автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Методы и аппаратура комплексных измерений теплофизических и термомеханических свойств и характеристик композиционных материалов и конструкций

На правах рукописи

9 15-5/551

Иванов Василий Алексеевич

МЕТОДЫ И АППАРАТУРА КОМПЛЕКСНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения по видам измерений

(тепловые величины)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени достора технических наук

Санкт-Петербург - 2015

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты: Митяков Владимир Юрьевич,

доктор технических наук, профессор кафедры «Теоретические основы теплотехники» Санкт-Петербургского Государственного

политехнического университета

Баранов Игорь Владимирович,

доктор технических наук, профессор, заместитель директора по Ни ИД Института холода и биотехнологий Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики

Компан Татьяна Андреевна,

доктор технических наук, заведующая лабораторией государственных эталонов и научных исследований в области теплового расширения Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Д.И. Менделеева

Ведущая организация: ФБГУН Институт проблем нефти и газа СО РАН

Защита состоится «01» октября 2015 г. в 15 часов 50 минут на заседании диссертационного совета Д 212.227.02 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, ауд. 285.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49 и на сайте fppo.ifmo.ru. _ Автореферат разослан -ТО UhOAA 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. ф.-м. н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

В настоящее время стратегическое развитие России прочно связано с освоением территорий Крайнего Севера, где сосредоточены значительные запасы месторождений цветных металлов, золота, алмазов и углеводородного сырья. Однако освоение новых территорий порождает и новые проблемы, связанные со строительством сооружений и разработкой полезных ископаемых в районах многолетней мерзлоты.

Изменения климата, масштабное освоение месторождений полезных ископаемых, строительство железнодорожных и автомобильных магистралей, гидростанций, гражданских и промышленных объектов оказывает негативное влияние на вечную мерзлоту. Недооценённые в 80-х годах XX в. проявления деградации вечной мерзлоты через 30 лет привели к катастрофическим последствиям, проявившимся в непригодности к эксплуатации значительной части жилых зданий, дорог, инженерных сетей, промышленных сооружений.

Современное проектирование объектов строительства в районах Крайнего Севера во многом обеспечивается качественными предварительными геотехническими изысканиями, по результатам которых проводятся разносторонние исследования образцов грунта и определяются их основные физико-механические (несущие нагрузку, эксплуатационные) и теплофизические свойства, такие, как теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность и количество незамерзшей воды в области фазовых переходов.

Возникает необходимость определения теплофизических свойств для эффективного применения новых строительных, конструкционных и технологических материалов. При этом диапазон свойств исследуемых материалов очень широк - от материалов тепловой изоляции до высокотеплопроводных алмазов.

Для стабилизации проблемных участков многолетнемерзлого грунта, а также для устранения последствий растепления и деградации мерзлоты интенсивно применяется искусственное замораживание, как наиболее универсальный и надежный способ повышения прочности и несущей способности грунтов. Наибольшее распространение в регионах Крайнего Севера получило искусственное замораживание грунтов сезонно-действующими охлаждающими устройствами (СОУ). Данные устройства, также называемые термостабилизаторами грунтов (ТСГ), представляют собой автономное охлаждающее устройство, использующее естественные конвекционные свойства хладагента в зимних условиях, когда температура наружного воздуха опускается ниже температуры грунта. Для контроля работы СОУ (ТСГ) и состояния грунтов в зоне их установки требуется постоянный многолетний мониторинг температурных режимов.

Трубопроводные системы для транспортирования газа и нефтепродуктов -один и) важнейших элементов топливно-энергетического комплекса страны. Протяженность газопроводной системы Республики Саха (Якутия) на сегодняшний день составляет около 2850 км магистральных газопроводов и газопроводов - отводов. Первая очередь нефтепроводной системы «Восточная Сибирь - Тихий океан» (ВСТО-1) от Тайшета (Иркутская область) до Сковородино (Амурская область) имеет протяженность 2694 км. Вторая очередь (ВСТО-2) проходит от Сковородино до порта Козьмино (Приморский край) в заливе Находка и имеет протяженность 2045 км. Трасса проходит через тайгу, зоны вечной мерзлоты на многих участках, скальные и песчаные породы, болота, и подвергается воздействию низких температур зимой и высоких летом с соответствующими изменения агрегатного (фазового) состояния в многократных циклах промерзания - протаивания.

В текущем году ОАО «Газпром» приступил к строительству стратегически важного газопровода «Сила Сибири» для поставок газа из Якутии в Приморский край и страны Азиатско-Тихоокеанского региона (совместный проект Газпрома и Китая). Данный газопровод является самым крупным строительным объектом в мире, и имеет проектную протяженность 4 ООО км, из которых около 2 ООО км проходит по районам вечной мерзлоты.

При эксплуатации подземных нефтепроводов, проложенных в зоне вечной мерзлоты, главную опасность представляет формирование вокруг подземных нефтепроводов ореолов оттаивания грунта. Крупные включения подземного льда при оттаивании дают термокарстовые провалы и просадку грунта, что может привести к повреждению трубопровода и многомиллионным убыткам. Для оценки и предотвращения последствий такого рода на стадии проектирования трубопроводов широко применяется математическое моделирование. Для построения математической модели требуется информация о структуре и свойствах среды, для чего проводятся геотехнические изыскания и исследования механических и теплофизических свойств слоев грунтов.

Также особую важность имеют исследования прочностных характеристик трубопроводов при естественных низких температурах. Воздействие внутреннего давления, деформирующих нагрузок, сезонных перепадов температур приводят к накоплению повреждений и усугублению изначальных дефекпов трубопроводов. Для исследований структуры и прочностных свойств материалов трубопровода при таких воздействиях особо эффективно проведение натурных испытаний в условиях, приближенных к условиям эксплуатации.

Итак, актуальными являются как разработка методов для исследования теплофизических свойств неоднородных систем замерзающих и оттаивающих грунтов, теплоизоляционных и композиционных материалов (наполненных фторопластов), создание программно-аппаратных комплексов для реализации этих методов, результаты этих исследований, так и разработка методик проведения натурных испытаний трубопроводов нефтегазоснабжения при естественных низких температурах.

Необходимым условием обеспечения условий работы и проживания населения является бесперебойная эксплуатация трубопроводных хозяйств служб тепло- и водоснабжения. В условиях низких сезонных температур велика опасность разрушения данных трубопроводов замерзающей водой нри нарушении требуемого температурного режима. Учитывая присущую данным системам сложную разветвленную структуру, становится весьма актуальным вопрос оперативного контроля параметров в критически важных точках системы. Для данных целей разрабатываются автоматизированные системы диспетчерского контроля и управления (АС ДКУ). Основными задачами АС ДКУ являются оперативный контроль текущих параметров производства и потребления ресурсов, а также анализ режимов эксплуатации, оптимальное управление и регулирование объектами тепло- и водоснабжения.

Цель работы.

1. Разработать комплекс методов автоматизации экспериментальных установок для исследования теплофизических свойств твердых тел и насыпных материалов.

