция (нормальная густота) - (180±5) мм при массовом соотношении - «добавка : вода») - 100:70, сроки схватывания - начало 20 мин, водопоглощение 0,27%, содержание воды 9,65%, доля нерастворимого остатка в растворе соляной кислоты 1,70%...
Бесплатно
