ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ

Электронный научный журнал

Издается ежемесячно с декабря 2018 года

Является печатной версией сетевого журнала

Инженерные решения

Выпуск: 4(14)

Апрель 2020

Новосибирск

2020

УДК 004+62

ББК 3

И622

Главный редактор:

Величко Сергей Анатольевич, д-р техн. наук.

Редакционная коллегия:

Звездина Марина Юрьевна, канд. техн. наук, д-р физ.-мат. наук;

Каракеян Валерий Иванович, д-р техн. наук;

Королев Владимир Степанович, канд. физ.-мат. наук;

Мартышкин Алексей Иванович, канд. техн. наук;

Милостная Наталья Анатольевна, канд. техн. наук;

Наумкин Николай Иванович, канд. техн. наук, д-р пед. наук;

Немирова Любовь Федоровна, канд. техн. наук;

Семашко Николай Александрович, д-р техн. наук;

Федосин Сергей Алексеевич, канд. техн. наук;

И622 Инженерные решения: эл.научный журнал. – 2020 – № 4(14). – 20 с. –

https://journaltech.ru/archive/14

Учредитель и издатель: ООО «Грани науки»

ISSN: 2658-6479

ББК 3

© ООО «Грани науки», 2020 г.

Содержание

Вопросы развития информационных технологий 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД АНГРЕНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ Умарова Иноят Каримовна Бекпулатов Жавлон Мустафокулевич Джалилов Ботир Рустамович

4

Наука и производство 8

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ ИЗ ДИАТОМИТА Шевко Виктор Михайлович Малыхин Дмитрий Иванович Бадикова Александра Дмитриевна

8

Процессы и машины агроинженерных систем 13

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ СУШКИ ПОРЦИЙ ЛУБА КОМБАЙНОВОГО РАССТИЛА Игамбердиев Холмурод Хайдарович Абдурахманов Азизжон Махмуджон угли

13

Строительство и архитектура 15

ОСНОВЫ МЕТОДА РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНОГО ВОДНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ДОЖДЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ГОРОДСКИХ ДОРОГ Дурдиев Хуршид Давронбек угли Абдуллаев Хуршидбек Дилшодбек угли

15

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

4

ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА

ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД АНГРЕНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

Умарова Иноят Каримовна

канд. хим. наук, доц., Ташкентский государственный технический университет,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

Бекпулатов Жавлон Мустафокулевич

заместитель декана факультета Горного дело и металлургии,

Ташкентский государственный технический университет,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

Джалилов Ботир Рустамович

магистрант, Ташкентский государственный технический университет,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

RESEARCH OF FEATURES OF THE MATERIAL COMPOSITION

OF GOLD- CONTAINING ORES OF THE ANGREN ORE FIELD

Inoyat Umarova

Ph. D., associate Professor, Tashkent state technical University,

Uzbekistan, Tashkent

Javlon Bekbulatov

deputy Dean of the faculty of Mining and metallurgy, Tashkent state technical University,

Uzbekistan, Tashkent

Botir Dzhalilov

undergraduate, Tashkent state technical University,

Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются результаты исследований вещественного состава золотосодержащих руд место-

рождения Кочбулак и Кызылалма Ангренского рудного поля. Приведены итоги изучения вещественного соста-

ва руды на основе спектрального, химического, рационального, гранулометрического и минералогического

анализов. Установлено, что промышленно ценными компонентами руды являются золото и серебро. Исследуе-

мая проба характеризует золото – серебряную руду. Определено, что содержание золота -7,5 г/т и серебра – 61

г/т; главными рудными минералами являются пирит, галенит, сфалерит, халькопирит, а также оксиды железа;

нерудная часть представлена в основном кварцем, серицитом, полевыми шпатами, карбонатами, серпентином,

каолинитом.

ABSTRACT

The article deals with the results of studies of the material composition of gold-containing ores of the Kochbulak

and Kyzylalma deposits of the Angren ore field. The results of studying the material composition of ore based on spec-

tral, chemical, rational, granulometric and mineralogical analyses are presented. It is established that the industrially

valuable components of the ore are gold and silver. The test sample characterizes the gold-silver ore. It was determined

that the content of gold -7.5 g / t and silver-61 g / t; the main ore minerals are pyrite, Galena, sphalerite, chalcopyrite,

and iron oxides; the non-metallic part is mainly represented by quartz, sericite, feldspar, carbonates, serpentine, and

kaolinite.

Ключевые слова: руда, золото, серебро, месторождение, вещественный состав, измельчение, анализ, цен-

ный компонент.

Keywords: ore, gold, silver, Deposit, material composition, grinding, analysis, valuable component.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

5

Золотосодержащие руды месторождений Узбе-

кистана различаются по своему вещественному со-

ставу и характеру ассоциации золота и минераль-

ным компонентам. В связи с истощением легкоциа-

нируемых окисленных золотосодержащих место-

рождений актуальной становится проблема вовле-

чения в переработку сульфидных золотосодержа-

щих руд, которые требуют предварительного фло-

тационного обогащения. Из-за дефицита и высокой

стоимости традиционных флотореагентов возникает

необходимость их частичной замены на местные

реагенты из продуктов и отходов производственных

предприятий, что позволит резко сократить затраты

на реагенты и удешевить производство золота и се-

ребра [5].

В качестве объекта исследований использованы

золотосодержащие руды месторождений Кочбулак и

Кызылалма Ангренсого рудного поля.

С целью изучения вещественного состава руд от

исходных проб отбирались штуфные образцы для

минералогического анализа, готовились средние

пробы, которые анализировались методами полуко-

личественного спектрального, химического, про-

бирного, гранулометрического анализов и рацио-

нального анализа на золото и серебро [4,6,7].

