3 декабря в Академии наук под эгидой научно-популярного журнала "Наука и техника в Якутии" прошел Круглый стол "Наука и идеология", с обсуждением непростых объемных вопросов: Существует ли государственная идеология? Идеи суверенитета и федерализма, идеи патриотизма и интернационализма.

Статья рассказывает о XIX Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием "Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях" (ИАМП-2024), проходившая в Бийском технологическом институте в 2024 г.

Статья освещает современное состояние исследований и технологий в сфере умных материалов, особое внимание уделяя международным мероприятиям, таким как конференция SmartMat@2024.

В работе приведен анализ критериев выбора хладагентов (фреонов) для тепловых насосных установок (ТНУ). В настоящее время в мире идет тенденция к внедрению ТНУ в качестве источника тепловой энергии в связи с их эффективностью, отсутствием выбросов вредных веществ в атмосферу и использованием возобновляемых источников энергии. Рассмотрены три основных критерия: 1) степень озонобезопасности; 2) значение энергетической эффективности; 3) стоимость. По степени озонобезопасности существуют 3 вида классификации: озонобезопасные, частично безопасные и особо опасные. Исходя из национальных и международных документов по защите климата следует выбирать хладагенты (фреоны), относящиеся к классификации озонобезопасных. Для выявления наиболее энергетически эффективных хладагентов (фреонов) следует выполнить теплофизический расчет цикла ТНУ. Для проведения расчетов были отобраны 4 марки хладагентов (фреонов) из классификации озонобезопаных: R-32, R-717 (аммиак), R-134a, R-410A. Исходя из результатов исследования, выявлено, что наиболее эффективным хладагентом (фреоном) является марка R-717 (аммиак), коэффициент преобразования электроэнергии которого равен COP = 3,29. Однако из проведенного анализа стоимости следует, что данный хладагент имеет высокую стоимость (11510,5 руб. за 1 кг вещества) ввиду особенностей производства. Хладагенты (фреоны) марки R-410A и R-32 имеют примерно одинаковую стоимость, равную 1400-1550 руб. за 1 кг вещества, и примерно близкую энергетическую эффективность COP = 3,01-3,03. Выявлено, что наиболее оптимальным выбором является хладагент (фреон) марки R-134a, удовлетворяющий всем трем критериям: энергетическая эффективность COP = 3,23, стоимость за 1 кг вещества 2200 руб., классификация озонобезопасный ODP = 0.
The paper provides an analysis of the selection criteria for refrigerants (freons) for heat pumping units (HPU). Currently, there is a worldwide trend towards the introduction of HPV as a source of thermal energy due to their efficiency, the absence of harmful emissions into the atmosphere and the use of renewable energy sources. Three main criteria are considered: 1) the degree of ozone safety; 2) the value of energy efficiency; 3) cost. According to the degree of ozone safety, there are 3 types of classification: ozone-safe, partially safe and especially dangerous. Based on national and international climate protection documents, refrigerants (freons) classified as ozone-safe should be selected. To identify the most energy-efficient refrigerants (freons), a thermophysical calculation of the fuel cycle should be performed. 4 brands of refrigerants (freons) from the ozone-free classification were selected for calculations: R-32, R-717 (ammonia), R-134a, R-410A. Based on the results of the study, it was revealed that the most effective refrigerant (freon) is the R-717 (ammonia) brand, whose electricity conversion coefficient is COP = 3.29. However, it follows from the cost analysis that this refrigerant has a high cost (11510.5 rubles per 1 kg of substance) due to the production characteristics. Refrigerants (freons) of the R-410A and R-32 brands have approximately the same cost equal to 1400 ... 1550 rubles per 1 kg of substance and also approximately similar energy efficiency COP = 3.01... 3.03. It was revealed that the most optimal choice is the refrigerant (freon) brand R-134a, which meets all three criteria: energy efficiency COP = 3.23; cost per 1 kg of the substance 2200 rubles; classification ozone-safe ODP = 0.