2. Разработать методы и установки для исследования теплофизических свойств Многокомпонентных материалов в области фазовых переходов.

3. Создать системы автоматизации натурных испытаний трубопроводов нефтегазоснабжения и сосудов высокого давления.

4. На созданных автоматизированных системах регулярно проводить мониторинг температурного режима грунтов.

5. Создать автоматизированный комплекс диспетчерского контроля температуры и давления диктующих точек сетей городского водоснабжения.

Для достижения этих целей необходимо:

- Автоматизировать на основе компьютерных измерительно-управляющих систем комплекса (КИС Аксамит-А, КИС Аксамит-6.25, АК-9.03) следующие измерительные устройства:

1. Измеритель теплопроводности ИТ->.-400

2. Измеритель теплоемкости ИТ-С-400

3. Цилиндрический зонд постоянной мощности

4. Установку ИТСМ-1

5. Прибор для измерения теплопроводности алмазов УКТ-3

- Разработать приборное и программное обеспечение метода квазистационарного теплового режима цилиндрического образца для определения теплофизических свойств твердых тел и насыпных материалов и тепломассообменных свойств влажных материалов в области фазовых переходов промерзания - протаивания.

- Разработать метод и технологии испытаний на разрушение элементов конструкций магистральных трубопроводов нефтегазоснабжения и сосудов высокого давления с искусственными дефектами с целью определения

параметров хладостойкое™, прочности и надежности при естественно низких температурах.

- Разработать многоточечный шлейф-регистратор температуры на базе термологгеров iBDL.

- Создать и ввести в эксплуатацию автоматизированный комплекс диспетчерского контроля температуры и давления диктующих точек сетей водоснабжения города Якутска.

Методы исследований.

При решении поставленных задач использовались теория теплопроводности, численные методы решения уравнений тепло - и массообмена, теория и методы автоматизации эксперимент При разработке программного обеспечения использовались алгоритмические языки Turbo Pascal, Borland Delphi.

Научная новизна работы:

- Разработан и создан комплекс методов на базе компьютерно-измерительных систем для определения теплофизических свойств твердых тел, неоднородных систем с фазовыми переходами (замерзающие и оттаивающие грунты), теплоизоляционных и композиционных материалов (наполненных фторопластов), реализующий методы начальной стадии нагрева пластины, квазистационарного теплового режима, цилиндрического зонда постоянной мощности в начальной стадии разогрева;

- При создании данного комплекса реализована серия автоматизированных приборов с разработкой программного обеспечения для каждого прибора;

- С использованием комплекса получены новые экспериментальные данные по теплофизическим свойствам неоднородных систем мелко- и ультрадисперсных наполнителей и композиционных материалов из группы наполненных фторопластов.

- Выявлены закономерности изменения теплофизических свойств и количества нсзамерзшей йоды в фунтах в диапазоне изменения естественных температур.

- Создан стенд натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных труб.

- Получены уникальные результаты натурных испытаний сосудов высокого давления при естественно низких температурах.

Практическая ценность проведенного исследования состоит в следующем:

Разработанный комплекс методов и автоматизированных устройств постоянно и широко используется для исследований теплофизических свойств широкого класса твердых, и неоднородных материалов.

Созданная серия приборов позволяет исследовать не только теплофизическис свойства твердых тел, но и технологические процессы спекания фторопластовых изделий.

Результаты экспериментальных исследований теплофизических свойств мелко- и ультрадиснсрсных наполнителей и наполненных фторопластов используются при проектировании деталей машин и механизмов из данных материалов.

Комплекс методов для определения теплофизических свойств твердых тел и его отдельные составляющие использовались при выполнении исследований по тематическим планам СО РАН 1972-2014 г.г. и в хоздоговорных работах Институтом физико-технических проблем Севера СО РАН 1972-2014 г.г.

Результаты экспериментальных исследований теплофизических свойств мелко- и ультрадисперспых наполнителей и наполненных фторопластов нашли практическое применение при математическом моделировании саморегулирующихся нагревателей, разработке и изготовлении износо- и термостойких антифрикционных материалов, а также деталей машин и механизмов из этих материалов Институтом неметаллических материалов СО РАН и Институтом проблем нефти и газа СО РАН 1975 - 2014 г.г.

Разработанная методика мониторинга температурного режима фунтов и получаемые с помощью нее данные не только подтверждают эффективность сезонно действующих охлаждающих устройств, но и выполняют функцию постоянного контроля состояния грунта в фундаменте крытого стадиона, оценивая безопасность эксплуатации сооружения. Кроме того, получаемые данные используются для оценки текущего состояния установок СОУ, в частности для определения необходимости их перезарядки хладагентом, что повышает эффективность использования и экономит используемый хладагент.

Рекомендации, выработанные на основе данных, полученных нами в ходе натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных трубопроводов, внедрены на предприятиях нефтяной и газовой промышленности.

Система диспетчерского контроля, разработанная для ОАО «Водоканал» обеспечивает оперативный мониторинг температуры и давления в критически важных точках сетей и позволяет котролировать перегрев и переохлаждение воды в сетях водоснабжения г. Якутска. Перегрев сетевой воды даже на 1 градус выливастся в ощутимые финансовые потери, исчисляемые в масштабах города Якутска миллионами рублей в год. Оперативный контроль имеет особую важность в зимний период эксплуатации, учитывая периодически наступающие экстремально низкие температуры (-55°С), для предотвращения аварийных ситуаций.

Внедрение результатов

1. Акт внедрения № 995 от 17.10.2013 г . в ООО «Якутгазпроект» г. Якутск о внедрении результатов научных работ коллектива авторов из ИФТГ1С СО РАН, которые использовались для причинно-следственного анализа

повреждений и разрушений газопроводов. Решение комплекса проблем промышленной безопасности на магистральных газопроводах осуществляются с учетом результатов натурных испытаний, проведенных коллективом авторов. Акт внедрения подписан генеральным директором ООО «Якутгазпроект» Харчиком В.А.

2. Акт внедрения от 16.01.2014 г. в ОАО «Водоканал» г. Якутск о внедрении в 2012 г. как результат законченной научно-исследовательской работы, «Автоматизированный комплекс диспетчерского контроля температуры и давления диктующих точек сетей ОАО «Водоканал», утвержденный главным инженером Варфоломеевым Г.Р. Экономический эффект 980 т. р. в год.

3. Акт внедрения от 20.01.2014 г. в ООО НВЦ «Геотехнология» г. Якутск, утвержденный директором Попенко Ф.Е. Экономический эффект 200 т. р. в год.

4. Акт внедрения от 09.06.2014 г. на разработку автоматизированной установки контроля и управления процессом спекания фторопластовых изделий, автоматизированных приборов ИТ-Х-400, И'Г-С-400, результатов экспериментальных исследований теплофизических свойств наполненных фторопластов, мелкодисперсных и ультрадисперсных наполнителей, подписанный директором Института проблем нефти и газа СО РАН член-корр. РАН Сафроновым А.Ф.

