Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері



жүктеу 0.53 Mb.

бет14/38
Дата22.04.2017
өлшемі0.53 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   38

Литературы 
1.
 
Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия, 1975,-264с. 
2.
 
Шахова Л.Д., Балясников В.В. Пенообразователи для ячеистых бетонов. – Белгород, 2002, 148 с. 
3.
 
Шахова  Л.Д.  Повышение  эффективности  производства  неавтоклавных  пенобетонов  с  заданными 
свойствами, Белгород, 2007 - 43 с. 
4.
 
Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нано технологии цементного композита, структура системы и 
пути ее реализации//Строительные материалы. – 2006. - № 12. – С. 17. 
Белгород. – 2002, 148 с. 
5.
 
Сычева  А.М.,  Степанова  И.В.  Елисеева  Н.Н.  Нанодобавки  в  композициях  из  неорганических 
вяжущих. – СПб.: ПГУПС. – 2010, 83 с. 
6.
 
Величко Е.Г. Комар А.Г. Рецептурно-технологические проблемы пенобетона.-М.-2004, 27 с. 
7.
 
Айлер Р.К. Химия кремнезема. - М.: Мир.-Т.1.- 1982. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

101 
 
ӘОЖ 372.851.7.02 
 
ЖАҢА ЗАМАН ТАЛАБЫНА САЙ АҚПАРАТТЫҚ БІЛІМ БЕРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ 
 
Маханова З.А., Ботаева С.Б. 
М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент , Қазақстан 
 
Резюме 
В статье рассматриваются понятия как информационные технологии, новые образовательные-
информационные технологии и эффективность их применения 
 
Summary 
The article discusses the concepts of information technology, new educational technologies and the efficiency 
of their application 
 
Республикамызда  орын  алып  отырған  әлеуметтік-экономикалық  бағыттар  және  жас  ҧрпақты 
ғылыми-техникалық  прогресс,  қазіргі  заман  талабына  сай  оқыту  мен  тәрбиелеу  мәселесі,  оқыту 
мақсатын,  мазмҧнын,  тҥрін,  әдістерін  қайта  қарап,  оқу  процесіне  кӛптеген  ӛзгерістер  енгізуді  қажет 
етеді. 
  Білім  саласындағы  мемелекеттік  саясаттың  тҧжырымдамасында:  «Бҧл  саланы  реформалаудың 
стратегиялық  нысаны  мҥлде  жаңаша,  шығармашылық  тҧрғыда  ойлай  алатын,  танымдық  мәдениеті 
биікадамдардың  жаңа  легін,  дҥниеге  этикалық  тҧрғыдан  жоғары  жауапкершілікпен  қарай  білетін, 
біліктілігі  жоғары  мамандарды  қалыптастыру  идеясы  болуға  тиіс»  -  деп  кӛрсетілген  болатын. 
Ақпараттық  технологиялардың  қарқынды  дамуы  қоғамдағы  барлық  салада  ҥлкен  ӛзгерістер  жасалу 
керек  екенін  кӛрсетіп  отыр.  Ол  кӛптеген  қалыптасқан  тҥсініктердің  тҧрақты  бола  алмауын,  олардың 
жаңа  ҧғымдардың  аясында  қайта  қаралуын  талап  етеді.  Сондай-ақ  ақпараттық  технологияларды 
қолдану  әсерінен  қоғамда  қалыптасқан  жҥйелерді  ҥлкен  ӛзгеріске  ҧшырататындай  жҥйені 
ақпараттандыру мәселелері де туындайды.  
  Компьютерлік технологияның оқыту ҥрдісінде қолданылуы ашық жҥйеде оқытуға жол ашуда. 
Ашық жҥйеде оқыту тҥрінің бірі - қашықтан оқыту. Қашықтан оқыту дәстҥрлі оқытумен қоса мынадай 
мҥмкіндіктерге  ие  бола  алады:  жеделдік,  ақпараттық,  коммуникациялық,  педагогикалық, 
психологиялық, экономикалық,  эргономикалық. Бҥгінгі  таңда білім жҥйесін  ақпараттандыру  мәселесі 
бойынша  елеулі  қадамдар  жасалып  жатқаны  белгілі.  1997  жылы    Білім  беру  жҥйесін 
ақпараттандырудың  Мемлекеттік  программасы  қабылданып,  оның    негізгі  бағыттары  анықталған 
болатын: білім беру мекемелерін компьютерлендіру; интернетпен қамтамасыз ету; білім беру жҥйесін 
басқарудың  ақпараттық  жҥйесін  енгізу;  заманауи  коммуникациялық  технологиялар  мен  объектілі-
бағдарлы  программалар  негізінде  оқыту  бағытындағы  отандық  программалық  қҧралдарды  жасау; 
техникалық қҧралдарды дамыту; қашықтан оқыту формасын енгізу және дамыту [1].   
Бҧл  бағытта  қаншалықты  қарқынды  жҧмыс  жҥргізіліп  жатса  да,  оның  әліге  дейін  білім 
дариясының  жиегінде  тҧрғаны  белгілі.  Сондықтан  да  оқу  ҥдерісінде  ақпараттық  технологияларды 
енгізуді  жоғары  қарқынмен  жҥргізу  ҥшін  заманауи  оқыту  технологиясына  негізделген  білім  беру 
жҥйесінің жаңа моделін қҧру қажеттілігі бҥгінгі кҥннің ӛзекті мәселесі. 
Компьютерді пайдалануға негізделген жаңа технологиялар қоғамның барлық саласының басқару 
қҧрылымдарын  ҧйымдастыруда,  кадр  мәселесінде,  қҧжаттандыру  жҥйесінде,  ақпараттарды  алу  мен 
жіберуде тҥбегейлі ӛзгерістерді талап етуде. 
Ғылыми мағынада технология – шикізатқа, материалға және жартылай ӛнімге ӛндіріс қҧралдары 
арқылы  әсер ету  тәсілдері  туралы  ғылым. Технология  ӛндірістік  және  ӛндірістік  емес  ҥдерістерді,  ең 
алдымен  басқару  ҥдерістерін  автоматтандырумен  тікелей  байланысты.  Басқару  технололгиялары 
компьютерлер мен телекоммуникациялық техникаларды пайдалануға негізделген. 
И.В.Роберттің  анықтауы  бойынша  жаңа  ақпараттық  технологиялардың  қҧралдарына 
микропроцессорлық  есептеуіш  техникасының  базасында  жҧмыс  істеуші  программалы-аппараттық 
қҧралдар  мен  қҧрылғылар,  сонымен  қатар  ақпаратты  жинау,  жинақтау,  сақтау,  ӛңдеу  және  беру 
операцияларын қамтамасыз ететін ақпараттық алмасудың заманауи қҧралдары және жҥйелері жатады. 
ЮНЕСКО  қабылдаған  анықтамаға  сай  ақпараттық  технология  –  ақпараттарды  ӛңдеу  және 
сақтаумен айналысатын адамдардың еңбектерін тиімді ҧйымдастыру әдістерін, есептеу техникаларын, 
адамдармен  және  ӛндірістік  жабдықтармен  ӛзара  әрекеттесуді  ҧйымдастыру  әдістерін,  олардың 
практикалық қолданылуын, сондай-ақ осылардың бәрінің әлеуметтік, экономикалық және мәдениеттік 