В работе рассмотрена проблема экономии топливно-энергетических ресурсов при процессе генерации тепловой энергии, а именно в ТЭЦ. В настоящее время одной из перспективных технологий по энергосбережению являются тепловые насосные установки (ТНУ). В качестве объекта исследования взята Якутская ТЭЦ с общей выработкой тепловой энергии, равной 450 Гкал/ч. На станции функционируют 5 водогрейных котлов: КВГМ-100 (2 ед.), ПТВМ-100 (2 ед.) и ПТВМ-50 (1 ед.). Исходя из технических параметров и паспорта оборудования в программе United Cycle (UC), была смоделирована тепловая схема Якутской ТЭЦ с внедрением ТНУ. В работе рассматривались 2 режима работы станции: 1 - с учетом работы ТНУ; 2 - без учета работы ТНУ. Был произведен расчет теплопроизводительности котлоагрегатов и ТНУ при двух режимах работы. Выявлено, что путем внедрения ТНУ в тепловую схему станции происходит разгрузка котлоагрегатов. Тепловая нагрузка ТНУ при нагреве обратной сетевой воды на 10 градусов по Цельсию равняется 55,6 Гкал/ч, что равняется 12,3% от всей выработки тепловой энергии. Было рассчитано, что за счет разгрузки котлоагрегатов при помощи ТНУ происходит снижение расхода топлива на 12,4 %. Данный факт свидетельствует об эффективности внедрения ТНУ в схему Якутской ТЭЦ.
The article considers the potential for fuel and energy savings through the integration of heat pump units (HPUs) into the existing thermal power generation scheme of the Yakutsk combined heat and power plant (CHP). Currently, one of the promising energies saving technologies is heat pump units (HPU). The Yakutsk CHP, with a total thermal output capacity of 450 Gcal/h, currently relies on five hot water boilers: two KVGM-100 units, two PTVM-100 units, and one PTVM-50 unit. According to the United Cycle (UC) program, a thermal scheme simulation was conducted to assess the impact of incorporating HPUs. The study examined two operational modes: (1) with HPU operation and (2) without HPU operation. Heat load calculations were performed for both modes, analyzing boiler operation and HPUs' performance. The results demonstrate that integrating HPUs into the thermal scheme leads to a reduction in boiler plant. When preheating return mains water at 10°C, the HPUs achieve a thermal load of 55.6 Gcal/h, representing 12.3% of the total heat generation capacity. The article determined that by employing HPUs for boiler unloading, fuel consumption can be reduced by 12.4%. These findings highlight the effectiveness of integrating HPUs into the Yakutsk CHP scheme, presenting a viable approach to improving fuel efficiency and reducing operational costs.

Большое количество заторфованных грунтов на территории Российской Федерации, особенно в Арктической зоне, обуславливает необходимость изучения их температурного режима и теплофизических свойств. В этой работе приводятся экспериментальные данные по определению пористости, теплопроводности и количества незамерзшей воды песчаных грунтов с различной степенью содержания торфа. Экспериментальные исследования проводились на образцах с нарушенной структурой, которые были представлены слаборазложившимся торфом, среднезернистым речным песком и их различными смесями. Установлено, что степень заторфованности влияет на такие физические величины, как пористость, теплопроводность и количество незамерзшей воды. Для талых заторфованных песчаных грунтов при увеличении степени заторфованности значение пористости увеличивается. Как для талых, так и для мерзлых заторфованных песчаных грунтов теплопроводность с увеличением степени заторфованности уменьшается. При этом теплопроводность для мерзлых грунтов выше, чем для талых. Количество незамерзшей воды также зависит от степени заторфованности грунта и при ее увеличении уменьшается. Измеренные теплофизические свойства заторфованного песчаного грунта могут быть использованы при моделировании температурного режима в зоне распространения мерзлых и талых торфяных грунтов.
The large amount of peaty soils on the territory of the Russian Federation, especially in the Arctic zone, necessitates the study of their temperature regime and thermophysical properties. The paper presents the results of an experimental study of the thermal conductivity and amount of unfrozen water in sandy soils with varying degrees of peat content. Experiments were carried out on samples with a damaged structure, which were represented by slightly decomposed peat, medium-grained river sand and their various mixtures. It has been established that the degree of peat content affects such physical values as porosity, thermal conductivity and the amount of unfrozen water. For thawed peaty sandy soils, as the degree of peat content increases, the porosity value increases. For both thawed and frozen peaty sand soils, thermal conductivity decreases with increasing degree of peat content. Moreover, the thermal conductivity for frozen soils are higher than for thawed soils. The amount of unfrozen water also depends on the degree of peat in the soil and decreases as it increases. The measured thermophysical properties of peaty sand soil can be used to model the temperature regime in the area of frozen and thawed peat soils.