5. Акт внедрения от 05.06.2014 г. в ОАО «ЯкутПНИИС», подписанный генеральным директором ОАО «ЯкутПНИИС» Матвеевой О.И.

6. Письмо от 09.10.2014 г. об использовании результатов исследований теплофизических свойств грунтов, отобранных на линейной части магистрального нефтепровода ВСТО-1 для мониторинга и прогнозирования ореола оттаивания и несущей способности грунтов на участках прокладки МН ВСТО-1, подписанный генеральным директором «ТРАНСНЕФТЬ-ВОСТОК» Бронниковым В.А.

Личный вклад автора диссертационной работы

Все результаты, представленные в диссертации, получены автором лично, под сто руководством или при его непосредственном участии.

Отдельные эксперименты выполнены при участии сотрудников лаборатории теплофизики ИФТПС СО РАН, которым автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

Для удовлетворения запросов промышленного и гражданского строительства в районах Севера России с вечномерзлыми грунтами, эффективного применения новых строительных и конструкционных материалов создан и функционирует единый комплекс измерений теплофизических и термомеханических свойств на основе современных компьютерно - измерительных систем, в который входят: - установка метода начальной стадии нагрева пластины

- установка по определению теплофизических свойств твердых тел при квазистационарпом тепловом режиме

- автоматизированные установки и приборы ИТ-Я.-400, ИТ-С-400, ИТСМ-1

- азотный криостат для градуировки датчиков температуры и давления, прибор для измерения теплопроводности алмазов УКТ-3

- двухточечный «зонд Калинина А.Н.»

- цилиндрический зонд постоянной мощности, метод определения теплофизических свойств твердых тел в форме пластины в начальной стадии нагрева

- стенд натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных труб

- комплекс диспетчерского контроля температуры и давления диктующих точек сетей водоснабжения города Якутска

При реализации комплекса установок и приборов разработаны оригинальные методики и получены уникальные результаты:

- результаты исследований теплофизических свойств во влажных талых и мерзлых грунтах различного типа в области естественных температур, позволившие выявить закономерности зависимостей от температуры, влажности и концентрации солей и количества циклов замораживания -оттаивания

- результаты исследований теплофизических свойств наполненных фторопластов и мелкодисперсных и ультрадисперсных наполнителей

- результаты натурных испытаний сосудов высокого давления

- результаты мониторинга температурного режима грунтов фундамента крытого стадиона «Триумф» г. Якутск

Достоверность и обоснованность полученных результатов:

Достоверность полученных результатов подтверждена положительными результатами калибровки установок по мерам теплофизических свойств в период их эксплуатации. Меры теплофизических свойств проходили поверку в отделении «Криомет» ФГУП ВНИИФ'ГРИ и обеспечены соответствующими свидетельствами о поверке. Результаты измерений согласуются с экспериментальными данными других исследователей

Апробация работы.

Результаты работы по теме диссертации были представлены и одобрены в 53 докладах международных, всесоюзных и российских конференций по теплофизике, из них наиболее значимые следующие:

IV Всесоюзная научно-практическая конференция "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах" (Хабаровск, 1985), Всесоюзная конференция "Методы и средства теплофизических измерений" (Москва, 1987), Всесоюзная конференция по теплофизическим свойствам веществ (Новосибирск, 1988), Всесоюзная конференция «Научно-технический прогресс в технологии строительных

9

материалов» (Алма-Ата, 1990), I Евразийский симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002), Международный симпозиум «О природе трения твердых тел» (Гомель, 2002), Вторая Всероссийская конференция «ТЕМПЕРАТУРА 2004» (Подольск, 2004). X] Российская конференция но теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005), IV Евразийский симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2008), VI Международная научная конференция «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Оренбург, 2010), Международная научно-техническая конференция «Современные методы и средства исследований теплофизических свойств веществ» (Санкт-Петербург, 2010), Четвертая Всероссийская конференция «Температура-2011» (Санкт-Петербург, 2011), XIII Российская конференция по теплофизическим свойствам (Новосибирск, 2011), VII Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» (Киев, Украина, 2011), И Международная научно-технической конференция «Современные методы и средства исследования теплофизических свойств веществ» (Санкт-Петербург, 2012), IX Международная научно-техническая конференция «Методы и средства измерения физических величин» - «Температура-2012» (Львов, Украина, 2012), VI Евразийский международный симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2013), VIII Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» (г. Киев, Украина, 2013), X Международная научно -практическая конференция «Тенденции и перспективы развития современного научного знания» (Москва, 2014), X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современных наук - 2014» (Польша, Перемышль. 2014), X Международная научно-практическая конференция «Передовые научные разработки - 2014» (Чехия, Прага, 2014), X Международный симпозиум по инженерному мерзлотоведению «Инженерно-геокриологические проблемы адаптации природно-тсхнических систем к изменению климата» (Харбин (Хэйлунцзян, Китай), 2014).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 106 работ, среди которых 17 статей в журналах, рекомендованных ВАК, авторское свидетельство на полупроводниковый тензорезистор из моносульфида самария, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа для измерения температуры и давления с использованием термопар и полупроводниковых датчиков на основе моносульфида самария».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 162 наименования. Общий объем работы 259 страниц, включая 99 рисунков и 21 таблицу.

Считаю своим долгом помянуть добрым словом своего учителя, зачинателя теплофизической науки в Якутии д.т.н., профессора |Н.С. Иванова}.

д.т.н., профессора |Г.Н. Дульнева| за формирование и реализацию направления

диссертации, поблагодарить д.ф.-м.н., профессора Ю.П. Заричняка, д.т.н., профессора Э.А. Бондарева, д.т.н., профессора В.В. Каминского, коллег по работе д.т.н. A.B. Степанова, д.т.н. A.M. Тимофеева, к.т.н. К.Н. Большева, A.B. Андреева, Т.К. Болыиеву за постоянную поддержку и помощь в выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении кратко обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи, описаны научная новизна и практическая значимость работы, изложены положения, выносимые на защиту, представлены результаты реализации разработанных методов и апробации диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены основные принципы построения систем автоматизации теплофизического эксперимента. Определены базисные элементы пассивного и активного компьютерного экспериментально-измерительного комплекса (рисунок 1, рисунок 2).

Рисунок 1-Пассивный измерительный комплекс.

Регулирование, |ЯЛ„ «WIM!

Анализ, принятие решения, команда на КИС

Рисунок 2- Активный измерительный комплекс.

Следующий раздел главы посвящен датчикам и первичным преобразователям, использованным в работе. Здесь описываются используемые в разработках термоэлектрические преобразователи температуры, термометры сопротивления, цифровые термометры и логгеры Dallas Semiconductors, представляющие собой уникальные миниатюрные приборы, являющиеся полностью автономными и защищенными одноканальными цифровыми термографами, а также уникальные датчики давления - барорезисторы на основе SmS (сульфид самария), являющиеся совместной разработкой ИФПТС СО РАН и ФТИ им. А. Ф. Иоффе. В завершение главы приводятся описания средств программирования Turbo Pascal и Borland Delphi, используемых для разработки программного обеспечения автоматизируемых установок. Так, в различное время нами были автоматизированы следующие установки:

• Измеритель теплопроводности ИТ-Х-400 (Актюбинский завод «Эталон»), основанный на методе динамического калориметра и применявшийся для измерения теплопроводности наполненных фторопластов.