102 
 
проблемаларын      зерттейтін  ӛзара  байланысқан  ғылыми,  технологиялық  және  инженерлік    пәндердің 
кешені. 
Ақпараттық  қоғамның  маңызды  кӛрсеткіші,  оның  әрбір  мҥшесінің,  заңмен  шектелген 
жағдайлардан  басқа,  кез  келген  ӛзін  қызықтыратын  ақпаратты  ерікті  тҥрде    дер  кезінде  алуға  тең 
қҧқылы  мҥмкіндіктері  бар  болуында.  Ақпараттық  қоғамды  компьютерлендірудің  арқасында  дене 
еңбегінің  ҥлесі  азайып,  ой  еңбегінің  кӛлемі  қысқаруда.  Нәтижесінде  кәсіптік  қызметтің  кез  келген 
тҥрінде  шығармашылық  қҧраушыларының  мәні  ӛсіп,  «адамға  –адамдық,  машинаға  –  машиналық» 
деген  принцип  іске  асуда.  Ақпарат  қоғамның  стратегиялық  ресурсы  болып  отыр.  Бҧл  ресурсты 
меңгерудің  техникалық  қҧралы  кӛп  жағдайда  компьютер  мен  байланыс  қҧрылғылары.  Мҧндай 
ақпараттық қоғамға кӛшудің стратегиялық бағыты ақпараттандыру болып табылады [2]. 
Бҥгінгі таңда қоғамды ақпараттандыру ҥдерісінің ауқымды сипатын және ӛркениеттің әрі қарай 
дамуындағы оның стратегиялық мәнін  тҥсіне отырып, бҧл салада атқарылатын іс-шаралардың  орасан 
зор  екенін  байқаймыз.  Кӛбіне,  ақпараттандырудың  тек  технократтық  жағы,  яғни  ӛндіріс  пен  жаңа 
технологиялардың дамуына әсері ғана айтылып, ал оның әлеуметтік пен мәдениеттанымдық геосаяси 
қырлары  тыс  қалып  жатады.  Ал,  ақпарат  дамудың  нағыз  сарқылмас  ресурсы  болып  табылады.  Олай 
болса, оны барлық қырынан қарастыру маңызды.   
Ақпараттық  технологиялар  кҥрделі  дайындықты,  ҥлкен  алғашқы  шығындарды  және  ғылыми 
негізделген  техникаларды    талап  етеді.  Мҧндай  жҧмыстар  математикалық  жабдықтауды  қҧру  мен 
мамандарды дайындау жҥйесінде ақпараттық ағындарды қалыптастырудан басталуы тиіс.  
Ақпараттық технологияның элементтерін оқу ҥдерісінде қолдану арқылы жаңа ақпараттық-білім 
технологиясы  (ЖАБТ)  пайда  болды.  ЖАБТ  –  оқытушылармен  тікелей  қарым-қатынас  жасамай-ақ, 
компьютерлік,  аудио  және  видео  техникалық  қҧралдарды  пайдалануға  негізделген  жаңа  әдістер  мен 
тәсілдерді  қолданып  білім  алуға  болатын  ҥдеріс.    Оның  мәні  таңдалған  мамандықтың  мемлекеттік 
стандартына  кіретін  барлық  пәндер  бойынша  электрондық  оқулықтардың  толық  жиынтығымен 
қамтамасыз  етіліп,  тьютордың  жетекшілігімен  студент  ҥйінде  отырып-ақ  компьютер  арқылы  ӛз 
бетінше оқитын ХХI ғасырдың білім технологиясын қҧру. 
Технология жоба, ҥлгі ретінде берілгенде ғана тиімді. Оқыту технологиясы әдістеме ғылымымен 
тығыз  байланысты.  Әдістеме  ғылымы  «Нені  оқыту?»,  «Не  ҥшін  оқыту?»,  «Қалай  оқыту?»  деген 
сҧрақтарға  жауап  іздесе,  оқыту  технологиясы  «Қалай  нәтижелі  оқытуға  болады?»  деген  мәселенің 
шешімін іздейді. 
Бҥгінгі  таңда  технологияның  қарқынды  дамуына  байланысты  компьтерлердің  графикалық 
мҥмкіндіктері кҥннен-кҥнге кеңеюде. Компьтерлердің графикалық мҥмкіндіктеріне байланысты оқыту 
ҥрдістеріне  қажетті  бағдарламалар  да  аз жасалып жатқан  жоқ.  Соның  ішінде, қазіргі  таңда  анимация 
жасауда  кӛп  қолданысқа  ие  Macromedia  flash,  Adobe  Premier,  Adobe  Afto  Effect  бағдарламалары.  Бҧл 
бағдарламалар  кӛбінесе  қҧбылыстарды,  ҥдерістерді,  кӛріністерді  демонстрациялаушы  фильмдер 
жасауда,  клиптер  қҧрастыруда,  Web  -  сайттарды  қҧруда  кӛп  қолданылады.  Олардың  ішінде 
бейнеклиптер  даярлау  ҥшін  Adobe  Premier  бағдарламасының  орны  ерекше.  Соңғы  кезде  электронды 
оқыту  ӛнімдері  нарығында,  Macromedia  технологиясы  негізінде  жасалған  және  тәжірибесі  жоқ 
компьютер  қолданушысына  бағдарламалық  ӛнімдер  жасау    мҥмкіндігін  беретін  оқу  қҧралдары  мен 
мультимедиялық  оқулықтар  саны  кӛбейіп  барады.  Қазір  бҧл  технологиялар  ең  жаңа  және  кең 
қолданылып жатқан технологиялар болып табылады. Бҧл  технологиялар анимация жасаушылар ҥшін 
ӛте қолайлы бағдарламалық орталарды ҧсынады. 
Міне  осындай  ерекшеліктерді  қолданып,  кез-келген  оқу  пәнін  жаңа  технологиялар  негізінде 
оқытуда  демонстрациялық  әдіс  міндетті  тҥрде  қолданылады.  Ӛйткені,  демонстрациялық  әдіс  жаңа 
заман талабына сай оқу талабын жҥзеге асырудың негізі. Оқыту ҥдерісінің теориясына сәйкес таным 
процесі  сезім  арқылы  қабылдаудан  басталуы  тиіс.  Мҧнда  затты  немесе  қҧбылысты  қабылдауға 
қатысатын сезім  мҥшелері  неғҧрлым  кӛбірек  болса,  білім  алушы  жаңа  білімді соғҧрлым  жақсы  және 
тҥбегейлі, берік меңгереді. Ал бҧл жағдай білім алушының жаңа тәжірибені қабылдауға әзірлік; әрбір 
жаңа жағдайға байланысты іс-әрекеттерді дҧрыс орындай алу; әрбір орындалған іс-әрекеттің мақсатын 
айқындай  отырып,  орындалған  іс-әрекеттер  тізбегінің  дҧрыстығына  кӛз  жеткізу;  ӛз  пікірін 
тҧжырымдап  қорғай  алу;  ӛз  қызметін  ӛткен  кезең  тәжірибелерін  ескере  отырып,  орындалатын 
тапсырмаға бағдарлай алу тҥріндегі жалпы қасиеттерге ие болуына қол жеткізілуі тиіс. 
 