Исследование направлено на решение актуальной проблемы стабилизации температурного режима площадок строительства и эксплуатации инженерных сооружений в условиях криолитозоны Республики Саха (Якутия) и изменяющегося климата. Применяемый в настоящий момент метод охлаждения грунта с помощью сезонно действующих охлаждающих устройств требует, при всей его эффективности, продолжительного времени воздействия и значительно задерживает сроки строительства, что в ряде случаев неприемлемо. С целью оценки эффективности и перспективности технологии быстрой заморозки грунта с применением твердого диоксида углерода (сухой лед) для охлаждения вечномерзлых грунтов был выполнен натурный эксперимент. Для проведения эксперимента был оборудован полигон на одной из строительных площадок г. Якутска с обустройством охладительной и термометрических скважин. Во время эксперимента велась регистрация температурного поля грунта и температуры внутри охладительной скважины. В результате проведенных экспериментов получены фактические данные по распределению температуры в грунте в зависимости от температуры и расстояния от охладительной скважины в процессе охлаждающего воздействия и после него. Полученные результаты дают основания для оценки испытанной технологии как перспективной в условиях многолетнемерзлых грунтов Якутии.
The study is aimed at solving the urgent problem of stabilizing the temperature regime of construction sites and operation of engineering structures in the permafrost zone of the Republic of Sakha (Yakutia) and a changing climate. The currently used method of soil cooling using seasonally operating cooling devices, despite its effectiveness, requires a long exposure time and significantly delays construction time, which in some cases is unacceptable. In order to evaluate the effectiveness and prospects of the technology of rapid soil freezing using solid carbon dioxide (dry ice) for cooling permafrost soils, a full-scale experiment was carried out. To conduct the experiment, a test site was equipped at one of the construction sites in Yakutsk with the installation of cooling and thermometric wells. During the experiment, the temperature field of the soil and the temperature inside the cooling well were recorded. As a result of the experiments, actual data were obtained on the distribution of temperature in the soil depending on the temperature and distance from the cooling well during the cooling effect and after it. The results obtained provide grounds for assessing the tested technology as promising in the conditions of permafrost soils in Yakutia.

Приведены результаты экспериментальных исследований по выявлению изменения аэродинамических свойств частиц ковкого полезного компонента (золота) в процессе дезинтеграции на принципиально новой лабораторной двухступенчатой конусной мельнице ударного действия. В качестве имитаторов золота выступают свинцовые маркеры разной конфигурации, а также случайные частицы рудного золота. Данная мельница разработана специально для цепи аппаратов сухого обогащения. Мельница включает в себя две зоны разрушения геоматериалов. Верхняя удлиненная конусообразная зона сформирована между рабочим ротором и внутренней поверхностью корпуса установки. Благодаря сужению пространства между рабочими поверхностями создается плотный контакт частиц руды друг с другом и с рабочими органами. В нижней последовательной зоне, в зоне свободного перемещения частиц, перекатыванием вдоль поверхности внешнего рабочего ротора происходит интенсивная ковка пластинчатых частиц полезного компонента руды потоком пелитового материала руды, образованного в процессе разрушения на верхней зоне мельницы. При проведении лабораторных исследований частиц полезного компонента была обнаружена близкая аналогия свойств их поведения в аэродинамической и жидкой средах. Скорость витания (СВ) частиц золота менее 2 мм, с одинаковыми физическими параметрами, как и их гидравлическая крупность (ГК), зависит только от толщины. Также в мельнице в процессе помола частицы рудного золота подвергаются утолщению краев. Обработанные частицы свинцовых маркеров и золота сохраняют свой физический вес, и повышается их степень извлечения сухим способом обогащения в 1,5-2 раза за счет изометризации форм. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема ө 0297-2021-0022, ЕГИСУ НИОКТР ө 122011800089-2) с использованием оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН грант ө 13.ЦКП.21.0016.
The results of experimental studies to identify changes in the aerodynamic properties of particles of a malleable useful component (gold) during the disintegration process on a fundamentally new laboratory two-stage cone impact mill are presented. Lead markers of various configurations, as well as random particles of ore gold, act as gold simulators. This mill is designed specifically for the chain of dry concentration devices. The mill includes two zones of destruction of geomaterials. The upper elongated cone-shaped zone formed between the working rotor and the inner surface of the installation housing. Due to the narrowing of the space between the working surfaces, close contact of ore particles is created with each other and with the working bodies. In the lower sequential zone, in the zone of free movement of particles by rolling along the surface of the external working rotor, intensive forging of lamellar particles of the useful component of the ore occurs by the flow of pelitic ore material formed during the destruction process in the upper zone of the mill. In the process of conducting laboratory research on the particles of the useful component, a close analogy was discovered in the properties of their behavior in an aerodynamic and liquid environment. The soaring speed (SV) of gold particles less than 2 mm, with the same physical parameters, as well as their hydraulic size (HF), depends only on the thickness. At the same time, in the mill during the grinding process, the particles of ore gold undergo thickening of the edges. Processed particles of lead markers and gold retain their physical weight, and their degree of extraction by dry enrichment increases by 1.5-2 times due to isometrization of forms. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0022 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800089-2) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center ҺYakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciencesһ, grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