• Измеритель теплоемкости ИТ-С-400 (Актюбинский завод «Эталон»), основанный на методе С-калориметра и применявшийся для измерения удельной теплоемкости наполненных фторопластов.

• Прибор для измерения теплопроводности алмазов УКТ-3 (Гинапмаззолото), предназначенный для контроля качества алмазов посредством измерения теплопроводности.

• Установка ИТСМ-1 («Эталон»), предназначенная для измерения теплопроводности строительных материалов методом одномерного температурного поля.

• Установка для определения теплопроводности методом двухточечного зондирования, реализующая метод теплового компаратора, разработанный А. Н. Калининым в Сибирском НИИ Метрологии.

Во второй главе приводятся описания модернизации и автоматизации

известных серийных (в прошлые годы) измерительных установок (рисунок 3).

Рисунок 3 - Объекты автоматизации и обобщенная структура.

В третьей главе приводятся описания измерительных установок оригинальной авторской разработки, созданных на основе новых или существующих методов измерения, их модификаций и доработок (рисунок 4):

• Установка квазистационарного теплового режима, основанная на разработанном в ИФТПС СО РАН комплексном методе определения теплофизических характеристик насыпных дисперсных материалов.

• Установка начальной стадии разогрева (Измеритель теплопроводности образца в форме пластины).

• Установка для измерения теплопроводности методом цилиндрического зонда постоянной мощности.

• Автоматизированная печь для спекания полимерных образцов.

• Азотный криостат для градуировки датчиков температуры.

Персональный компьютер

Рисунок 4 - Объекты автоматизации установок оригинальной разработки.

Каждый раздел главы, посвященный отдельной установке, содержит описание метода, функциональную схему установки, описание разработанных программ и оценку погрешностей.

Четвертая глава посвящена автоматизации процессов натурных измерений и испытаний. Развитие данного направления в нашем Институте физико-технических проблем Севера происходит на протяжении уже почти 30 лет. За это время было произведено множество экспериментов и получены уникальные данные по хрупкому разрушению металлических конструкций при низких климатических температурах.

Здесь, в первом разделе главы, описаны: стенд для проведения низкотемпературных натурных испытаний сосудов высокого давления и трубопроводов, разработанный в 1986 году (рисунок 5) и используемый в настоящее время.

Установка натурных испытаний сосудов высокого давления (рисунок 6), разработанная в 2003 году, а также ее модификация, произведенная в 2011 году.

Кроме того, в первом разделе приведено подробное описание совместной разработки ИФТПС СО РАН и ФТИ им. А. Ф. Иоффе - барорезистора на основе сульфида самария (рисунок 7). Изложены принцип его действия, характеристики и описание установки для индивидуальной градуировки барической зависимости. Барорезисторы на основе внедренные и впервые использованные в ходе натурных испытаний сосудов высокого давления, успешно зарекомендовали себя в качестве незаменимых в данных условиях преобразователей давления.

<-*

Г".

Печать

МикроЭВМ Электроника

вом

Кассетный НМЛ РК-1

ойьси испытания

И т.чернтс льная ciicir.ua СИИТ-2

ИЭМврИТвЛЬНОЯ системе АКСАМИТ

Рисунок 5 -Стенд для проведения низкотемпературных натурных испытаний трубопроводов и сосудов высокого давления.

Компьютер

«Аксамит 6.25»

Рисунок 6 - Установка натурных испытаний сосудов высокого давления.

«сиит 2»

Тенэорозетки

Сосуд

Рисунок 7 -Барорезистор на основе 8т8. 14

Второй раздел четвертой главы посвящен системе автоматизации многолетнего мониторинга температурного режима грунтов фундамента крытого стадиона «Триумф» (рисунок 8) в г. Якутске.

Особая важность данной задачи обусловлена проблемной зоной мерзлоты в районе постройки объекта и оценкой эффективности сезоннодействующих охлаждающих устройств (СОУ) (рисунок 8), установленных для решения данной проблемы.

Разработанная методика мониторинга температурного режима грунтов была внедрена в ООО «Геотехнология» и получаемые с помощью нее данные не только подтверждают эффективность сезоннодействующих охлаждающих устройств, но и выполняют функцию постоянного контроля состояния грунта в фундаменте стадиона, оценивая безопасность эксплуатации сооружения.

Рисунок 8 - Универ иаЛЬНЫИ спорткомплекс «Триумф» г. Якутск и сезоннодействующие охлаждающие устройства СОУ.

В заключительном разделе главы описывается разработанный нами автоматизированный комплекс диспетчерского контроля температуры и давления, диктующих точек сетей городского водоснабжения (рисунок 9).

Рисунок 9 - Схема автоматизированного комплекса.

Пятая глава посвящена данным и результатам, которые были получены с помощью описанных в предыдущих главах установок и комплексов. Так, были получены уникальные данные по теплофизическим свойствам грунтов различного состава и фазового состава поровой влаги в них (рисунки 10, 11).

Рисунок 10-Зависимость коэффициента теплопроводности глинисто-песчаных смесей от влагосодержания в талом состоянии. □ - Г-0; о - Г-20; х - Г-40; Д - Г-60; ▲ - Г-80; • - Г-100. 16

10

5

О -10 -20 -30 -40

Рисунок 11 -Изменения количества незамерзшей воды от температуры при различных содержаниях глины в глинисто-песчаных смесях. Влагосодержание Г,%. □ - Г-0; о - Г-20; х - Г-40; Д - Г-60; ▲ - Г-80; • - Г-100.

Получены данные по теплофизическим свойствам мелкодисперсных и ультрадисперсных наполнителей от плотности и температуры и наполненных фторопластов от температуры и концентрации наполнителей (рисунки 12, 13),

X, Вт/(м-й) С,Дж/(кьК)

300 380 400 450 600 560

т,к Т,к

Рисунок 12 -Зависимость теплопроводности и теплоемкости политетрафторэтилена от температуры при различных концентрациях алмаза. • - ПТФЭ; х - т = 0.1; о - 0.2; Д - 0.3 ♦ - т = 0.4

X, Вт/(м-К)

р, кг/м3

Рисунок 13 -Зависимость теплопроводности ультрадисперсного наполнителя сиалон Х-46К1 от плотности.

а также произведенный на основе этих данных расчёт теплопроводности наполненных фторопластов методами теории обобщённой проводимости.

Далее приводятся результаты испытаний трубопроводов (рисунок 14) и сосудов высокого давления (рисунок 15), с использованием двух методик нагружения объектов внутренним давлением - гидравлическим методом и методом расширения замерзающей воды.

Описываются полученные в процессе экспериментов данные и выявленные закономерности разрушения и графики различных параметров (рисунок 16).