Әдебиеттер
1.
 
Мемлекеттік  білім  беру  саласындағы  саясатының  тҧжырымдамасы.  //  Егеменді  Қазақстан.  1-
қыркҥйек, 1995ж. 
2.
 
Махмутов  М.И.  Принцип  профессиональной  направленности  обучения.  //  Принципы  обучения  в 
современной педагогической теории и практике. – Челябинск, ЧПУ.,1985. 

103 
 
УДК: 378.147 
 
НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ  В ОБУЧЕНИИ СПЕЦИАЛИСТОВ 
ХИМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ 
 
Медетбеков М.М., Сулейменова Л.А., Белесова Д.Т. 
ЮКГУ им.М. Ауэзова, Шымкент, Қазақстан 
 
Түйін 
Мақалада химия ӛндірісі мамандарының дайындығының сапасын жақсартуда заманауи ақпараттық 
технологияларды пайдалану қажеттілігі туралы айтылады. 
 
Summary 
This  paper  describes  the  experience  of  organization  of  students’  self  directed  studies  with  application  of 
innovation  technologies  in  teaching  organic  and  analytical  chemistry  in  the  form  of  presentations  and  virtual 
laboratory works and electronic text-books. 
 
Создание  и  совершенствование    компьютерной  техники,  появление  новых  технологий   
передачи,      обработки,      накопления      и      представления      информации  облегчило  и  ускорило 
вычислительную  работу  во  многих  областях  науки  и,  в  частности,      химии.      Квантовая      химия,   
молекулярная      механика,      планирование  химического      синтеза,      получение      и      обработка   
экспериментальных      данных      с  помощью  новых  информационных  технологий  и  компьютерной 
техники  –  это  лишь      некоторые      типичные      примеры.      Увеличение      вклада      информационных 
технологий      в      развитие      химии      связано      в      первую      очередь      с      появлением  персональных 
компьютеров  с  высокими  эксплуатационными  характеристиками  и  новых  технологий  передачи 
информации.  Благодаря  их  относительно  низкой  цене  и  доступности  для  широкого  круга 
пользователей такое оборудование стало 
обычным в большинстве химических лабораторий и учебных заведениях мира. 
Для  более  глубокого  понимания  атомно-молекулярного  учения,  теории  химической  связи, 
механизмов  реакций  в  органической  химии,  взаимосвязи  структура – свойство  и  иных  вопросов  
полезно использовать  трехмерные  интерактивные  модели  молекул  и  кристаллических  структур.  
Внедрение  современных  технологий  3D  визуализации  позволяет  решать  две  задачи:  создание 
мотивации к изучению  предмета  и  повышение  уровня  усвоения  материала  учащимся. 
Применение    мультимедийных    технологий    позволяет    сократить    затраты    времени    на  
предъявление    фактической    информации    и    уделить    больше    внимания    анализу    и    осмыслению  
фактов  –  например,  выявлению  закономерностей  в  изменении  свойств  веществ  в  зависимости  от 
положения в периодической системе, гомологическом ряду и т.д. 
Главным    инструментом    исследования    при    квантово-химическом    моделировании    является  
компьютер,  на  котором  установлена  одна  из  программ для  расчетов  по  методу  молекулярных  
орбиталей.  К  настоящему  моменту доступно несколько таких программ, имеющих свои достоинства 
и недостатки. Для примера рассмотрим программу HyperChem. 
Программный  комплекс  HyperChem  (http://www.hyper.com/)  достаточно  популярен  среди 
начинающих  химиков-исследователей,  в  основном  благодаря    интуитивно-понятному    и  
дружелюбному    графическому    интерфейсу.    Он  совмещает  в  себе  как  функции  визуализатора  3D-
структуры  соединений,  так  и  возможности  выполнения  квантово-химических  расчетов.  Наряду  с 