В статье рассматривается потенциальное воздействие строительства и эксплуатации Эльгинского угольного комплекса (ЭУК) на гидрохимическое состояние поверхностных вод региона. Открытая разработка Эльгинского угольного месторождения в ходе развития ЭУК производится на водоразделе р. Мулам и Алгома, входящих в гидрографическую сеть р. Учур. В ходе полевых работ 2012-2019 гг. отбор проб воды для анализа выполнен в двух районах: на правых притоках р. Алгома и на оз. Большое Токо. По данным анализа отобранных проб выявлен новый гидрохимический состав водных объектов на основе общепринятых в РФ методик. Во всех пробах превышены предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного значения (ПДКрх), кроме оз. Большое Токо. Выявленные изменения носят предположительно сезонный характер. Сток на притоках Алгомы и Мулам в зимний период полностью прекращается или уменьшается до исчезающе малых величин. Для выявления закономерностей формирования качественного состояния водных объектов в зоне воздействия открытой добычи угля в условиях многолетнемерзлых пород необходимы дальнейшие систематические наблюдения в период после достижения проектной плановой добычи высококачественного угля, ориентированного для экспорта. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации ө FWRS-2021-0014.
The article examines the influence of the Elga Coal Complex (ECC) on the hydrochemical state of surface waters. Open-pit mining of the Elga coal deposit takes place on the watershed of the Mulam and Algoma rivers, which are part of the hydrographic network of the Uchur river. During field work in 2012-2019, water samples for analysis were taken in two areas: on the right tributaries of the Algoma river and Bolshoye Toko Lake. Based on the analysis of selected samples, a new hydrochemical composition of water bodies was identified based on generally accepted methods in the Russian Federation. All samples had exceeded the maximum permissible concentrations for water bodies of fishery importance (MPCf), except for Lake Bolshoye Toko. The identified changes are presumably seasonal. In winter the flow on the tributaries of the Algoma and Mulam completely stops or decreases to vanishingly small values. To identify patterns in the formation of the qualitative state of water bodies in the zone affected by open-pit coal mining in permafrost conditions, further systematic observations are required until the planned production of high-quality coal oriented for export is achieved. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. FWRS-2021-0014.

В работе предcтавлен анализ режима работы тепловой наcоcной уcтановки c иcточником низкопотенциального тепла грунта в уcловиях Арктики и Cевера Якутии. Поcтроен термодинамичеcкий цикл фреона R134а в (p, h)-диаграмме. Выполнен раcчет коэффициента преобразования электроэнергии тепловой наcоcной уcтановки в завиcимоcти от наружного воздуха и c учетом отопительного температурного графика. Из полученных данных раcчета предложено иcпользование тепловой наcоcной уcтановки вмеcте c пиковым водогрейным котлом.