Далее приводятся результаты испытаний сосудов высокого давления, произведенных с помощью установки, разработанной в 2003 году (таблица 1) (рисунки 17,18).

Рисунок 14 - а) типичный общий вид разрушенной трубы, б) остановка трещины в надрезе.

Рисунок 15 - Карта разрушения и общий вид разрушенного сосуда из стали 09ХГ2СЮЧ, толщина стенок 55 мм.

е, - окружные деформации е2 - продольные деформации Рисунок 16 - Изменение главных деформаций от времени в различных.

точках

Таблица 1.

Экспериментальные результаты по исследованию разрушения стали Ст45

№ /, мм Ер, % Рр, МПа <х„, МПа Характер распространения трещины ¿, мм

1 50 1,38 51 496 С искривлением направления трещины и ветвлением в обоих направлениях от надреза В нижней части сосуда -3 мм, в верхней части -40 мм

2 60 1,09 38 473 С искривлением направления и с ветвлением в нижней части надреза 75

3 70 0,43 31 444 С искривлением направления и с ветвлением в нижней части надреза 140

4 90 0,22 23 422 По прямолинейное направление -

Примечание-, к,, - относительная окружная деформация при разрушении, Р, разрушающее давление.

50 000 100 000 150 000 200 000 Время, се*

Рисунок 17 - Графики температуры и давления в сосуде.

50 000 100 000 150 000 Время, се*

■ I ' 200 ООО

150 •

50 000 ЮС ООО 150 000 200 000 Время, сек

50 000 100 000 150 ООО 200 000 Время.се*

Рисунок 18 - Графики раскрытия и деформации сосуда.

Приводятся данные по экспериментам с воздействием электрического поля на пластичность металла, демонстрирующие рост пластичности при низких температурах под действием электрического тока (рисунки 20, 21).

о, МП» 50

Рисунок 19 - Графики давления в сосудах. №1 - сосуд, подключенный к источнику тока; №2 - сосуд без воздействия тока.

Рисунок 20 - Фотографии сосудов после разрушения. Слева - сосуд, разрушенный под воздействием тока. Справа - сосуд, разрушенный без внешнего воздействия.

В конце главы описываются результаты четырехлетнего мониторинга температурного режима грунтов фундамента крытого стадиона «Триумф» в г. Якутск. Приведены профили распределения температуры по глубине в различных скважинах, за октябрь 2010 - 2014 годов, наглядно демонстрирующие эффективное действие СОУ (рисунок 21). Видно, что существовавшая в октябре 2010 года талая зона постепенно охлаждаясь переходит в стабильный монотонный профиль температуры, полностью лежащий в отрицательной области.

1 3 5 7 9 11

Рисунок 21- Распределение температуры в термотрубке (шлейф № 2).

Также показано развитие температуры на различной глубине скважин в течение всего периода мониторинга (рисунок 22).

24,00 22,00 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 -2,00 -4,00 -6,00 -8,00 -10,00 -12,00 -14,00 -16,00 -18,00 -20,00 -22,00 -24,00 -26,00 -28,00 -30,00 -32,00 -34,00 -36,00 -38,00 -40,00 -42,00

^ ^ ^ ^ # ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ /У/'//У'У

Рисунок 22 - Динамика изменения температуры на различной глубине термотрубки (шлейф №2) в течение четырех лет.

Необходимость получения данных, представленных в этой главе, и, соответственно, потребность в разработке методов измерения, методик проведения экспериментов, натурных испытаний и автоматизированных измерительных установок для получения этих данных и результатов была продиктована текущими нуждами науки, промышленности и техники нашей республики. Представленные результаты, находясь на стыке таких

отраслей, как теплофизика, строительство, материаловедение и мерзлотоведение, направлены на решение широкого спектра проблем, актуальных для условий нашего края. Дальнейшие работы в данных

направлениях ведутся нами непрерывно и база данных знаний постоянно

пополняется новыми результатами, выводами и решениями.

26

Заключение

Основные научные результаты формулируются следующим образом.

- Автоматизированы серийно выпускаемые измерители теплофизических свойств твердых тел ИТ-^-400, ИТ-С-400, ИТСМ-1, УКГ-3, Зонд Калинина А.Н., которые нашли применение при определении теплофизических свойств полимерных и строительных материалов, при сортировке алмазов и при определении теплопроводности скальных пород.

- Установка квазистациомарного теплового режима уже в течение 40 лет успешно используется не только для определения теплофизических свойств сухих дисперсных материалов, но и влажных грунтов, почв и бетонов. Для неё разработаны методы определения количества незамерзшей воды, теплофизических свойств фунтов, почв и бетонов при протаивании. Установка была автоматизирована в 1986 г. на базе КИС Аксамит-А и отечественной микро-ЭВМ ДВК-2, а в 1990 г. была вновь автоматизирована уже на базе КИС Аксамит-6.25 и IBM совместимого компьютера.

- Установка начальной стадии разогрева (Измеритель теплопроводности образца в форме пластины) и установка для измерения теплопроводности методом цилиндрического зонда постоянной мощности определяют теплофизические свойства в начальной стадии разогрева образца, когда изменения температуры образца по времени максимальные.

- Система автоматизации режимов работы печи для спекания полимерных образцов разработана по хоздоговору с Кирово-Чепецким химическим комбинатом и передана заказчику как законченная научно-исследовательская разработка.

- Азотный криостат для градуировки датчиков температуры с рабочим диапазоном от -180 до 100°С разработан в 1990 г. Используется для индивидуальной градуировки термопар, термометров сопротивления и датчиков давления.

- Стенд натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных труб. В ходе низкотемпературных натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных трубопроводов получены уникальные данные по хрупкому разрушению металлических конструкций под действием избыточного внутреннего давления. Рекомендации, выработанные на основе данных, полученных нами в ходе натурных испытаний сосудов высокого давления и магистральных трубопроводов, были внедрены в нефтяной и газовой промышленности Республики Саха (Якутия). Решение комплекса проблем промышленной безопасности на магистральных газопроводах, газораспределительных станциях в РС(Я) осуществляется с учетом анализа природы аварий, на основе научно-исследовательских работ, проведенных в ИФТПС СО РАН по натурным испытаниям.

- Барорезисторы на основе сульфида самария (SmS), внедренные и впервые использованные в ходе натурных испытаний сосудов высокого давления,

успешно зарекомендовали себя в качестве незаменимых в данных условиях преобразователей давления.

- Методика многоточечного мониторинга температурного режима грунтов была внедрена в ООО «Геотехнология» и получаемые с помощью нее данные не только подтверждают эффективность сезоннодействующих охлаждающих устройств, но и выполняют функцию постоянного контроля состояния грунта в фундаменте крытого стадиона, оценивая безопасность эксплуатации сооружения.

- Разработана и внедрена система диспетчерского контроля в ОАО «Водоканал» г. Якутска и для обеспечения оперативного мониторинга температуры и давления в критически важных точках сетей.

- Выявлены закономерности изменения теплофизических свойств и количества незамерзшей воды в грунтах в диапазоне изменения естественных температур.