молекулярной  динамикой  и  полуэмпирическими  методами  реализован  учет  электронной  корреляции 
методами теории возмущений второго порядка и функционала плотности. 
К  достоинством    данной    программы    можно    отнести    обширный  каталог  молекулярных 
фрагментов, облегчающих задание исходной геометрии,  а  также  возможность  ее  контроля  по  мере  
выполнения  расчета (все изменения в ходе оптимизации незамедлительно отражаются на экране). 
 

104 
 
 
 
Рисунок 1. Пример построения структуры молекулы и изучения свойства белка  в программном 
комплексе HyperChem. 
 
Однако  ряд  недостатков  не  позволяет  рекомендовать  данную  программу  в  качестве  основного 
инструмента исследователя. А именно: 
1.  Неэффективное  использование  ресурсов  компьютера,  в  том  числе  организация  процедуры 
оптимизации геометрии, приводящая к значительным временным потерям; 
2. Ограниченный выбор базисных наборов и методов учета электронной корреляции; 
3.  Учет  симметрии  возможен  только  при  задании  исходной  геометрии  в  виде  Z-матрицы,    что  
значительно  снижает  ценность  интерактивного  построения молекулярной структуры
Основной  интерес  HyperChem  может  представлять  для  биохимиков,  т.к.  особенности  
реализации  программы (легкость  построения  самых  сложных  молекул и кластеров, использование 
методов  молекулярной  механики  и  т.д.)  позволяют  в  наглядной  форме  исследовать  свойства 
биомолекул и их систем. 
В  заключение  отметим,  что    современным    специалистам    в  области  химической  технологии,   
необходимо    хорошее    знание    как    общей    и  неорганической,    так    и    органической    химии.    Им  
предстоит    разрабатывать    и    внедрять    новые    технологии  переработки        сырья,    создавать    новые  
материалы,  решать  экологические  проблемы . 
Химическое  образование  должно  использовать  те  же  технологии  передачи  и  обработки 
информации,  что  и  современная  химическая  наука.  Это  позволит  специалистам  сразу  эффективно 
включиться    в    производственную    деятельность.    Использование    банков    данных,    программных  
средств  расчѐта  физико-химических  характеристик  веществ,  контроля  качества  синтезированных 
продуктов должно  стать обычным при проведении лабораторно-практических занятий. 
 
Литература 
1.
 
Маркин В.И. Практическое руководство по использованию  ChemWindow (версия 6.0): Учебное 
пособие. – Барнаул:  Изд-во Алт. ун-та, 2005. – 170 с. 
2.
 
Соловьев М.Е., Соловьев М.М., Компьютерная химия, М., СОЛОН-Пресс, 2005 
3.
 
Кларк Т., Компьютерная химия, М., ―Мир‖ (1990). 
4.
 
Michael Clugston, Rosalind Flemming. Advanced Chemistry, - Oxford University Press, 2000 
5.
 
Травень В.Ф. Органическая химия.т.1,2. – М.:Академкнига, 2008 
 
 
 
 
 
 
 

105 
 
УДК 622. 686 
 
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 
ПРОЦЕССА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 
 
Некрасов В.А., Иваненко А.Ю., Терещенков В.Ю., Абиев Р.Ш.,  
Орынбаева Л.К., Акынбеков Е.К. 
Санкт Петербургский государственный технологический институт  
(технический университет), Россия; 
ЮКГУ им. М. Ауэзова, Казахстан 

Түйін 
Ӛзара  ӛту  континиуум  теориясына  негізделген  кӛлемдік  концентрацияся  тӛмен  дисперсті  фазаны 
пневмотасымалдау процесін есептеу тәсілі сипатталған ;ұсынылған тәсіл тәжірибе жасау қондырғысын 
есептеуде тексерілген. Сандық тәжірибе және нақты тәжірибе нәтижелеріне негізделген мәліметтерді 
талдау  осы тәсілде  пайдаланылған қатынастар қатарын нақтылады.  Тік тӛменнен жоғары қозғалатын 
ағынды тұрақтандыратын учаскені зерттеу нәтижелері келтірілген. 
 