Полуколичественный спектральный анализ вы-

полнялся в спектральной лаборатории ГП ИМР. Ре-

зультаты спектрального анализа приведены в

табл. 1.

Таблица 1.

Результаты полуколичественного спектрального анализа средних проб руды

Наименование элементов Содержание в пробах, %

Кочбулак Кызылалма

Кремний >1 >1

Алюминий >1 >1

Магний 0,8 0,6

Кальций 0,3 0,6

Железа >1 >1

Марганец 0,04 0,1

Никель 0,008 0,02

Титан 0,2 0,4

Хром 0,004 0,008

Молибден 0,001 <0,001

Цирконий 0,006 0,01

Медь 0,08 0,006

Свинец 0,1 0,01

Цинк - -

Сурьма 0,06 -

Натрий 0,1 >1

Стронций 0,01 0,01

Кобальт 0,001 0,001

Ванадий 0,004 0,01

Мышьяк 0,01 0,2

Олово - -

Галлий - 0,002

Бериллий <0,001 -

Барий 0,2 0,06

Иттрий - -

Иттербий - <0,001

Основными ценными компонентами проб в руде

месторождений Кызылалма и Кочбулак являются

золото и серебро [1].

Формы нахождения благородных металлов в

различных пробах руды изучались с помощью раци-

онального анализа, который проводился по стан-

дартной методике основанной на последовательном

выщелачивании золота и серебра цианистым рас-

твором после предварительного освобождения их от

ассоциации с другими рудными и породообразую-

щими компонентами [3,8].

В схему были включены следующие операции:

цианирование руды, щелочная обработка хвостов I

цианирования с последующим очередным цианиро-

ванием, солянокислотная обработка хвостов II циа-

нирования и III цианирование, затем азотнокислот-

ная обработка хвостов III цианирования с последу-

ющим цианированием нерастворимого остатка.

Полезные компоненты в основном распределя-

ются по классам примерно равномерно. Отмечается

небольшое понижение содержания металлов в круп-

ных классах и повышение их содержания в мелких

классах.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

6

Навески руды массой 1 кг измельчались в лабо-

раторной мельнице марки 40 МЛ в течение различ-

ного времени. Измельчение осуществлялось при

постоянной шаровой загрузке и соотношении

Т:Ж:Ш = 1:0,5:6. Измельченный продукт просеивал-

ся через сито с отверстиями 0,074 мм.

Результаты экспериментов показаны в табл. 2

и 3.

Таблица 2.

Зависимость выхода класса – 0,074+0 мм от времени измельчения руды

Месторождение №

проб

Выход кл. – 0,074мм, % при времени измельчения руды, мин

0 110 220 330 440 550 60

Кочбулак 1 22 ,5 660 775 885 990 995 -

Кызылолма 2 77,7 440 555 880 990 997 -

Таблица 3.

Зависимость удельной производительности лабораторной мельницы от времени измельчения руды

Месторождение №

проб

Удельная производительность мельницы, т/м3∙ч, при времени из-

мельчения, мин

10 20 30 40 50 60

Кочбулак 1 0,493 0,311 0,236 0,187 0,159 -

Кызылолма 2 0,278 0,203 0,207 0,177 0,153 -

Изучение минерального состава руды проводи-

лось на материале средней пробы дробленной руды,

продуктах обогащения, материале мономинераль-

ных фракций, продуктах ситового анализа и изго-

товленных из них искусственных аншлифах с при-

влечением спектрального, химического и рентгено-

структурного анализа [2,5].

В минералогическом анализе изучаемая рядовая

проб руд представлена штуфным материалом, ха-

рактеризующим малосульфидные руды с золото –

серебряной минерализацией. Она состоит в основ-

ном из кварца и метасоматически измененных по-

род, претерпевших интенсивное окварцованию, се-

ритизацию, хлоритизацию, пелитизацию и другие

изменения. По минералогическому типу материал

проб следует отнести к золото – серебро – сульфид-

ному типу с сопутствующими висмуто – полиметал-

лической и золото – теллуридной ассоциациями.

Изучение вещественного состава руды проводи-

лось на штуфных образцах, изготовленных из них

прозрачных и полированных шлифов, на материале

средней пробы руды, рассеянной по классам круп-

ности, на мономинеральных фракциях с последую-

щим изучением их состава [5,7].

Рудная часть в изучаемом материале в количе-

ственном отношении не превышает 5 % от общего

объема руды, однако отличается определенным раз-

нообразием минералов. В подавляющем большин-

стве рудная минерализация представлена дисульфи-

дами железа, главным из которых является пирит,

значительно меньше марказит и в количестве еди-

ничных знаков – пирротин. Существенно меньше

отмечено медных минералов: халькопирита, борни-

та, блеклой руды, халькозина, ковеллина.

Очень мало галенита, сфалерита. В единичных

знаках в руде встречаются золото, серебро и висмут

самородный, теллуриды и сульфиды двух послед-

них.

Нерудные материалы широко представлены

кварцем, слюдистыми минералами, карбонатами,

полевыми шпатами. В небольшом количестве отме-

чены серпентин, каолинит и барит.

Из акцессорных отмечены сфен, апатит, циркон,

турмалин.

По текстурно-структурным особенностям руду

следует отнести к вкрапленным, прожилково–

вкрапленным и гнездово-вкрапленным. Отличи-

тельной особенностью изучаемой руды является

большой разброс в размерах выделений, как само-

родных металлов, так и их минералов.