- Получены экспериментальные данные по теплофизическим свойствам наполненных фторопластов и мелкодисперсных и ультраднсперсных наполнителей.

- Уникальные данные по хрупкому разрушению металлических конструкций под действием избыточного внутреннего давлении

получены в ходе низкотемпературных натурных испытаний сосудов высокого давления и магисгральных трубопроводов. Полученные результаты и выявленные закономерности внедрены и применяются для анализа аварийных ситуаций и оценки промышленного риска в газовой и нефтяной промышленности.

Результаты, полученные в ходе мониторинга температурного режима грунтов, не только наглядно демонстрируют эффективность применения сезоннодействующих охлаждающих устройств, но и дают возможность для оценки влияния полей СОУ при проектировании зданий с использованием таких установок.

В целом можно констатировать, что цель, поставленная в диссертационном исследовании, достигнута. На основании выполненных исследований разработаны технические решения, совокупность которых можно квалифицировать как новое значимое достижение в области создания методов и автоматизированных средств измерений теплофизических свойств твердых тел, неоднородных систем с фазовыми переходами (замерзающие и оттаивающие грунты), теплоизоляционных и композиционных материалов (наполненных фторопластов), динамики нестационарных процессов с изменениями фазового состояния, физико-механических параметров и динамики разрушения конструктивных элементов технических систем.

Предложенные технические решения и полученные с их помощью результаты являются весомой научной основой для дальнейшего совершенствования и разработки новых подходов к решению задач в области теплофизики, диагностики состояния узлов и компонентов сложных технических систем и инженерных конструкций необходимых для

проектирования, строительства и безаварийной эксплуатации промышленной и

гражданской инфраструктуры в районах Крайнего Севера.

Список основных публикаций по теме диссертации Свидетельства

1. Каминский В.В., Володин Н.М, Сосов Ю.М., Иванов В.А. Тензореэистор. // Авторское свидетельство №1717946. Заявка № 4717046, приоритет от 11 июля 1989 г. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений СССР 8 ноября 1991 г. Коды классификатора C.0IB7/16, 7/18.

2. Большее К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014617508. Программа для измерения температуры и давления с использованием термопар и полупроводниковых датчиков па основе моносульфида самария. Заявка № 2014617508. Дата поступления 29 мая 2014 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 24 июля 2014 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Б.П. Симонов.

Статьи опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

3. Алексеев A.A., Большее К.Н., Иванов В.А., Левин А.И. Методика исследования ветвления трещины при низкотемпературных натурных испытаниях. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2006. -Т.72. - №10. - С.39—42. - 0,81/0,25 п.л.

4. Алексеев А. А., Большее К. П., Левин А. И., Сыромятникова А. С., Иванов

B. А., Петров З.Е. Ветвление трещины при разрушении цилиндрических оболочек из углеродистой стали внутренним давлением. // Деформация и разрушение материалов. - 2008. - №12.- С.33-39. - 0,44/0,07 п.л.

5. Иванов В.А.. Большее К.Н., Алексеев A.A., Каминский В.В., Степанов H.H. Методика исследования ветвления трещины при низкотемпературных натурных исследованиях. // Научное приборостроение. - СПб. - 2010. - Т. 20. -№2,- С. 120-125. ISSN 8868-5886 - 0,37/0,07 пл.

6. Каминский В.В., Молодых A.A., Степанов H.H., Соловьев С.М., Володин Н.М., Иванов В.А. Особенности применения полупроводниковых тензо- и барорезисторов на основе сульфида самария. // Научное приборостроение - 2011. - Т. 21. - № 2. - С. 120-126. ISSN 0868-5886. -0,44/0,07 п.л.

7. Иванов В.А., Каминский В.В., Большее К.Н., Степанов A.A., Соловьев

C.М. Измерение давления барорезисторами на основе SmS во льду, в воде и в мерзлом грунте. // Приборы,-2012,- №1-С. 17-23.-0,44/0,09 п.л.

8. Медведев В.А., Большее К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A., Елисеев А.Б. Применение технологии IBDL для мониторинга температурного режима грунтов. // Приборы. - 2013. - №6 - С. 14-20. - 0,44/0,09 ил.

9. Заричняк Ю.П., Иванов В.А. Расчёт теплопроводности наполненных фторопластов методами теории обобщённой проводимости. Н Пластические массы.-2013,-№6.-С. 23-26-0,25/0,12 п.л.

10. Заричняк Ю.П., Иванов В.А. Зависимость теплофизических свойств наполненных фторопластов от температуры и концентрации наполнителей. // Пластические массы. - 2013. - №7. - С. 35-37 - 0,19/0,09 п.л.

11. Большее К. Н., Иванов В. А., Степанов А. А., Варфоломеев Г. Р. Система мониторинга температуры и давления в сетях водоснабжения г. Якутска. // Водоснабжение и санитарная техника. - 2013. - X® 12. — С. 70-76,0,44/0,15 п.л.

12. A.A. Alexeev, A.S. Syromyatnikova, K.N. Bolshev, V.A. Ivanov. Fracture mechanisms during crack branching. Part 2. Steel. // World Applied Sciences Journal. - 2013. - 24(4). - P. 421^128. (indexed by Scopus).- 0,5/0,12 п.л.

13. Большее К.П., Иванов В.А., Степанов A.A., Тимофеев A.M. Результаты мониторинга температурных полей в основании фундамента стадиона «Триумф», г. Якутск. // Вестник МАХ. - 2014. - №1. - С. 27-30.- 0,25/0,06 п.л.

14. Иванов В.А., Большее К.Н., Малышев A.B. Автоматизация прибора для измерения теплопроводности алмазов и оптимизация условий проведения эксперимента // Приборы. - 2014. - №4. -С. 31-35.- 0,31/0,10 п.л.

15. Большее К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A., Каминский В.В. Применение барорсзисторов из моносульфида самария при проведении теплофизических экспериментов. // Вестник МАХ. - 2014. - №3. - С. 15-21.-0,44/0,11 п.л.

16. Иванов В.А., Ефимов В.М., Петров З.Е., Левин А.И. Система автоматизации натурных испытаний труб и сосудов высокого давления. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2014. - Т. 80, № 9. - С. 67-71,- 0,25/0,06 п.л.

17. Иванов В.А., Ефимов В.М., Петров З.Е., Левин А.И. Результаты натурных испытаний труб и сосудов высокого давления. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2014. - Т. 80. - № 10. - С. 53-56- 0,25/0,06 п.л.

18. Иванов В.А., Большев К.П., Ефимов В.М., Степанов A.A. Испытания зимнего автомобильного чехла «Сахатент» в г. Якутске. // Сельский механизатор. - 2014. - №9. - С. 36-37, 0,12/0,03 п.л.

19. Иванов В.А,, Каминский В.В., Степанов H.H. Двухпараметровый датчик комбинированного типа на основе SMS. // Научное приборостроение. -2014. - Т. 24. - № 4. - С. 17-19.-0,19/0,06 п.л.