Summary 
A technique for calculating the process of pneumatic low volume concentration of the dispersed phase, based 
on  the  theory  of  interpenetrating  continua,  proven  by  the  example  of  the  calculation  of  the  experimental  setup. 
Analysis of the numerical results and experimental data reveals the number of relations used in this technique. The 
results of investigations of the stabilization of the vertical upward flow. 
 
Экспериментальные исследования по перемещению воздушным потоком твердых измельченных 
частиц  впервые  были  выполнены  И.  Гастерштадтом  в  1927  г.  С  тех  пор  был  накоплен  достаточно 
большой  объем  эмпирической  и  теоретической  информации  о  пневмотранспорте  с  малой  объемной 
концентрацией  дисперсной  фазы.  Однако  до  сих  пор  теоретическому  и  экспериментальному 
исследованию процесса пневмотранспортирования уделяется большое внимание, что свидетельствует, 
прежде  всего,  о  неудовлетворительном  состоянии  существующих  методик,  а  также  об  отсутствии  на 
настоящий момент ясного понимания физики процесса. 
Цель  данной  работы  –  экспериментальное  и  теоретическое  исследование  пневмотранспорта  в 
горизонтальных  и  вертикальных  участках.  Для  выполнения  экспериментальной  части  была 
разработана лабораторная установка. При разработке лабораторной установки использована наиболее 
приемлемая, с физической точки зрения, методика расчета, обобщающая результаты целого ряда работ 
на  основе  теории  взаимопроникающих  континуумов  [1,  2].  Установка  проектировалась  с  учетом 
дальнейшей возможности использования в учебном процессе. 
В  качестве  побудителя  тяги  был  выбран  бытовой  пылесос  марки  «Samsung  SC4047»  с 
паспортными данными: максимальная мощность электродвигателя N
дв
 = 1,3 кВт, мощность всасывания 
N
вс
 =  р Q
1
 = 0,3 кВт.  В  результате  экспериментов  нами  получена  универсальная  рабочая 
характеристика вентилятора пылесоса. 
Это  позволило  определить  возможный  оптимальный  диапазон  расходов  воздуха  Q
1
  = 0,012   
0,015 м
3
/c и развиваемый при этом перепад давлений  р = 8   12 кПа. С целью визуализации процесса 
транспортирования было принято решение об использовании стекла в качестве материала для труб и 
циклона-отделителя.  В  качестве  дисперсной  фазы  был  выбран  достаточно  однородный  по  составу 
гранулированный полипропилен с эквивалентным диаметром частиц 
э
=3,7 мм, насыпной плотностью 
0
2
=510  кг/м
3
  и  истинной  плотностью 
2
=980  кг/м
3
.  Пористость  гранулированного  полипропилена  в 
условиях насыпи 
10
 
0
2
10
20
2
1
1
0 52
,
 
 
 
 
 
    
 
 
         (1) 
Как  известно,  скорость  уноса  в  горизонтальном  трубопроводе  всегда  выше,  чем  скорость 
воздуха,  необходимая  для  транспортирования  в  вертикальном  трубопроводе.  Из  баланса  сил, 
действующих  на  монослой  частиц,  при  известном  значении    Q
1
    можно  определить  возможный 
диапазон диаметров трубопровода установки 
2
1
ск э 20 тр
S
gS
f

 
 
 
 
 
 
 
          (2) 
где   – касательное напряжение на стенке, Па; 

106 
 
g – ускорение свободного падения, м/с
2

S
ск
 – предполагаемая поверхность скольжения частиц, м
2

f
тр
 – коэффициент трения скольжения. 
Учитывая, что 
2
1
0
8
v

1
1
1 1
1
G
Q
vS
v S

2
4
S
D
,  
 
 
 
 
          (3) 
где 
0
 – коэффициент гидравлического сопротивления трения; 
v
 – средняя скорость воздуха в трубопроводе, м/с; 
SD – площадь поперечного сечения и диаметр трубопровода 
Очевидно,  что  стеклянные  трубы  можно  считать  гидравлически  гладкими.  Тогда  для 
определения 
0
 можно воспользоваться формулой Блазиуса 
0
0 25
0 3164
,
,
Re

 
 
 
 
 
 
 
 
 
          (4) 
где 
1
vD
Re
 – число Рейнольдса. 
Выразив v и Re через массовый расход воздуха G
1
, уравнение (2) удобно преобразовать к виду 
0 25
2
1
2
1
2
2
4
1
1
2
0 3164
0
4
,
G
D
gf
,
G
D

 
 
 
 
        (5) 
В  результате  анализа  результатов  решения  (5)  методом  итераций  был  найден  внутренний 
диаметр трубопровода  = 0,028 м. 
Предельной объемной концентрацией дисперсной фазы при пневмотранспортировании с малой 
концентрацией  частиц  является 
2  пред
0,05.  Задаваясь  этой  величиной  при  определенном  расходе 
воздуха  G
1
,  можно  найти  ограничение  для  расходной  массовой  концентрации  m=G
2
/G
1
=
2 2
v
2
/
1 1
v
1

При  этом  очевидно,  что  истинная  скорость  дисперсной  фазы  v
2
  на  горизонтальном  и  восходящем 
вертикальном участках пневмотрассы не может превзойти скорость воздуха v
1

