Збірник тез доповідей викладацьких, аспірантських та магістрантських наукових досліджень за підсумками проведення "Дня науки - 2013" (стр. 11 )

Проективне покриття	1-3	3-5	5-10	10-20	20-30	30-40	40-50	50-60	60-80	100
Бал	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Будували діаграму залежності індексу чистоти атмосфери (ІЧА) від місцезнаходження урочища ( рис.3). Чим більше значення ІЧА, тим чистіше повітря.

ІЧА

Місце дослідження

Рисунок -3 - Значення ІЧА для урочищ Кіровоградського лісництва

За величиною індексу чистоти атмосфери виділяли такі зони: 0,1-1 –сильно забруднена; 1-5– середньо забруднена; 5-10–слабко забруднена; більше 10–не забруднена. При середньому забрудненні спостерігається вплив на чутливі види. При слабкому забрудненні – без відчутного впливу на живі організми. Досліджені урочища відповідають цим двом значенням забруднення атмосфери. Згідно класифікації Траса, щодо відношення лишайників до концентрації полютанту, зони забруднення поділяються на зони:

Концентрація SO2, мг/м3	Зона лишайників
немає	нормальна
0,0035-0,0105	змішана
0,0105-0,028	змішана
0,028-0,035	боротьби
0,035-0,105	боротьби
> 0,105	„пустелі”

За даними Кіровоградського гідрометеоцентру середня річна концентрація SO2 в м. Кіровоград становить 0,018 мг/м3, що відповідає „змішаній” зоні.

Різнолігандні комплекси в якості багатофункціональних добавок до нафтових мастил

, доцент

Кіровоградський національний технічний університет

Найважливішими характеристиками мастил є їх протизносні властивості і стабільність проти окиснення, особливо при високих температурах. Відомо, що для надання мастилам таких якостей, широко використовують різноманітні добавки, до яких належать ксантогенати і карбоксилати металів та ароматичні аміни.

Різні типи вуглеводнів, що входять до базового мала, дають різні за хімічним складом та фізичними властивостями кінцеві продукти окиснення. Найбільш стійкими до окиснення є нерозгалужені вуглеводні. Більш того, продукти окислення таких сполук-речовини, які містять фенольну группу, мають здатність обривати ланцюги окислювальних реакцій, тобто зберігати від окислення інші вуглеводні. На цьому оснований метод підсилення антиокисних властивостей масла – штучного введення в нього речовин фенольного характеру – ароматичних амінів. Вони також підвищують вязкість масла і навіть в важких умовах роботи двигуна дають малу кількість відкладів.

Як антиоксиданти використовують ксантогенати та карбоксилати металів. Дякуючи вузькому молекулярно-масовому розподілу та мінімальному ступеню термічної та механічної деструкції ці речовини покращують також антікорозійні, протизносні, протизадирні, вязкосні, протискачкові характеристики масел.

На характер окислення масла, крім температури, впливають специфічні умови його припрацювання в двигуні: великі поверхні контакта масла з повітрям, масляні плівки, туман, вспінення масла в картері. Значну роль відіграє наявність металів. Так, кобальт, мідь, кадмій чинять каталітичну дію, тоді як нікель та цинк не впливають або навіть гальмують окислення.

А так як синтезовані нами комплекси, поєднують в одній молекулі фрагменти ксантогенатної (карбоксилатної) і аміногрупи, від них слід було очікувати багатофункціональної дії.

Дослідженню використання азот-, сіркувміщуючих металорганічних комплексів в якості добавок до мастил і присвячено роботу.

Для підвищення стійкості мастил проти окиснення в них вводять антиокисні присадки. За механізмом дії їх поділяють на дві групи: присадки, що руйнують пероксиди з утворенням неактивних сполук, і присадки, які зв’язують вільні активні радикали в неактивні. Присадки першої групи в процесі роботи двигуна витрачаються в незначних кількостях, тому є більш перспективними.

Антиокисні присадки поділяють на присадки-інгібітори, які гальмують окиснення масла в порівняно товстому шарі, та термоокисні, які зменшують окислення масла в тонкому шарі на нагрітих металічних поверхнях. Перші розкладаються при температурах вищих 450-500°С ( рис.1), другі – мають більш високу ефективність та термостабільність і тому широко використовуються при виготовленні моторних мастил.

Для зменшення каталітичної дії металу на окиснення моторного мастила в нього вводять пасивуючі присадки, які утворюють на поверхні металу плівку, що запобігає безпосередньому контакту мастила з металом та емісії іонів металу в нього.

Рисунок -1- Дериватограми комплексів:

1 – Ni(C6H13OCS2)2; 2 - Ni(C6H13OCS2)2×LI;

3 – Cd(C6H13OCS2)2×LI; 4 - Zn(C6H13OCS2)2×LI;

5 - Zn(C6H13OCS2)2×LII; 6 - Zn(C6H13OCS2)2×LIII

ДТА

Так ксантогенати цинка ініціюють окисні процеси, утворюючи з пероксидом комплекси, які розкладаються з утворенням вільних радикалів. Однак, ефективність ксантогенатів цинка визначається співвідношенням з пероксидом. При незначних концентраціях ксантогенати виступають як ініціатори окиснення, при високих – критична швидкість обриву ланцюга значно перевищує швидкість розкладу пероксиду і ксантогенат ефективно знижує окисні процеси в маслі.

Загальна концентрація присадки, %	Період індукції окиснення масла, год.
0,2	5,2
0,5	11,0
1,0	13,0

Присадки, що містять в своєму складі нітроген, зокрема ароматичні аміни, приймають участь в обриві кінетичних ланцюгів окислення, дезактивуючи пероксидний радикал. Причому, показують результати залежності антиоксидної стабільності масла від концентрації протилежні ксантогенату.

Таблиця 2- Залежність антиокисної стабільності масла від концентрації

N, N’-діфеніл-п-фенілендіамін

Загальна концентрація присадки, %	Період індукції окислення масла, год.
0,2	2,8
0,5	7,6
1,0	2,2

Тому особливий інтерес представляє антиоксидант, який міг би виконувати подвійну функцію: руйнувати пероксиди і зв’язувати радикали. Таким інгібітором виявилася комплексна сполука на основі ксантогенату цинку та N, N’-діфеніл-п-фенілендіаміну, синтезована нами. Дослідження показали, що нова присадка майже в 2 рази ефективніша вихідного ксантогенату, при концентрації останнього в молекулі комплекса менше на одну третину.

Таблиця 3- Антиокисні властивості

N, N’-діфеніл-п-фенілендіаміндіетилксантогенатоцинка (ІІ)

Присадка	Кількість поглиненого кисню за 60 хв., мл	Швидкість поглинання кисню, мл/хв
Zn (C2H5OCS2)2×ДФФ	90	0,11
180	0,22
140	0,18

Синтезована сполука являється більш високотемпературним антиоксидантом, який можна експлуатувати в широкому діапазоні температур від 400°С до 600°С. При використанні такої присадки продукти окислення масел мають високу полярну активність. Адсорбуючись на механічних домішках, вони утворюють на твердих частинках багатошарову колоїдну плівку, яка не тільки ізолює абразивні частинки від поверхні тертя, але й покращує протизносні властивості масла. Позитивний вплив таких частинок проявляється і в тому, що вони інтенсифікують тепловіддачу між поверхнями тертя, підвищують електропровідність масляної плівки, знижуючи негативний ефект, який виникає при її електричному пробої, і навіть нівелюють шорсткість поверхні тертя. Наявність цих явищ приводить до того, що масло стає більш стійким до окислення.

В кінетично стандартних умовах модельної реакції ініційованого окислення гентадекана вимірювали швидкості поглинання кисню в присутності усіх синтезованих комплексів на основі ксантогенатів. Знайдено, що всі вони володіють антиокисними властивостями. Активність комплексів Zn(II), Cd(II), Cu(I), Ni(II) з LI, LII, LIV і Со(ІІІ) з усіма амінами до поглинання кисню дорівнює такій для відомих стабілізаторов. Найбільш ефективними із досліджуваного ряда комплексів виявилися Cu (C4H9OCS2)*LIII і Ni(C4H9OCS2)2*L2VI . Ці сполуки і були вибрані в якості об’єктів подальшого дослідження антиокисних властивостей.

Співставлення ефективності вихідних ксантогенатів, аміну, їх механічної суміші і комплексу на їх основі показало, що характер дії цих добавок різний. Властивість до антиокислення зменшується в ряду: ліганд>суміш>комплекс> ксантогенат (на початку процесу); комплекс>ліганд>суміш>ксантогенат (на глибоких стадіях окислення). Найбільш антиокисний ефект досягається при концентрації присадки в маслі 1×10-3 – 0,3×10-3 моль/л.

При неповному згоранні палива з відпрацьованими газами дизельних двигунів в повітря надходить значна кількість сажі. Для зменшення задимленності використовують ряд хімічних сполук, в тому числі металорганічні. Механізм дії антидимних присадок полягає в розсіюючій дії на сажу і каталітичному впливові на процес згорання. Частковим доказом є те, що ряд металорганічних сполук свинцю, міді, хрому, нікелю приводять до зниження температури спалаху сажі, але істотно не впливають на зменшення концентрації сажі в відпрацьованих газах. Однак, якщо до складу органічної сполуки входять S або N, розсіююча дія присадки підвищується. Вона попереджує спікання кристалів сажі в крупні частинки і сприяє тим самим їх повному згоранню. В якості протидимних присадок до палив дизельних двигунів використовують і кисеньвміщуючі органічні сполуки. При температурі стисненого заряду, яка виникає в камері згорання, активний кисень легко звільняється, в результаті чого скорочується період затримки спалаху, що в свою чергу впливає на процес згорання.

Виходячи з сказаного, нами проведені дослідження ефективності різнолігандних комплексних сполук в якості протидимних присадок. Отримані дані вказують на те, що навіть незначний вміст ( 0,01% за масою) присадок в дизельному паливі викликає зменшення концентрації вуглецю у відпрацьованих газах. Найбільший ефект в зменшенні димності досягається при наявності в паливі присадок у межах 0,015-0,02%.

Протидимна ефективність залежить від кількості атомів вуглецю ксантогенатного ліганда, зростаючи в ряду: C6H13->C4H9->C3H7->C2H5-; природи аміна, змінюючись в ряду: НАФ>р-Phen>o-Phen>ДФФ>ДФП>m-Phen; метала-комплексоутворювача: Ni>Co>Zn>Cu.

Аналіз конструктивних рішень газогенераторних установок малої потужності

, проф., д. т.н, В. І Кравченко, доц., к. т.н.

Кіровоградський національний технічний університет

Залучення у паливно-енергетичний баланс регіонів місцевих видів палива (деревини, соломи, торфу, бурого вугілля, тощо) є однією з першочергових енергозберігаючих заходів в Україні.

В сьогоднішніх умовах як альтернатива природному газу, бензину та дизпаливу може бути використаний генераторний газ, який виробляється з місцевих видів палива у газогенераторах.

В залежності від виду палива, постає питання обґрунтування вибору процесу газифікації, а отже і типу газогенератора. Газогенераторні установки малої потужності в залежності від способу газоутворення поділяються на газогенератори прямого, оберненого та поперечного (горизонтального) процесу газифікації [1]. При роботі газогенератора розрізняють наступні зони: підсушування, сухої перегонки, горіння і відновлення (рис.1). Причому в залежності від типу газогенератора зони горіння і відновлення можуть інверсуватися.

Рисунок 1- Схема газогенератора оберненого процесу газифікації

При згорянні деяких видів місцевого палива на колосниковій решітці може утворюватися щільний спікливий зольний шар, при згорянні інших – відносно пухкий. Деякі види палив в зоні сухої перегонки виділяють велику кількість летких, а отже і смоли та кислоти, інші – значно меншу. Ці, та деякі інші чинники впливають на вибір типу газогенератора.

Так, застосовувати палива, які при згорянні утворюють спікливий зольний шар в зоні горіння, у газогенераторах з оберненим процесом газифікації ускладнено, або зовсім неможливо, оскільки продуктам сухої перегонки важко проходити крізь нього, що може призвести до порушення процесу газифікації. Тому для таких палив необхідно застосовувати газогенератори прямого процесу газифікації, в яких повітря надходить знизу через колосникову решітку, руйнуючи щільний спікливий шар, а газ відбирається зверху. При цьому в зоні сухої перегонки і сушіння волога палива, леткі, в тому числі смоли, змішуються з генераторним газом що виходить з активної зони, і разом з ним відсмоктується через газовідбірний патрубок.