Таким образом, в результате изучения веще-

ственного состава проб руды месторождения

Кочбулак и Кызылалма можно сделать следующие

выводы: исследуемая проба характеризует золото –

серебряную руду. Содержание золота -7,5 г/т и се-

ребра – 61 г/т; главными рудными минералами яв-

ляются пирит, галенит, сфалерит, халькопирит, а

также оксиды железа; нерудная часть представлена

в основном кварцем, серицитом, полевыми шпата-

ми, карбонатами, серпентином, каолинитом. К вто-

ростепенным следует отнести барит, минералы ти-

тана; промышленно – ценными компонентами руды

являются золото и серебро; основная форма нахож-

дения элемента – самородное и коллоидно – дис-

персное золото. Более 95% его связано с самород-

ным золотом, которое может быть отнесено к пыле-

видному и мелкому. Главными концентраторами

золота являются кварц и сульфидные минералы,

примерно, поровну.

На основании проведенных научно-

исследовательских работ по изучению вещественно-

го состава проб золотосодержащих руд месторож-

дений Кочбулак и Кызылалма для обогащения ре-

комендована флотационная схема.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

7

Список литературы:

1. Абрамов А. А. Обогащение руд цветных металлов: учеб. для вузов / – М.: Недра, 2000.

2. Ахмедов Н.А. Состояние и задачи технологических исследований руд Узбекистана. Проблемы переработки

минерального сырья Узбекистана. Материалы республиканского научно-технического семинара, Ташкент-

2005.

3. Ахмедов Х., Попов Е.Л. Сравнительные испытания новых местных реагентов в полупромышленных усло-

виях. Горный вестник Узбекистана, №39, 2009 г.

4. Ахмедов Х., Бекпулатов Ж.М., Хаитов О.Г. Изучение вещественного состава и разработка технологии

переработки золотосодержащей сульфидной руды одного из месторождений Республики Узбекистан //

Вестник ТГТУ. – Ташкент, 2018. – №2. – С. 183-189.

5. Бабушкин А.А., Бажулин П.А., Прокофьев В.К., Методы спектрального анализа. Изд. Московского Уни-

верситета-1992. 103с.

6. Посипайко В.И., Н.А. Васина, Аналитическая химия и технический анализ. Москва, «Высшая школа»,

1999, 103с.

7. Умарова И.К., Маткаримов С.Т., Махмарежабов Д.Б. Исследование вещественного состава и гравитацион-

ное обогащение золотосодержащих руд месторождения Амантайтау / СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ, ДОСТИЖЕНИЯ И ИННОВАЦИИ сборник статей XXXII Международной

научно-практической конференции, Состоявшейся 25 ноября 2019 г. в г. Пенза. 65-69 с.

8. Marsden J., House I. The chemistry of gold extraction. Elis Horwood. N.Y. 1993. – 597 p.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

8

НАУКА И ПРОИЗВОДСТВО

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ

ИЗ ДИАТОМИТА

Шевко Виктор Михайлович

д-р техн. наук, проф., Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова, Республика Казахстан, г. Шымкент

E-mail: shevkovm@mail.ru

Малыхин Дмитрий Иванович

магистрант кафедры Металлургия, Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова, Республика Казахстан, г. Шымкент

E-mail: malykhin2020@list.ru

Бадикова Александра Дмитриевна

магистр техники и технологии, мл. науч. сотр., Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова,

Республика Казахстан, г. Шымкент E-mail: sunstroke_91@mail.ru

THERMODYNAMIC OPTIMIZATION OF FERROSILICON PRODUCTION FROM DIATOMITE

Viktor Shevko

doctor of technical sciences, professor of the Metallurgy Department M.Auezov South Kazakhstan State University,

Kazakhstan, Shymkent

Dmitry Malykhin

master student of the Metallurgy Department M.Auezov South Kazakhstan State University, Kazakhstan, Shymkent

Alexandra Badikova

master of engineering and technology, junior researcher of the Metallurgy department M.Auezov South Kazakhstan State University,

Kazakhstan, Shymkent

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся результаты термодинамического прогнозирования и оптимизации получения ферроси-

лиция из Актюбинского диатомита. Исследования проводились с использованием комплекса HSC-6.0 и ротота-

бельным планированием второго порядка (план Бокса-Хантера). На основании полученных результатов можно

сделать выводы, что формирование силицидов железа начинается при температуре более 13000С; до 17000С 20-

40% железа от массы диатомита не влияет на равновесный переход кремния в сплав, а при Т>17000С увеличе-

ние количества железа позволяет повысить переход кремния в сплав до 78,8% при 1900 0С; увеличение количе-

ства железа от 20 до 40% приводит к уменьшению концентрации кремния в сплаве при 19000С от 51,8% до

40,7%; ферросилиций марки ФС45 может быть образован в температурной области 1760-1900 0С в присутствии

26,9-40% железа, а ферросилиций марки ФС50 в температурной области 1820-1900 0С в присутствии 24,3-28,6%

железа.

ABSTRACT

The article presents the results of thermodynamic modeling and optimization of ferrosilicon production from Ak-

tobe diatomite. The researches were carried out using the HSC-6.0 complex and second-order rototable planning (Box-

Hunter plan). Based on the results obtained, it can be concluded that the formation of iron silicides begins at a tempera-

ture of more than 13000C; up to 17000С 20-40% of iron by weight of diatomite does not affect the equilibrium transi-

tion of silicon to alloy, and at Т> 17000С an increase in the amount of iron allows increasing the transition of silicon to

alloy up to 78.8% at 19000С; an increase in the amount of iron from 20 to 40% leads to a decrease in the concentration

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

9

of silicon in the alloy at 19000С from 51.8% to 40.7%; ferrosilicon grade FS45 can be formed in the temperature range

1760-19000С in the presence of 26.9-40% iron, and ferrosilicon grade FS50 in the temperature range 1820-19000С in

the presence of 24.3-28.6% iron.

Ключевые слова: диатомит, ферросилиций, термодинамическое моделирование.

Keywords: diatomite, ferrosilicon, thermodynamic modeling.

Диатомит относится к осадочной горной породе,

состоящей из диатомитовых водорослей в смеси с

кремнистым и глинистым материалом. На террито-

рии Казахстана в Актюбинской области находится

самое крупное месторождение диатомита (по про-

гнозам приблизительно 3 млрд.т. [7]). Благодаря

своей тугоплавкости, кислотостойкости, высокой

прочности, низкой звуко-, шумо- и теплопроводно-

сти диатомит используется в строительстве, сель-

ском хозяйстве, животноводстве, медицине, при

очистке воды и различных растворов, а также еще

более чем в 40 областях [2, 5, 6, 8, 10]. Несмотря на

значительные запасы диатомита в Казахстане в про-

мышленности у нас не используется. Проводятся

работы по созданию нескольких технологий на ос-

нове Актюбинского диатомита. Однако это пре-

имущественно технологии для традиционных обла-

стей (строительство, очистка жидкостей, сельское

хозяйство, медицина животноводство).

Нами предлагается расширение областей ис-

пользования диатомита, в частности в металлургии

для получения ферросплавов. И в первую очередь,

благодаря содержанию в диатомите 75-85%SiO2

кремнезема.

В статье приводятся результаты термодинами-

ческого прогнозирования и оптимизации получения

ферросилиция из Актюбинского диатомита. Иссле-

дования проводились с использованием комплекса

HSC-6.0[1] и нашего расчетного алгоритма [11]. Оп-

тимизацию получения ферросилиция проводили с

использованием рототабельного планирования вто-

рого порядка (план Бокса-Хантера)[3]. Исходный

диатомит, содержал :81,7%SiO2, 9,8%Al2O3,

4.3%Fe2O3, 1.4%TiO2, 1,2% MgO, 0,5%Na2O,

0,3%K2O. Количество углерода составляло 100% от

теоретически необходимого для восстановления

SiO2 доSi и Fe2O3 доFe. Определялось влияние тем-

пературы и количества железа на технологические

параметры получения ферросилиция.

На рисунке 1 показано влияние температуры на

суммарную (в виде силицидов Fe иSi) степень пере-

хода кремния из диатомита в ферросплав (∑αSi,%).

Видно, что до 1700 0С количество железа практиче-

ски не влияет на ∑αSi, составляя при 1700 0С 73,2

(20% Fe)- 75.5% (40% Fe). При температуре более

1700 0С влияние количества железа становится бо-

лее заметным. Например, при 1900 0С 73,4% (при

20% Fe) и 78,9% (при 40% Fe). Из рисунка 2 следу-

ет, что при постоянной температуре увеличение ко-

личества железа от 20 до 40% уменьшает содержа-

ние Si в сплаве (CSi) в температурном интервале от

1500-1900 0С. Например, при 1900 0С с увеличением

количества железа от 20 до 40% уменьшается кон-

центрация кремния в сплаве от 51,8 до 40,7%.

1-20% Fe, 2-30% Fe, 3 -40% Fe

Рисунок 1. Влияние температуры и количества

железа на степень перехода кремния из диатомита в

ферросплав

1-20% Fe, 2-30% Fe, 3 -40% Fe

Рисунок 2. Влияние температуры и количе-

ства железа на содержание кремния в ферро-

сплаве

Имея в виду противоположный характер влияния

железа на ∑αSi и CSi для определения оптимальных

параметров получения ферросплава из диатомита

дальнейшие исследования проводили методом плани-

рования эксперимента.

3

12

0

20

40

60

80

1200 1500 1800

∑α

Si,

%

Температура, °С

1

3

2

0

10

20

30

40

50

60

1300 1600 1900

СS

iв ф

ерро

сплав

е, %

Температура, °С

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

10

В таблице 1 приведена матрица и результаты ис-

следований по влиянию температуры (Т, 0С) и количе-

ства железа (Fe, % от массы диатомита) на ∑αSi и CSi.

Таблица 1.

Матрица планирования и результаты исследований влияния температуры и количества железа

на ∑αSi и CSi

№

Переменные

∑αSi, % CSi, % Кодированный вид Натуральный вид

Х1 Х2 Т, 0С Fe, %

1 + + 1942 37 76,0 41,8

2 - + 1658 37 70,0 39,0

3 + - 1942 23 72,0 49,8

4 - - 1658 23 68,3 45,6

5 +1,41 0 2000 30 78,2 47,7

6 -1,41 0 1600 30 60,0 38,0

7 0 +1,41 1800 40 77,1 40,0

8 0 -1,41 1800 20 73,0 50,3

9 0 0 1800 30 74,6 44,3

10 0 0 1800 30 74,9 44,8

11 0 0 1800 30 75,0 45,0

12 0 0 1800 30 76,0 45,3

13 0 0 1800 30 76,3 45,4

Получены следующие адекватные уравнения ре-

грессий:

∑αSi=-455,81+0,57∙Т-0,68∙Fe-1,53∙10-4∙T2-2,45∙

10-3∙Fe2+5,73∙10-4∙T∙Fe; (1)

CSi=-151,49+0,21∙T-5,51∙10-2∙Fe-5,0∙

10-5∙T2+2,8∙10-3∙Fe2-3,52∙10-4∙T∙Fe. (2)

Используя уравнения 1 и 2 по [9] построены

объемные изображения и их горизонтальные разре-

зы по влиянию температуры и количества железа на

∑αSiи CSi (рисунки 3, 4).