Следующим  этапом  в  разработке  установки  являлось  определение  длин  горизонтального  и 
вертикального участков транспортирования. С этой целью был составлен соответствующий алгоритм 
на  основе  методики,  которая  приведена  ниже,  и  реализованный  с  помощью  математического  пакета 
Mathcad 14. В результате расчетов получено: L
г
=4 м, L
в
=1,5 м. 
С  целью  разделения  сплошной  и  дисперсной  фаз  в  конце  пневмотрассы  следует  установить 
циклон, проектирование которого было выполнено согласно рекомендациям [3, 4]. Поскольку циклон 
Рисунок  1  –  Распределение  локальных 
скоростей воздуха в циклоне (треки частиц) 
Рисунок 

 
Распределение 
давления воздуха в циклоне 

107 
 
имеет нестандартные размеры и форму, то определение потерь давления в нем с помощью стандартных 
расчетных  методов  невозможно.  Поэтому  дальнейшие  расчеты  были  выполнены  с  помощью 
программного комплекса FlowVision 2.3.Build 14.03. Результаты численного эксперимента приведены 
на рисунках 1 – 2. 
В  результате  была  спроектирована  лабораторная  установка  пневматического  транспорта. 
Скорость воздуха измерялась трубкой Пито-Прандтля. Величины статических давлений на отдельных 
участках  замеряли  посредством  батарейного  дифференциального  манометра,  показания  которого 
фотографировались. Остаточное давление в установке измерялось с помощью вакуумметра. 
С целью отладки работы установки был проведен целый ряд экспериментов, анализ результатов 
которых был осуществлен на основе представленной ниже методики для двухфазного потока с низкой 
концентрацией, т.е. при 
2
<0,05, что привело, в конечном счете, к уточнению некоторых используемых 
в ней соотношений. 
Воспользовавшись  формальным  описанием,  уравнения  сохранения  импульса  для  канала 
круглого сечения можно записать в виде 
1
1 1
1 1
1
2 0
dv
dp
g
f
s
dt
dx
S

 
 
 
 
 
 
         (6) 
2
2
2
2
2
2 0
2
dv
dp
g
f
s
dt
dx
,   
 
 
 
 
 
 
         (7) 
где  индексы  «1»  и  «2»  соответствуют  сплошной  и  дисперсной  фазам.  В  свою  очередь    – 
истинная плотность среды, кг/м
3
;   – объемная доля среды; v – истинная скорость, м/с; g –  ускорение 
свободного  падения  или  иначе  удельная  массовая  сила,  м/с
2
;  f  –  удельная  сила  межфазного 
взаимодействия, Н/м
2
;  s
0
  –  удельная  поверхность частиц, определяемая отношением ее поверхности к 
объему  или  иначе  через  эквивалентный  диаметр 
э
,  т.  е.  s
0
=s/V=6/
э
,  1/м;  р  –  давление,  Па;    – 
касательное напряжение, Па;  = DS – периметр и площадь трубопровода, м и м
2
 соответственно. 
В  результате  суммирования  уравнений  (6)  и  (7),  с  учетом  расходной  массовой  концентрации 
m=G
2
/G
1
=
2 2
v
2
/(
1 1
v
1
)  и  равенства  /S=4/D,  не  трудно  получить  уравнение  для  определения  потерь 
давления при установившемся режиме течения ( v
i
t=0): 
1 1
2 2
1 1 1
1
2
4
.
dp
gdx
v dv
mdv
dx
D
  
 
 
 
 
       (8) 
Неизвестными  величинами  в  (8)  являются  объемная  доля  сплошной  среды 
1
,  касательные 
напряжения 
1
  и 
2
,  а  также  приращения  скоростей  dv
1
  и  dv
2
,  которые  имеют  место  при  наличии 
участков торможения и разгона, каковыми обычно являются начальный и поворотные участки трассы. 
Для  газового  потока  следует  учитывать  также  приращение  скорости  материала,  вызванное 
расширением  газа.  Все  эти  параметры  определяются  посредством  эмпирических  корреляций, 
существующих в литературе. 
Эмпирические  корреляции  для  касательных  напряжений,  начиная  с  работ  Гастерштадта  [5], 
исследователи в подавляющем большинстве представляют в виде 
2
1 1
2
0
0
0
1
1
8
v
mk
m
,  
 
 
 
 
 
 
         (9) 
где 
0
 – касательные напряжения на стенке трубы при движении чистого газа; 
k – коэффициент Гастерштадта; 
2
 – коэффициент сопротивления для частиц. 
Из  анализа  уравнения  (8)  и  (9)  следует,  что  в  горизонтальных  каналах  для  получения 
эмпирических  данных  для 
2
  достаточно  измерить  перепад  давления  на  участке  с  постоянной 
скоростью материала длиной  x 
2
2
1 1
0
0
1
2
v
p
m
x
D

 
 
 
 
 
 
 
       (10) 
На вертикальных участках ситуация значительно сложнее, поскольку для нахождения величины 
2
 необходимо измерить объемную долю газа либо отношение скоростей фаз, т.е. 
2
1
2
1 1
1 1
0
2
0
1
.
2
v
v
p
m
g x
m
x
v
D
   
 
 
 
 
 
       (11) 
Еще сложнее с поворотными участками, поскольку для обобщения эмпирических данных нужно 
измерить три значения скоростей или газосодержаний: на входе в поворот, на выходе из поворота и на 
участке стабилизации за поворотом. 