Другие статьи и материалы конференций:

20. Степанов A.B., Филиппов П.И., Тимофеев A.M., Иванов В.А., Наумов И.И. Теплофизические характеристики насыппых смерзающихся материалов при отрицательных температурах. // Теплофизика и механика материалов, природных сред и инженерных сооружений при низких

температурах - Якутск: ЯФ СОАН СССР. - 1974. - С.55-72. - 1,12/0,22 п.л.

21. Далбаева Е.К., Иванов В.А., Тимофеев A.M. Об определении теплофизических характеристик полимеров методом квазистационарного режима. // Поведение полимеров при низких температурах. - Якутск: ЯФ СО АН СССР. - 1974. - С.50-53.- 0,25/0,08 п.л..

22. Филиппов П.И., Степанов A.B., Тимофеев A.M., Иванов В.А. Исследование теплофизических характеристик Нерюнгринских углей. // Проблемы региональной технической политики в зоне БАМ. -Новосибирск: ИГ'Д. - 1977. - С. 97-104.- 0,5/0,12 п.л.

23. Слепцов А.Е., Иванов В,А., Тимофеев A.M. Исследование теплофизических характеристик мерзлых горных пород россыпных месторождений Якутии.// Проблемы горного дела Севера (бюлл. научно-техн. инф.).- Якутск: ЯФ СО АН СССР. - 1981(авг.). - С.19-23.- 0,31/0,10 п.л.

24. Филиппов П.И., Степанов А.В, Иванов В.А.. Тимофеев A.M., Пермяков ПЛ. Установка и метод для определения коэффициента диффузии дисперсных сред при фазовых превращениях. // III Всесоюзное совещание по низкотемпературным измерениям и их метрологическому обеспечению: тез. докл. - Москва: ВНИИФТРИ. - 1982. - С. 64-65,- 0,12/0,02 п.л.

25. Иванов В.А., Коваленко H.A. Исследование теплопроводности композиций на основе политетрафторэтилена. // Материалы и конструкции для техники Севера. - Якутск: ЯФ СО АН СССР. -1984. - С.41-45 - 0,31/0,16 п.л.

26. Иванов В.А., Степанов А.В, Тимофеев A.M. Автоматизированная установка для комплексного измерения теплофизических свойств и количества незамерзшей воды в протаивающих дисперсных средах // Т ез. докл. всесоюзн. конф. «Методы и средства теплофизических измерений». -М. - 1987. - С. 85 - 90.-0,37/0,12 пл.

27. Иванов В.А., Степанов А.В, Тимофеев A.M. Исследование теплофизических характеристик полимерных нагревательных элементов. // Тез. докл. VIII Всесоюзн. конф. по теплофизическим свойствам веществ. Ч.Н. - Новосибирск. - 1988. - С.74-76 - 0,19/0,05 п.л.

28. Степанов А.В, Иванов В.А., Тимофеев A.M., Федорова Г.Д. Фазовый переход раствора NaN03 в бетонах при отрицательных температурах. Теплофизические свойства веществ. // Тез. докл. VIII Всесоюзн. конф. Ч.Н.-Новосибирск. - 1988.-С.209-210.-0,12/0,03 п.л.

29. Иванов В.А., Степанов А.В, Тимофеев A.M. Автоматизация измерителей теплоемкости ИТ-С-400 и теплопроводности ИТ-Х-400 компьютерно-измерительной системой «АКСАМИТ». // Тез. докл. V Всесоюзн. научно-техн. конф. «Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах». 4.1. - Хабаровск: Дальстандарт. - 1988. - С. 87-90,- 0,25/0,08 пл.

30. Иванов В.А., Степанов А.В, Тимофеев A.M., Бурцев С.С. Теплопроводность керамзитополистиролбетонов. /7 Тез. докл. V Всесоюзн.

научно-техн. конф. «Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах». 4.1. - Хабаровск: Дальстандарт. -1988,- С.68-69,- 0,19/0,05 п.л.

31. Иванов В.А. Степанов А.В, Тимофеев A.M., Бурцев С.С. Фазовый состав поровой влаги в бетонах с противоморозной добавкой. // Тез. докл. V Всесоюзн. научно-техн. конф. «Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах». 4.1. - Хабаровск: Дальстандарт. - 1988. - С.69-70,- 0,12/0,03 п.л.

32. Иванов В.А. Тимофеев A.M., Степанов A.B. Теплофизические свойства протаивающих влажных дисперсных сред. // Тез. докл. II Всесоюзн. совещ. «Метастаб. фаз. сос.-теплофизические свойства и кинетика релаксации». -Свердловск. - 1989- 0,06/0,02 п.л.

33. Иванов В.А., Мунхалова J1.A., Пермяков П.П., Романов П.Г., Степанов А.В, Тимофеев A.M. Тепловлагосолевой режим мерзлотного грунта при осеннем влагозарядковом поливе. 7 Условия и процессы криогенной миграции вещества. - Якутск: ИМ СО АН СССР. - 1989. - С.24-36,-0,81/0,14 п.л.

34. Иванов В.А., Тимофеев A.M., Степанов A.B. Экспериментальное измерение и расчет теплопроводности керамзитополистиролбетонов. // Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов: тез. докл. всесоюзн. конф. - Алма-Ата. - 1990. - С.23.- 0,06/0,02 п.л.

35. Иванов В.А., Степанов A.B. Тимофеев A.M. Автоматизированная установка для определения количества незамерзшей воды в засоленных грунтах, управляемая микроЭВМ. // Климат. Почва. Мерзлота. -Новосибирск: Наука. - 1991. С. 111-114.- 0,25/0,08 пл.

36. Stepanov A.V., Kravsova O.N., Timofeev A.M., lvanov V.A. Influence of cyclic freezing-thawing on heat- and mass exchange properties of concrete. // International conference on development and commercial utilization of technologies in Polar regions. - Lutea, Sweden. -1994. - P. 125—136 — 0,76/0,19 п.л.

37. Иванов B.A., Степанов A.B, Тимофеев A.M.. - Экспериментальное измерение и расчет теплопроводности керамзитополистиролбетонов. Ч Инженерно-физический журнал. - 1998. - Т.71. - №4. - С.730-733.-0,25/0,08 п.л.

38. Иванов В.А. Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов. // Авторсф. дис. ... канд. тех. наук. - СПб. - 2000. - 20 е.- 1,25/1,25 п.л.

39. Петрова H.H., Иванов В.А., Гаврилов А.Г. Влияние порошков меди и железа на свойства алмазосодержащих материалов на основе эбонита. О природе трения твердых тел. // Тез. докл. международн. симп. - Гомель: ИММС НАНБ.-2002. С. 100-101.-0,125/0,04 п.л.

40. Петров З.Е., Иванов В.А. Способ подключения тензометрической системы СИИТ-2 к персональному компьютеру. // «Космо- и геофизические явления и их математические модели». Всерос. конф., посвящ. 80-летию

проф. А.И. Кузьмина: тез. докл. - Якутск. - 2002. - С. 123-125 - 0,19/0,09 п.л.

41. Алексеев A.A. , Большее К.Н., Левин А.И., Сыромятникова A.C., Иванов В.А., Негров З.Е. Низкотемпературные натурные испытания сосудов высокого давления: // Тез. Десятой Всерос. научн, конф. студентов-физиков и молодых ученых: Г. 2. - Екатеринбург-Красноярск: АСФ России. - 2004,- С.1155-1156.- 0,12/0,02 п.л.

42. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. и др. (21) Исследование многофазного переноса тепла и массы в пористых материалах в условиях Севера. ИФТПС СО РАН- Якутск. - 2006. - 107с. //Деп. в ВИНИТИ 27.08.08, № 729-В2008.-6,69/0,32 п.л.

43. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. и др. (16) Трансформация энергии и вещества с фазовыми переходами в дисперсных средах и инженерных сооружениях с учетом техногенных воздействий. ИФТПС СО РАН,- Якутск. - 2009. -97с. // Деп. в ВИНИТИ 06.02.2009, № 66-В2009. -6,06/0,4 п.л.

44. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. и др. (16) Кристаллизация поровой воды и растворов и ее влияние на трансформации тепловой энергии и массы в многокомпонентных системах. ИФТПС СО РАН. -Якутск. - 2009. -86с. // Деп. в ВИНИТИ 06.02.2009, № 67-В2009,- 5,37/0,33 п.л.

45. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. и др. (16) Математическое моделирование процессов тепломассопереноса при кристаллизации порового раствора и массы в многокомпонентных системах. ИФТПС СО РАН. - Якутск. - 2009. - 47 с. // Деп. в ВИНИТИ 06.02.2009, № 68-В2009,-2,94/0,18 пл.

46. Каминский В.В., Соловьев С.М., Степанов H.H., Володин Н.М., Молодых A.A., Иванов В.А. Особенности свойств полупроводниковых тензо- и барорезисторов на основе сульфида самария. //VI Международная научн. конф. «Прочность и разрушение материалов и конструкций»: матер, конф. - Оренбург. -2010. - С. 261-269.- 0.56/0,09 п.л.

47. Каминский В.В., Иванов В.А., Большее К.Н., Алексеев A.A. Методиха исследования ветвления трещины при низкотемпературных натурных испытаниях. //VI Международная научн. конф. «Прочность и разрушение материалов и конструкций»: матер, конф. - Оренбург. - 2010. - С. 257261,- 0,31/0,08 пл.

48. Большее K.M., Иванов В.А. Практическая реализация систем автоматизации теплофизических измерений. //Международная научно-техн. конф. «Современные методы и средства исследований теплофизических свойст в веществ»: матер, конф. - СПб. - 2010. - С. 246256. ISBN 978-589565-222-0.-0,69/0,34 пл.

49. Иванов В.А., Большее К.Н., Каминский В.В. Автоматизация теплофизических измерений на примере работ лаборатории теплофизики ИФТПС СО РАН // (I Международная научио-тсхнической конференции

«Современные мегоды и сродства исследования теплофизических свойств вещссгв» 27-30 ноября 2012 года, пленарный доклад: матер, конф. Санкт-Петербург, Россия. - СПб. - 2012.-С. 27-29. IBSN 5-7577-0422-2 . - 0,19/0,06 пл.

50. Большев К.Н., Иванов В.А., Каминский В.В., Соловьев С.М., Степанов A.A. Измерение давления барорезисторами на основе SmS во льду, в воде и в мерзлом фунте. // Труды IX Международной научно-технической конференции «Методы и средства измерения физических величин» -«Температура-2012» 25-28 сентября 2012 года, Львов, Украина: матер, конф. - Львов. -2012.-С. 175-182.-0,5/0,1 п.л.

51. Малышев A.B., Большев К.П., Иванов В.А., Степанов A.A. Автоматизация измерения теплопроводности методом двухточечного зондирования. // VI Евразийский международный симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. Секция «Тепломассоперенос и термомеханика дисперсных сред». - Якутск. - 2013.

- С. 195-199. Электронный вариант. Печатается при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-08-06041 г). № гос. регистрации 0321304634. - 0,31/0,08 п.л.

52. Каржавип A.B., Каржавин В.А.; Иванов В.А. Возможности кабельных микротермопар. // VI Евразийский международный симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. Секция «Тепломассоперенос и термомеханика дисперсных сред».

- Якутск. - 2013. - С. 224-228. Электронный вариант. Печатается при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-08-06041 г). № гос. регистрации 0321304634. - 0,31/0,10 п.л.

53. Большев К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A., Каминский В.В. Применение компьютерных технологий в автоматизации экспериментальных исследований и промышленных процессов. // VIII Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» г. Киев. 2013 Секция 5. «Мониторинг, диагностика, контроль и автоматизация объектов теплоэнергетики». -Киев.-2013.-С. 26-28.-0,19/0,05 п.л.

54. Большев К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A., Камински.т В.В., Петров З.Е. Стенд натурных испытаний магистральных труб и сосудов высокого давления. // VIII Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» г. Киев. 2013. Секция 5. «Мониторинг, диагностика, контроль и автоматизация объектов теплоэнергетики». — Киев. - 2013. - С. 28-30.-0,19/0,04 п.л.

55. Большев К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A. Применение информационных технологий в автоматизации натурных измерений и промышленных инженерных задачах. // Промышленная теплотехника. - Киев, Украина -2013. -Т.35. - №7. - С. 160-169.-0,62/0,21 пл.

56. Большев К.Н., Иванов В.А., Степанов A.A., Каминский В.В., Петров З.Е. Натурные испытания магистральных труб и сосудов высокого давления. //

Промышленная теплотехника. - Киев, Украина- 2014.-Т.36. - №1.-С. 80-90.-0,69/0,14 пл.

57. Bolshev К. N., Ivanov V. A., Lebedev М. P., Stepanov A.A.,Timofeev А. М. The results of the temperature field monitoring at the foundation of "Triumph" stadium in Yakutsk, Russia. - // Journal of Engineering of Heilongjiang University. China. - 2014. - V. 5,- № 3. - P. 266-269.-0,25/0,05 пл.

58. Bolshev K. N., Ivanov V. A., Kaminskii V. V., Lebedev M. P., Stepanov A.A. Application of the samarium monosulfide based baroresistors for measuring pressure at ground freezing. // Journal of Engineering of Heilongjiang University. China. - 2014. -V. 5,- №3. -P. 199-201 .-0,19/0,04 пл.

59. Иванов B.A., Большее K.H., Степанов А.А., Андреев А.С. Разработка методики экспериментального определения скорости распространения и ветвления трещины при динамическом разрушении материалов в условиях низких температур. //X Межд. научно-практическая конф. «Передовые научные разработки - 2014». - Чехия, Прага. - 2014. - С. 3-6.- 0,25/0,08 пл.

15-

" 868 6

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении

«Университетские телекоммуникации»

197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14

Тел. (812) 233 46 69.

Объем 2,0 у.п.л. Тираж 100 экз.

2015674796

2015674796