I II

I-Объемное изображение, II- горизонтальные разрезы поверхности отклика

Рисунок 3. Влияние температуры и железа на ∑αSi

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

11

I II

I-Объемное изображение, II- горизонтальные разрезы поверхности отклика

Рисунок 4. Влияние температуры и железа на CSi

Из рисунка 3 видно, что ∑αSi от 75 до 79% наблю-

дается в температурном интервале 1758-1900 0С, в

присутствии 24,3-40% железа (область xyz). По

ГОСТ 1415-93 [4] содержание в среднекремнистом

ферросилиции должно составлять 41-68%, то есть в

области abcd. На рисунке 5 показана совмещенная

информация о ∑αSi, СSi=f(T,Fе).

На рисунке 5 показана область ALN, для кото-

рой ∑αSi≥75% и СSi≥41%. В области ALMF форми-

руется ферросилиций марки ФС45 (41-47% Si), а в

областиFMN ферросилиций марки ФС50 (47-49,6%

Si). В таблице 2 показаны значения технологических

параметров в граничных точках плоскости ALN.

() ∑αSi, %, (- - -) СSi, %

Рисунок 5. Совмещенная информация о влиянии

температуры и железа на о ∑αSi и СSi

Таблица 2.

Технологические параметры в граничных точках области ALN рисунка 5,

применительно к получению ферросилиция из диатомита

Точки рисунка 5 Т, 0С Fe, % ∑αSi, % СSi, %

A 1900 40,0 79,0 41,0

L 1760 36,5 75,0 41,0

M 1820 26,9 75,0 47,0

N 1900 24,3 75,0 49,6

F 1900 28,6 76,3 47,0

Ферросилиций марки ФС45 (исходя их рисунка

5 и таблицы 2) может быть образован в температур-

ной области 1760-1900 0С в присутствии 26,9-40%

железа, а ферросилиций марки ФС50 в температур-

ной области 1820-1900 0С в присутствии 24,3-28,6%

железа. В обоих случаях ∑αSi будет составлять от

75 до 79%.

На основании полученных результатов по

прогнозированию получения ферросилиция из

диатомита можно сделать следующие выводы:

формирование силицидов железа начинается

при температуре более 13000С; до 17000С 20-40%

железа от массы диатомита не влияет на равновес-

ный переход кремния в сплав, а при Т>1700 0С уве-

личение количества железа позволяет повысить пе-

реход кремния в сплав до 78,8% при 1900 0С;

увеличение количества железа от 20 до 40%

приводит к уменьшению концентрации кремния в

сплаве при 19000С от 51,8% до 40,7%.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

12

ферросилиций марки ФС45 может быть обра-

зован в температурной области 1760-1900 0С в при-

сутствии 26,9-40% железа, а ферросилиций марки

ФС50 в температурной области 1820-1900 0С в при-

сутствии 24,3-28,6% железа. В обоих случаях ∑αSi

будет составлять 75-79%.

Список литературы:

1. Antti Roine, Jarkko-Mansikka-aho, Tuukka Kotiranta, Peter Bjorklund, Pertti Lamberg. HSC Chemistry 6.0 User's

Guide. Outotec Research Oy, 2006

2. Аймурзаева Ж.К., Сейтенова А.А. Природно-нанотехнологические материалы // Материалы XLI Междуна-

родной научно-практической конференции КазАТК им. М. Тынышпаева «Инновационные технологии на

транспорте: образование, наука, практика» . - Алматы: 2017. - С. 444-449.

3. Ахназарова С.А., Кафаров Б.В. Методы оптимизации эксперимента в химической промышленности. - М:

Высшая школа, 1978. - 316 с.

4. ГОСТ 1415-93. Ферросилиций. Технические требования и условия поставки. - М.: Стандартинформ, 2011. -

14с.

5. Куликова А. Х., Сушкова Т.Ю., Ариткин А.Г. Диатомиты в сельском хозяйстве // Техника и оборудование

для села. - 2011. -№3. -С.16-17

6. Куликова А. Х., Яшин Е.А. Роль кремния и высококремнистых пород в защите посевов сельскохозяйствен-

ных культур // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - №4(32). -

С. 30-35.

7. Кулинич В.В., Антоненко А.А., Потеха А.В. Месторождения горнорудного сырья Казахстана. - Алматы:

б. и., 2000. - 233 с.

8. Оспанова А.К., Букркитбаев М., Оспанов Е., Тастанов Н., Жумат А., Савденбекова Б., Максатова А. Полу-

чение полисорбента на основе диатомита // Промышленность Казахстана. - 2015. - №4. - С. 85-89.

9. Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов, инженеров и конструкторов. - СПб: БХВ - Петербург, 2007. - 368 с.

10. Садаков И.А. Применение диатомита в областях промышленности // Молодежь и наука. - 2015. - №2. -

С. 1-5.

11. Шевко В.М., Сержанов Г.М., Каратаева Г.Е., Аманов Д.Д. Расчет равновесного распределения элементов

применительно к программному комплексу HSC-5.1. Программа для ЭВМ. Свидетельство на объект, охра-

няемый авторским правом РК №1501 от 29 января 2019г.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

13

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ СУШКИ ПОРЦИЙ ЛУБА КОМБАЙНОВОГО РАССТИЛА

Игамбердиев Холмурод Хайдарович

канд. техн. наук, доц., Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: Igamberdiyev1953@mail.ru

Абдурахманов Азизжон Махмуджон угли

студент, Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак

E-mail: aziz_zver1998@mail.ru

STUDY OF THE DYNAMICS OF DRYING PORTIONS OF BAST COMBINE SPREAD

Xolmurod Igamberdiev

candidate of Technical Sciences, Docent, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh

Azizjon Abdurahmonov

student, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh

АННОТАЦИЯ В статье рассматривается динамика сушки порций зеленцового кенафа с комбайновым расстилом с очесом

и без очеса луба. Стоит отметить существенную разницу в динамике сушки очесанного луба, который высыхает

в 1,7 раза быстрее, чем неочесанный.

ABSTRACT

The article shows the dynamics of drying portions of green kenaf with a combine spread with a fleece and without a

bast. It is worth noting a significant difference in the dynamics of drying combed bast that dries 1.7 times faster than

uncombed.

Ключевые слова: порция, луб, очес, комбайн, сушка, динамика, расстил, высыхание, кондиционный, пе-

риод.

Keywords: portion, lube, tow, combine, drying, dynamics, raise, drying, conditioning, period.

Луб при обработке комбайном раскладывается

на скошенную часть поля изогнутыми порциями.

После просушки верхней части порции луба перево-

рачиваются вручную на другую сторону. Это дела-

ется с той целью, чтобы луб по всей толщине и

длине имел влажность, близкую к кондиционной

(14 %). При постановке на комбайн очесывающего

аппарата несколько изменяется характеристика са-

мого луба. Поэтому возникает необходимость изу-

чить динамику сушки луба, с тем чтобы выяснить

характер этого процесса и его влияние на последу-

ющие технологические операции.

Изучение динамики сушки порции луба, образо-

ванного комбайном с очесывающим аппаратом и без

него, проводилось в полевых условиях во время хо-

зяйственных испытаний. Для этого на участке ско-

шенного луба отбирались по 5 четных площадок,

где производилось кошение луба, и далее отбира-

лись пробы на влажность сверху, в середине и внизу

порций через каждые 2 часа в дневное время. Взятие

образцов по слоям осуществлялось из нескольких

волокон всей длины порции, которые мелко измель-

чались, закладывались в боксы, а затем определя-

лась их влажность термостатно-весовым методом.

Поскольку при взятии пробы нарушается це-

лостность порции и характер укладки луба в ней,

они для дальнейшего анализа считаются непригод-

ными. Поэтому последующие по времени пробы на

влажность брались с очередной порции этой учет-

ной площадки. Таким образом, пробы на влажность

луба брались все время с нетронутых порций, что

позволило максимально уменьшить влияние побоч-

ных факторов на динамику сушки.

Динамика сушки порций луба изучалась в агро-

технические установленные сроки уборки зеленцо-

вого кенафа. Данные наблюдений за изменением

влажности луба в порциях приведены на рис. 1.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

14

Рисунок 1. Изменение влажности луба по времени: 1, 2, 3 – соответственно верхний, средний и нижний

слои порций очесанного луба; 4, 5, 6 – то же неочесанного луба

В 10 часов луб имел влажность 76,4 %. Сушка

луба в порциях продолжалась до 20 часов. Наиболее

интенсивно происходит сушка луба в первый день.

Так, к 20 часам влажность в порциях с очесом сни-

зилась в среднем до 39,9 %. Влажность луба в пор-

циях без очеса была в нижним слое 51,9 %.

Соответственно этому влажность луба с очесом

составила 33,6, 26,4 и 13,9 %. Таким образом, верх-

ний слой луба сохнет в первом случае в 2 раза, а во

втором – в 2,5 раза быстрей, чем нижний. Следует

также отметить, что в варианте с очесом верхний

слой луба уже к 10 часам имел кондиционную

влажность и по сравнению с лубом неочесанным

был в 2 раза суше.

На второй день к 8 часам во всех слоях порций

наблюдается незначительное повышение влажности.

Связано это с тем, что за ночь появляется роса и на

лубе образуется влага. Затем с появлением солнца

по всем слоям происходит дальнейшее высыхание.

Наиболее интенсивно происходит сушка очесанного

луба в среднем и нижнем слоях. Уже к 16 часам, то

есть за 30 часов сушки, луб в порциях достигает

влажности, близкой к кондиционной (15,9 %), кото-

рый можно сдавать на лубзавод. В то время как пор-

ции неочесанного луба еще далеко не подготовлены

к этому, средняя влажность порций неочесанного

луба составляет около 22,7 %, а в нижнем слое она

достигает 32,2 %. Поэтому такой луб продолжает

сохнуть и на третьи сутки, где он только к 14 часам

достигает влажности, близкой к кондиционной.

Таким образом, нельзя не отметить существен-

ной разницы в динамике сушки очесанного луба,

который высыхает 1,7 раза быстрее, чем неочесан-

ный. Объясняется это тем, что очесанный луб не

имеет на себе листьев и коробочек: он лучше про-

гревается и в нем лучше циркулирует воздух. В то

время как в порциях неочесанного луба наличие

листьев способствует образованию в нижних и

средних слоях микроклимата с избыточной влажно-

стью. А в отдельных порциях с избыточной листо-

вой массой наблюдается даже заплесневение нижне-

го слоя, что отрицательно влияет на качество и

сортность луба. Поэтому в хозяйствах для предот-

вращения этого осуществляют переворачивание

порций луба для лучшей просушки. Для очесанного

луба, как видим, в этой операции нет нужды.

Список литературы:

1. Кенафоуборочный комбайн с очесывающим аппаратом / Х.Х. Игамбердиев [и др.] // Молодой ученый. –

Казань, 2016. – № 3 (407). – С. 107–108.

2. Обоснование параметров очесывающего аппарата кенафоуборочного комбайна / Х.Х. Игамбердиев [и др.] //

Молодой ученый. – Казань, 2016. – № 2 (106). – С. 161–162 .

3. Обоснование параметров очесывающего аппарата кенафоуборочного комбайна / Х.Х. Игамбердиев [и др.] //

Международная научно-практическая конференция. – Уфа : Аэтерна. – С. 84–88.

4. Теоретическое обоснование увязни очесывающего аппарата с лубоотделяющей частью лубокомбайна /

Х.Х. Игамбердиев [и др.] // Молодой ученый. – Казань, 2016. – № 7.2 (111.2). – С. 57–58.

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

15

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

ОСНОВЫ МЕТОДА РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНОГО ВОДНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ДОЖДЯ

ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ГОРОДСКИХ ДОРОГ

Дурдиев Хуршид Давронбек угли

ассистент кафедры «И и ПАД», Ташкентский институт по проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог,

Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: Durdiev9393@mail.ru

Абдуллаев Хуршидбек Дилшодбек угли

ассистент кафедры «И и ПАД», Ташкентский институт по проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог,

Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: Mr.Khurshidbek93@mail.ru

FUNDAMENTALS OF THE METHOD OF CALCULATING THE MAXIMUM WATER CON-

SUMPTION OF RAIN TO REMOVE WATER FROM URBAN ROADS

Khurshid Durdiyev

assistant teacher department of “S and DAR”, “TIDCMAR”, Uzbekistan, Tashkent

Khurshidbek Abdullayev

assistant teacher department of “S and DAR”, “TIDCMAR”, Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В этой статье, изучено актуальность темы, методы гидрологического расчета, сравнение фактических зна-

чений, рассчитанных методами определения параметров. А также, дано математическое выражение предлагае-

мого метода.

ABSTRACT

In this article, the relevance of the topic, the methods of hydrological calculation, the comparison of actual values

calculated by the methods of determining the parameters are studied. And also, a mathematical expression of the pro-

posed method is given.

Ключевые слова: гидрологический расчет, дренажной системы, площадь, интенсивность осадков, дренаж

открытого и закрытого типа.

Keywords: hydrological calculation, drainage system, area, precipitation intensity, open and closed type drainage.

В соответствии с текущими программами

будущего развития экономики и городских

территорий страны, транспортная и инженерно-

коммуникационная инфраструктура связана с

увеличением спроса на дренажные системы на

городских дорогах и улицах. В последние годы

городские дороги и улицы в стране также

стремительно развиваются.

Учитывая надежное, долгосрочное

использование таких систем при проектировании и

строительстве городских дорог, необходимо

разработать методы гидрологического расчета,

чтобы определить вероятную величину расчетного

расхода воды в системе водоотведения и повысить

ее точность и надежность. Проблема изучения и

расчета водопотребления от дождевой воды

характеризуется ее актуальностью и практической

значимостью сегодня.

В связи с этим проблема дренажных систем на

городских дорогах и улицах также является одной

из наиболее актуальных [1].

Использование уравнений адаптировано к мето-

ду «Ограниченная интенсивность» при определении

максимального расхода осадков при удалении воды

с дорог [3]. Если мы говорим, что рассчитанный

расход воды на единицу площади дренажной систе-

мы равен 𝑄б, то общая площадь водосбора (𝑄с) бу-

дет следующей:

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

16

𝑄с = 𝑄б𝐹, л/(с.га) (1)

здесь

𝑄б = 𝛼𝐻, л/(с.га) (2)

В пересчете на 𝑄б - объем потока на 1 га; F-

площадь бассейна; α - текущий коэффициент; Н -

количество осадков на 1 га, мм.

На практике [3] значение коэффициента потока

(α) предполагается равным α=0,95 для асфальтового

покрытия, α=0,85 для цементобетонного покрытия и

α=0,70 для бассейнов с цементобетонном и грунто-

вых покрытий. В бассейнах, состоящих из областей

с различными покрытиями, предлагается определить

коэффициент расхода, принимая во внимание долю

стоимости каждой покрытой области по отношению

к общей площади:

α =Fасα+𝐹цемα+Fгрα…Fчим𝑎

∑ 𝐹. (3)

При расчете расхода на единицу площади, осно-

вываясь на соотношении, определяющем интенсив-

ность осадков (4) и интенсивность если мы перей-

дем от одного подразделения к другому (5), мы по-

лучим следующее (6) выражение:

ί = 𝐻

𝑇 . (4)

Qб = 1 х 1000 х 10 000

1000 х 60= 166,7 л/(с.га). (5)

Qб = 166,7 ί л/(с.га). (6)

В выражениях ί - интенсивность осадков

мм/мин; Н - слой осадков, мм; Т - продолжитель-

ность осадков, мин.

Расчетная интенсивность осадков будет зависеть

от географического местоположения участка, про-

должительности осадков, периода наблюдения за

осадками и метеорологической силы осадков в об-

ласти, покрытой дорогой:

ί = 𝐴+𝐵𝑙𝑔 𝑃

𝑇𝑛 = ∆

𝑇𝑛 , %о (промиль) (7)

где A и B - географические измерения; Δ - ме-

теорологическая сила дождя; Т - продолжительность

осадков, мин.; n - скорость уменьшения интенсивно-

сти и продолжительности осадков.

Подставляя полученные выражения (7) в выра-

жения (6) и (5) в выражения (1), мы получаем окон-

чательное уравнение для расчета максимального

потока дождевой воды:

Qм =166,7 ∆ 𝛼

𝑇𝑛 F . м3/с. (8)

Ниже мы опишем методы определения значений

переменных ∆, T и n, входящих в выражение (8), на

основе вертикальных региональных законов в усло-

виях Узбекистана, которые описаны в полной моно-

графии [4,5].

В расчетах исходные (начальные) данные берут-

ся с топографической карты расчетной высоты бас-

сейна (Z) и площади водосбора (F).

Значение метеорологической силы осадков (∆)

определяется из эмпирического уравнения (коэффи-

циент корреляции R = 0,66), основанного на связи с

высотой бассейна (Z):

Δ =496,7

𝑍0,70 , 1/м (9)

Коэффициент уменьшения продолжительности

и интенсивности осадков на территории Узбекиста-

на колеблется от 0,55 до 0,87 и составляет в среднем

n=0,67. Анализ показывает, что этот коэффициент в

достаточной степени коррелирует с метеорологиче-

ской силой осадков, поскольку, как показывает

наблюдение, коэффициент уменьшения интенсивно-

сти осадков увеличивается с увеличением количе-

ства осадков.

Выражение для этого отношения с коэффициен-

том корреляции r=0,55 выглядит следующим обра-

зом:

𝑛 = 0,52∆0,15 (10)

Продолжительность осадков зависит от количе-

ства осадков Н, относительной влажности r и тем-

пературы воздуха θ. Общий вид уравнения этой свя-

зи выглядит следующим образом [4]:

𝑇д =𝐴𝑟𝑏(

𝐻д𝐻о

)𝑐

(1+𝜃

𝑇о)

𝛽 , минут (11)

где А - единица времени; r - относительная

влажность; b, c и -градусные показатели; H0 - слой

дождя, равный 1 мм; T0=2730K.

Таким образом, на основе фактического,

измеренного слоя осадков, интенсивности и

продолжительности максимального количества

осадков, зарегистрированного в Ташкенте 30 мая

2014 года, рассчитанного значения, определенного

по вышеприведенному уравнению (8), и методов,

описанных в параметрах, включенных в это

уравнение, А.А. Алексеев и (7) сравнивались с

величинами, образованными уравнениями Кестлина.

(таблица 1).

Чтобы облегчить расчет интенсивности осадков

из уравнения (8), мы использовали карту,

показывающую средние значения интенсивности

осадков для всех районных улиц в Ташкенте с

использованием методов, описанных выше (рисунок

1,2) [1].

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

17

Таблица 1.

Результаты сравнения фактических и расчетных значений максимального потребления осадков,

наблюдаемых в Ташкенте 30 мая 2014 года

№ Автор Уравнение для расчета максимального

потребления осадков, Q м3сек

Результат,

Q м3сек

1. А.А. Алексеев Q = 103α F h / T 814,6 м3сек

2. (6) − формула, Кестлин Q = 166,7 i α F 955,2 м3сек

3. Согласно предложенному уравнению Q ҳ = 166,7∆ α F / Tn 755,1 м3 сек

4. Фактическое [6] Способ расчета не указан 952,5 м3сек

Примечание: α – текущий коэффициент, α = 0,85; F - плошадь, 32,1км2; h - ценность дождя, h = 25мм; i –

интенсивность дождя, i=0,18; T - продолжительность осадков, Т = 140 мин.; n - показатель степени.

Рисунок 1. Диаграмма распределения средней величины осадков в Ташкенте: горизонтали производятся

каждые 0,02 мм / мин.

Рисунок 2. Значения высот рельефных точек приняты в городе Ташкенте при расчете осадков

№ 4 (14), апрель, 2020 г.

18

Сопоставление приведенных выше расчетов и

полученных результатов (во всех расчетах a = 0,85 и

F - площадь водосбора, предполагаемая равной

32,1 км2) показало, (Таблица 1.), что точность

предложенного нами уравнения для расчетного

водопотребления осадков, соотвествует величине,

принятой в таких гидрологических расчетах, и не

превышает ± 30%.

В заключение можно сказать, что при удалении

дождевой воды с городских улиц предлагается

перейти от существуюшей открытой дренажной

системы к закрытой дренажной системе. В то же

время потоки воды собираются в скважинах и

отводятся в рельефные впадины в полиэтиленовых

трубах. Отсутствие сбора отходов при удалении

дождевой воды, длительный срок службы

полиэтиленовых труб и один из важнейших

факторов обеспечения безопасности транспортных

услуг станут основой для реализации предлагаемой

закрытой дренажной системы.

Список литературы:

1. Дурдиев Х.Д. «Совершенствование метода гидрологических расчетов при проектировании дренажных си-

стем на городских дорогах» Магистерская диссертация. ТИПСЭАД, Т.: 2020. 55 с.

2. Ашфорт Н., Райт П.Х. Проектирование аэропортов/Перевод с анг. М.: Транспорт, 1988. − 328 с.

3. Проектирование автомобильных дорог. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД) Т.V. − М.: Информав-

тодор, 2007. – 667 с.

4. Тулаганов А.Х., Тулаганов С.Х. Гидрология паводков и защита автомобильных дорог от паводковых тече-

ний. Т.: «Экономика-Финанс». - 2013. - 96 с.

5. Туляганов А.Х., Салимова Б.Д. Расчет характеристик воды и паводков при проектировании сооружений

водоснабжения на автомобильных дорогах. Ташкент, «Экономика - Финансы», 2016. - 156 с.

6. В Ташкенте из-за ливня затопило улицы https://www.gazeta.uz/ru/2014/05/30/flood/.

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ

№ 4(14)

Апрель 2020

Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 74047 от 19.10.2018

Издательство «Грани науки»

630129, Новосибирск, ул. Тайгинская, 22/1, оф. 22

E-mail: mail@journaltech.ru

www.journaltech.ru

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного

оригинал-макета в типографии «Allprint»

630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3

16+