108 
 
По-видимому,  этими  причинами  объясняется  противоречивость  существующих  в  литературе 
корреляций  по  вертикальным  трубам  и  особенно  по  поворотам.  Однако  для  приближенных  расчетов 
можно воспользоваться некоторыми из них. 
Для горизонтальных труб и порошкообразных материалов с 
э
150 мкм [6]: 
0,25
в
2
0,1
0,3
0,5
э
2,1Fr
m
Fr
D

 
 
 
 
 
 
 
 
       (12) 
где 
2
в
в
v
Fr
Dg

 
 
 
 
 
 
 
 
 
       (13) 
2
1
v
Fr
Dg
.  
 
 
 
 
 
 
 
 
        (14) 
В уравнении (13) v
в
 – скорость витания. 
Для горизонтальных труб и зернистых материалов с 0
э
40 мм [7]: 
1
2
2
1
2
2
2
1
э
2
1
д
2, 7
1
v
v
D
C
m
v
v
К

 
 
 
 
 
 
        (15) 
где отношение скоростей v
1
/v
2
, согласно [7, 8], определяется уравнением 
2
2
3
3
*
э
1
2
2
1
в
200
1
1
v
C
v
D
Fr
Fr

 
 
 
 
 
 
       (16) 
В  формуле  (15)  К
д
  –  динамический  коэффициент  формы,  а  C  –  коэффициент  сопротивления, 
определяемый из уравнения 
ч
4 9
ч
3
0 45
8
0 042
,
C
,
Re
Re

 
 
 
 
 
 
 
      (17) 
Анализ  результатов  численного  эксперимента  и  опытных  данных  позволил  установить,  что 
К
д
=v
2
/v
т
<1,  в  отличие  от  [1],  где  автором,  исходя  из  физических  представлений  обтекания  частицы, 
было принято решение, что К
д
=v
т
/v
2
>1. Отметим, что при этом К
д
 является функцией как числа Re
ч
, так 
и геометрического коэффициента формы К
г
. Это заставило обратиться к первоисточнику [9], согласно 
которому  оказалось,  что  К
д
  определяется,  как  отношение  действительной  скорости  частиц  к 
теоретической, т.е. К
д
=v
2
/v
т
<1. 
Кроме этого в результате  расчетов  установлено,  что  Fr
в
  должен  определяться  по  отношению  к 
диаметру  трубы,  т.е.  выражением  (13)  (в  отличие  от  [1],  где  Fr
в
  находится  по  отношению  к 
эквивалентному  диаметру  частицы 
э
).  Однако  в  этом  случае  его  величина  может  существенно 
превышать Fr, что в свою очередь, согласно (16), приводит к физически неправомерному неравенству 
v
1
<v
2
. Отметим, что в (16) C
*
=0,014 0,09 (обычно C
*
=0,01). 
Для вертикальных потоков [10]: 
2
0,65
э
2
2
1
2
1
2
2
2
э
5, 5
1
.
v
Fr
v
D
v
Fr
g
 
 
 
 
 
 
 
     (18) 
Согласно [8], при v
1
/v
в
10 отношение скоростей v
2
/v
1
 определяется выражением 
2
1
в
1
1
v v
v v

 
 
 
 
 
 
 
 
     (19) 
Если G
2
 и G
1
 известны, то истинную скорость v
1
 и объемную долю 
1
 как в горизонтальном, так и 
в вертикальном потоке можно выразить исходя из определения m и очевидного соотношения 
1
 + 
2
=1 
следующим образом: 
1
2
1
1
1
1
1
1
2
2
;   = 1
G
v
v
m
m S
v

 
 
 
 
 
 
     (20) 

109 
 
Тогда  с  учетом  уравнения  (16)  или  (19),  воспользовавшись  любым  итерационным  методом, 
можно найти v
1
 и 
1
 для горизонтального или вертикального потока соответственно. Таким же образом 
определяются  скорости  на  входе  в  повороты  и  на  участках  стабилизации  за  поворотом.  С  другими 
аппроксимациями можно ознакомиться в [11]. 
Потери давления на поворотах определяются изменением скорости частиц при прохождении ими 
поворотов.  В  свою  очередь,  эти  изменения  зависят  от  положения  поворота  в  пространстве 
(горизонтальное, горизонтально-вертикальное, вертикально-горизонтальное), типа материала и радиуса 
поворота.  В  приближенных  расчетах,  для  определения  скоростей  на  выходе  можно  воспользоваться 
зависимостями, представленными в графической форме в [8]. 
Зависимость для определения потерь давления представляется в виде суммы потерь давления от 
движения чистого газа и потерь давления на разгон или торможение частиц, т.е. 
0
1
2

p
p
vm v
v

   
 
 
 
 
       (21) 
где v

 – скорость материала на входе в поворот, а v
2
 – установившаяся скорость материала для 
участка, следующего за поворотом. 
Потери давления от движения чистого газа определяются как 
2
1 1
0
к
2
v
p
,   
 
 
 
 
 
 
 
 
        (22) 
где 
к
 – коэффициент сопротивления колена. 
Потери  давления  на  участках  разгона  или  торможение  определяются  аналогично  потерям  на 
участках поворота. 
Численный  эксперимент  включал  в  себя  решение  задачи  об  участке  стабилизации  для 
стационарного вертикального потока, которая рассматривалась в следующей постановке. 
Если  массовые  расходы  обеих  фаз  известны,  то  математическую  модель,  воспользовавшись 
неявно-разностной схемой, можно представить в виде 
1
1 1
c 2
1
A v
g
F
grad p F
x

 
 
 
 
 
        (23) 
2
2 2
c 2
2
B v
g
F
grad p
x

 
 
 
 
 
        (24) 
1 1 1
1
A
v
G S

 
 
 
 
 
 
 
 
        (25) 
2
2 2
2
B
v
G S

 
 
 
 
 
 
 
 
        (26) 
1
2
1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
        (27) 
1
0
0
p p
.   
 
 
 
 
 
 
 
 
        (28) 
Здесь 
c
0
F
fs
 – сила межфазного сопротивления, Н/м; 
4
F
D
 – сила трения газа о стенки 
канала с учетом турбулентности, вносимой в газовый поток твердыми частицами, Н/м. В свою очередь 
4 9
3
1
ч
1
1
2
1
2
ч
1
4 3
3
0 45
0 042
f
,
Re
,
v
v
v
v
Re
.   
 
       (29) 
Параметры,  отмеченные  символом  «  –  »  означает,  что  эти  величины  определяются  как 
среднеарифметические в средней точке между «– 1» и «i» слоями сетки, т.е., например, 
1
1
1
0 5
,

 
где 
1
соответствует «– 1» слою, а 
1

«i» слою. 
В уравнении (28)   – коэффициент извилистости, определяемый как 
1
2
0 5
,
.  
 
 
 
 
 
 
 
 
      (30) 
С учетом соотношений (18) и (20) имеем замкнутую систему уравнений. 
Воспользовавшись обозначениями 
2
1
2
1
2

;  
C
B
e
v
v
v

 
 
 
 
 
 
      (31) 
приведем  уравнения  к  расчетному  виду.  Прежде  всего,  воспользовавшись  уравнениями 
неразрывности (25) и (26), выразим изменение скоростей фаз 
1 1
1
1
1
1
1 1
1
v
v
v
v

 

 
 
 
 
 
 
 
      (32) 

110 
 
2
2
2
2
2
2
1
v
v
v
v



 
 
 
 
 
 
 
       (33) 
Тогда, в результате суммирования (23) и (24) получим 
1
2
1 1
2 2
grad p x
A v
B v
g
g
F

 
 
 
 
       (34) 
После подстановки (33) и (32) в (23) и преобразований с учетом (30) будем иметь 
2
0
ae
be
c



 
 
 
 
 
 
 
 
       (35) 
где 
a
emC

1
2
b
d
a
v
v em c

1
c
d
g
F
F
x

1
c
A


 
      (35) 
Решение системы уравнений (34) не представляет трудностей. При отсутствии сопла начальные 
условия  можно  задать  из  следующих  соображений.  Если  трубопровод  заглублен  под  уровень 
зернистого  материала,  находящегося  в  емкости  при  атмосферном  давлении  р
0
,  то,  воспользовавшись 
методом итераций для определения статического давления в начале трубопровода при известных G
1
 и 
G
2
, все остальные параметры можно найти из уравнений (25) – (27). 
 
Используя  опытные  данные,  был  реализован  численный  эксперимент,  в  ходе  которого 
потребовалось  ввести  корректирующий  множитель  «0,35»  в  зависимость  для  определения 
2
.  Это 
позволило получить величину потерь давления на участке длиной 0,8 м, сопоставимую с опытной. 
 
Анализ  результатов  предварительных  расчетов,  выполненных  для  участка  длиной  1,5  м  как  с 
учетом  изменения  плотности  воздуха,  так  и  при  постоянной  плотности  воздуха,  позволил  сделать 
вывод о неправомерности использования участка стабилизации, определяемого по одиночной частице. 
Наличие  концентрации  дисперсной  фазы  приводит  к  существенному  уменьшению  длины  участка 
стабилизации  в  отношении  таких  параметров,  как 
1

2
,  grad  p,  p,  v
1
,  v
2
,  и  v=v
1
  –v
2
.  Это  наглядно 
иллюстрируют  зависимости,  представленные  на  рисунках  3  –  6,  если  рассматривать  их  поведение  в 
пределах  изменения  х  от  0  до  1,5  м.  Однако  тот  факт,  что  значения  величин  v
2
  и  v  достаточно 
1

2
 
10 
20 
30 

0.2 
0.4 
0.6 
0.8 
1
 
2
 
х, м 
Рисунок 3 – Изменение объемной доли 
фаз по длине вертикального участка 
const 
=const 
grad 10
-5

   Па/м 

0.002 
0.004 
0.006 
0.008 
0.5 

0.5 

1.5 
х, м 
=const 
10
-4

 Па 

10 
20 
30 
х, м 



=const 
const 
const 
Рисунок  4  –  Изменение  grad  p  по 
длине вертикального участка 
Рисунок  5  –  Изменение  p  по 
длине вертикального участка 

111 
 
существенно  отличаются  от  значений  тех  же  величин  для  установившегося  потока,  потребовал 
увеличить рассматриваемую в эксперименте длину вертикального участка. 
Анализ  результатов  моделирования  свидетельствует  о  значительном  влиянии  локальной 
плотности  воздуха  на  параметры:  v
1
,  v
2

v=v
1
  –v
2
  и 
2
,  что  в  целом  отвечает  физическим 
представлениям. В связи с этим возникает вопрос, что следует понимать под участком стабилизации, 
определение  которого  в  настоящее  время  широко  используется  в  практических  расчетах  при 
проектировании систем пневмотранспорта. 
 
Следует  обратить  внимание,  что  пренебрежение  силами  инерции  не  допустимо,  поскольку  эти 
величины имеют одинаковый порядок с величиной grad p
 

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   38


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал