Е и андреев основы естественной энергетики: Основы естественной энергетики – скачать pdf

Андреев Е. И., Смирнов А. П., Шумков А. А. Россия

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ИЛИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Андреев Е.И., Смирнов А.П., Шумков А.А. Россия

Бережнев Ю.А., Устименко Д.А., Лукьянчиков Н. И. Украина

Международный Клуб Ученых. Россия, Санкт-Петербург,

/mku E-mail science@

ТОПЛИВА 1. Представление о естественной энергетике

Природа обходится без использования органического или ядерного топ­лива, расходуемого в традиционной энергетике. Затраты энергии на образова­ние всего нового в природе и поддержание его функционирования обеспечи­ваются энергообменом с окружающей средой путем перетока мелких положи­тельно заряженных частиц-электрино, открытых в 1982 году, находящихся по­всеместно в виде электринного газа, более известного под названием эфир.

Та­кая, природная, энергетика называется естественной.

Традиционно считают, что горит топливо, которое наделено свыше дан­ным свойством – теплотворной способностью топлива. По ней делают расчет мощности тепловыделения при горении и взрыве (быстром горении). Со времен Лавуазье (1773г.) горение отождествляют с химической реакцией окисления топ­лива. Из этих посылок следуют и соответствующие методы оптимизации процес­сов горения, как по экономии топлива, так и по экологии, связанной с вредностью продуктов горения.

Для оптимизации применяют различные катализаторы, топливораспыливающие устройства, регуляторы соотношения топливо – воздух, присадки к топли­ву и т. п. Все эти меры позволяют экономить до 5 … 1 0% топлива, что соизмеримо с погрешностью измерений. Снижается и содержание вредности в продуктах сго­рания, за исключением углекислого газа, а также теплоты уходящих газов – до 60. . .70% и более от теплотворной способности топлива.

Однако известно, что окислитель – чистый кислород взрывается в присутст­вии следов углеводородов (топливо, смазочное масло, органические проклад­ки…). Огромная мощность взрыва никак не соответствует теплотворной способ­ности тех микрограммов «следов», например масла, которые этот взрыв вызвали.

Более того, кислород взрывается вообще при отсутствии углеводородов, напри­мер, от резкого удара, взрыва ВВ, облучения и т.п. Эти факты показывают, что горит не топливо, а окислитель – кислород, а топливо как бы и вообще не нужно.

В соответствии с изложенными фактами и известными физическими явле­ниями разработан механизм горения. Кратко, он состоит в том, что в плазме (пла­мени) имеющий отрицательный заряд электрон электродинамически взаимодей­ствует с положительным ионом (атомом) кислорода, вырывая с его поверхности мелкие положительно заряженные частицы. Вылетая с большой скоростью эти частицы отдают кинетическую энергию плазме, нагревая ее, и удаляются в виде фотонов света.

За счет убывших частиц атом кислорода приобретает дефект (не­достаток, дефицит) массы, которая составляет примерно одну миллионную долю процента. Столь незначительная убыль позволяет сохранить кислороду свои хими­ческие свойства и восполняется в природных условиях. Как видно, согласно со­временным нетрадиционным представлениям обычное горение является атомным процессом частичного распада (расщепления) кислорода. Топливо при горении яв­ляется донором (поставщиком) свободных электронов в плазму. По окончании процесса энерговыделения исходные продукты, образовавшие плазму, превраща­ются в продукты горения – окислы. Таким образом, окисление является не причи­ной и сутью процесса горения топлива, а его следствием.

Из физического механизма горения следуют, кроме указанных выше, дру­гие меры оптимизации, позволяющие выполнить разрушение (катализ – по-гречески) молекул кислорода на атомы и свободные электроны. Это достигается обработкой воздуха магнитным, электрическим и световым потоками. Разработа­ны и опробованы несколько типов приборов для этой цели, которые вместе со способом горения запатентованы. Оптимизаторы позволяют снизить расход топ­лива, например, в двигателях внутреннего сгорания, в два и более раз, а в перспек­тиве вообще отказаться от топлива (за счет свободных электронов кислорода). В таких автотермических («бестопливных») режимах горения в качестве атомного горючего целесообразно использовать общедоступные вещества – воздух и воду. При этом, как видно на примере обычного горения, экология не страдает. Более того, в связи с исключением топлива, в продуктах горения вовсе не будет вредных окислов.

Новая технология описанного выше щадящего процесса расщепления на элементарные частицы с выделением энергии, запасенной природой и аккуму­лированной в веществе, названа фазовым переходом высшего рода (ФПВР).

Другой новой энергетической технологией является использование коле­баний атомов. Колебание атомов, молекул и их агрегатов в газах, жидкостях и твердых телах поддерживается эфиром путем перетока электрино из окружаю­щего пространства и является неиссякаемым источником энергии. Примером применения этой технологии может служить так называемая вечная лампочка Кушелева, созданная реально в 2002 году. В ней собственные колебания сапфи­ровых сфер приведены в резонанс с колебаниями атомов кристаллической ре­шетки, которые задействованы как естественные задатчики частоты. Такие лам­почки были в древнем Египте. Так что всякое новое – это повторение утрачен­ного старого. Лампочка Кушелева – высшее достижение в естественной энерге­тике.

Кориолисово самовращение – также источник даровой энергии. После раскрутки какого-либо ротора, с движением среды по радиусу к оси вращения, до уравнивания силы трения с силой Кориолиса, последняя, действуя в сторону вращения, продолжает раскрутку до оборотов, равновесных нагрузке. Природ­ным примером является смерч, в котором движущей силой течения воздуха в радиальном направлении служит разность атмосферного давления и меньшего давления на оси вращения. Последним техническим достижением в этой энер­гетической технологии является создание вихревого двигателя Потапова, ре­альные испытания которого в автономном режиме (без топлива) производились в составе электростанции мощностью 50 кВт.

Разгон звуковых и ударных волн

– в газах, жидкостях, твердых телах и в эфире (электринном газе) происходит за счет природной энергии колебаний их атомов и молекул. Самым простым примером получения даровой избыточной энергии

являются обычные сходящиеся насадки (конические, коноидальные, ступенчатые, брандспойты …).

Последние исследования Л.С. Котоусова (ЖТФ, 2005) показали, что в них на выходе струи, например, воды происходит увели­чение полного напора и мощности в 2…4 и даже в 10 раз. Интерес представляет также насадок Шестеренко для прокачивания воздуха, работающий вообще ав­тономно после пуска от внешнего компрессора. Насадок Шестеренко использо­вался реально, например, для очистки днища кораблей в г. Николаеве.

Резонанс собственных и вынужденных частот колеблющихся объектов позволяет увеличить амплитуду энергообмена и осуществить накачку энергии из окружающей среды в виде потока электрино (эфира) за счет разности потен­циалов (концентрации) вне и внутри объекта (в точках перехода амплитуды че­рез ноль).

Историческим примером может служить разрушение Египетского моста в Санкт-Петербурге при ритмичном (в ногу) проходе через него конни­цы. Имеется также опыт создания виброрезонансных энергетических техноло­гий (ВРТ) непосредственно для получения энергии, например, в вибродвигате­ле В. И. Богомолова с избыточной мощностью, в 100 раз превышающей затра­ченную на привод задатчика колебаний.

Кавитация как резонанс частоты колебаний молекул жидкости с часто­той колебаний пузырьков пара в ней в режиме предюшения является источни­ком и новой технологией получения природной избыточной мощности, пре­имущественно, в виде тепловой энергии. Большое распространение получили вихревые, гидравлические и другие типы теплогенераторов, в которых достиг­нуты большие значения коэффициентов избыточной мощности: от 2… 10 (По­тапов, Кладов …) до 20… 100 (Канарёв, Колдамасов…).

Магнит – является вечным источником природной энергии.

Электрет – тоже источник природной энергии как электрический аналог магнита.

Их использование в энергоустановках позволяет получить энергию без органического и ядерного топлива. Полностью естественной энергетике посвя­щена книга I1I

2. Представление о технических решениях

для производства электроэнергии

2.1. Двигатели внутреннего и внешнего сгорания.

Карбюраторные, эжекторные и дизельные ДВС, двигатели Стерлинга и двигатели других типов могут быть переведены на воздушный бестопливный цикл путем их оснащения соответствующими приборами без изменения конструк­ции ДВС. Эта работа является перспективной, так как в настоящее время промыш­ленность выпускает 2,5 миллиона ДВС в год, а в эксплуатации одновременно на­ходятся более 10 миллионов ДВС. Перевод их на воздушный бестопливный цикл позволит улучшить эффективность использования и экологическую обстановку на Земле в целом.

2. 2. Газотурбинные установки (ГТУ).

Поскольку камеры сгорания ДВС по принципу не отличаются от камер сгорания ГТУ, то последние также могут быть переведены на воздушный бестоп-ливный цикл. При этом следует отметить особую возможность существенного увеличения дальности полета самолетов в связи с исключением необходимости в дозаправках топливом и уменьшением полетного веса на величину веса топлива.

2.3. Котельные установки.

Горелки и камеры сгорания котлоагрегатов на теплоэлектростанциях и отопительных котельных также могут быть переоборудованы на воздушный бес­топливный цикл как ДВС и ГТУ.

Тысячи котельных перестанут загрязнять атмосферу и нуждаться в топливе. Люди получат свет и тепло бесперебойно в нужном количестве в любых, в том числе, в самых отдаленных районах.

2.4. От персональных компьютеров и транспортных средств –к персональным энергоустановкам.

С переводом энергетики на воздушный или другой бестопливный цикл по­является возможность создания персональных энергетических бестопливных ма­шин (ЭВМ). Действительно, ЭВМ разработаны и существуют давно, но только с появлением персональных ЭВМ началось их широкое и массовое распростране6 ние в мире. Отсутствие необходимости в топливе и повсеместная доступность

воздуха создает необходимые условия для изготовления персональных ЭВМ для дома, для семьи, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию. Отпадает необходимость в сложных и дорогостоящих электро- и теплосетях, других соору­жениях.

2.5. Как быть с ядерной энергетикой?

Экологическая опасность традиционной ядерной энергетики не вызывает никакого сомнения. Поэтому ее нужно «сворачивать» как можно скорее, пока не поздно. Именно чрезмерный распад традиционного ядерного топлива представ­ляет смертельную опасность для человечества. В естественной же энергетике пользуются только теми дарами (щадящий распад), которые нам милостиво раз­решает природа. Только тогда незначительный дефицит массы восполняется в природных условиях, и только тогда соблюдается экология.

Что касается термоядерной энергии, теория показывает, что энерговыделе­ние при синтезе вещества примерно на 20 порядков меньше, чем при его расщеп­лении на элементарные частицы. Выделяющаяся при синтезе энергия является энергией частичного расщепления атомов при их взаимном сближении и «склеи­вании» в молекулы продуктов реакции. То есть «энергии синтеза» вообще нет в природе.

2.6. Энергетика и оружие, ТЭК и ВПК.

Продавать другим странам орудия убийства людей – безнравственно. К то­му же проданное на сторону оружие может быть повернуто против самой страны -производителя и продавца. Наверно, лучше будет, если высокий промышлен­ный и научно-технический потенциал ВПК направить на скорейшее освоение и массовое распространение установок естественной энергетики. Эта «золотая жи­ла» не оставит без работы и дохода ни ТЭК, ни ВПК.

3. Технический прогресс и развитие мировой цивилизации

3.1. Социальные аспекты энергетики

В мире большое количество отдельных ученых, инженеров, специалистов различных отраслей, изобретателей, практиков, мелких и крупных предприятий и организаций локально решают тактические задачи совершенствования и развития энергетики.

Однако, отсутствие внятной теории и кризис классической физики до сего времени не позволили добиться успеха в этом деле. Медленно, но неуклонно и все быстрее ощущается приближение энергетического кризиса, в основе которого ле­жит топливная проблема Земли.

Топливная проблема Земли заключается в исчерпаемости запасов органиче­ского и ядерного топлива, а также – в отрицательном воздействии традиционной энергетики на природу и людей, плоть до возможности исчезновения цивилиза­ции.

3.2. Социальные последствия традиционной энергетики.

• Энергетический голод вследствие исчерпания запасов топлива.

• Природные катастрофы в связи с потеплением климата.

• Атомные аварии с радиоактивным заражением местности.

• Загрязнение атмосферы, изменение ее газового состава.

• Электромагнитные и радиоизлучения, убивающие живую и неживую
природу.

• Возможность исчезновения цивилизации.

• Централизованная энергетика уязвима для террористов и техногенных
катастроф.

В отличие от специалистов, совершенствующих частные вопросы традици­онной науки или усиливающих ее математизацию, нами на основе самых совре­менных представлений науки, в частности, гиперчастотной физики разработаны основы естественной энергетики, в которой используются природные процессы энергообмена без расходования органического и ядерного топлива в его обычном понимании. Успешно проведены широкомасштабные натурные опытно-конструкторские работы, в частности, на автомобильных двигателях, подтвер­дившие экологическую и экономическую эффективность новых энергетических технологий на базе естественной энергетики.

3.3. Социальные перспективы естественной энергетики.

• Исключение негативных последствий традиционной энергетики.

• Сохранение естественных природных условий.

• Заселение Севера и Антарктиды в связи с возможностью получения тепла и энергии на месте.

• Развитие новых видов транспорта.

• Появление новых видов информационной связи.

• Излечение болезней энергетическими методами.

• Трансмутация химических элементов, искусственное создание необходимых веществ.

• Искусственная пища, жилище, одежда.

• Сокращение и исключение войн/

• Приближение новой культурной цивилизации.

• Децентрализация энергетики и, в связи с этим, ее неуязвимость для террори­стов и катастроф.

Итак, с учетом современного состояния общества и энергетики на основе новых экономически и экологически эффективных технологий использования ес­тественных энергетических процессов природы, развертывания интенсивного промышленного освоения и производства установок естественной энергетики, объединенными, в том числе, международными, усилиями всего общества в тече­нии ближайших 20-30 лет необходимо и возможно практически решить топлив­ную проблему Земли.

Литература.

Андреев Е.И. «Основы естественной энергетики» – СПб, изд. «Невская жемчу­жина», 2004. – 584 с.

–

Андреев… – Энергосбережение и альтернативная энергетика

Андреев Е.И. Основы естественной энергетики. — СПб.: издательство «Невская жемчужина», 2004. — 584 с

13.1. Основные этапы разработки.
Первый этап /2/ – 1980… 1994 гг.: созданы теоретические основы новой гиперчастотной физики.
Второй этап – 1996…2000гг.: разработана концепция естественной энергетики как решения топливной проблемы Земли /1/.
Третий этап – 1999…2001гг.: практически осуществлены положения теории в технике: впервые двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работал без топлива (25 июля 2001 года, Санкт-Петербург).
На первом этапе окончательно установлен единственный механизм энерговыделения, который заключается в расщеплении вещества на элементарные частицы – фазовый переход высшего рода (ФПВР), включающий также и обычное горение топлива.
На втором этапе определена возможность частичного расщепления воздуха и воды для получения энергии (без топлива). При этом незначительный дефицит массы порядка
10-6 % не влияет на химические свойства вещества и восполняется в природных условиях. Все это позволяет создать экономически эффективную и экологически чистую естественную энергетику и решить топливную проблему Земли.
На третьем этапе разработаны технические решения и, впервые, практически получены режимы работы, в частности, карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, без топлива. Основные технологические операции процесса энерговыделения заключаются в том, что поступающий в двигатель воздух обрабатывается сначала магнитным или иным облучением для нейтрализации и ослабления межатомных связей. Затем уже в цилиндре ДВС воздух получает энерговозбуждающий импульс, например, электрический заряд, который окончательно разрушает молекулы воздуха, в том числе, азота. Атомы азота и кислорода в плазме испытывают. ФПВР с выделением энергии. При этом топливо (бензин) не потребляется.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 3
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. АККУМУЛИРОВАННАЯ ЭНЕРГИЯ 5
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ
ЕСТЕСТВЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ФИЗИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 21
МАЛЕНЬКИЙ ЭПИЛОГ 80
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ПРОЦЕССЫ И УСТАНОВКИ
ЕСТЕСТВЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
ЭПИЛОГ 144
ЛИТЕРАТУРА 170
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ 173
ВВЕДЕНИЕ 174
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 177
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ЭНЕРГОУСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩИЕ НА СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ 201
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИКИ 247
ЛИТЕРАТУРА 304
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. РЕАЛИЗАЦИЯ ИДЕЙ 309
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ЭВОЛЮЦИЯ НОВЫХ ВЗГЛЯДОВ
В ФИЗИКЕ И ЭНЕРГЕТИКЕ 313
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ИДЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ 375
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 428
ЛИТЕРАТУРА: 430
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ГОРЕНИЕ 431
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ГОРЕНИЕ ЭФИРА 433
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ГОРЕНИЕ ВОЗДУХА 471
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ГОРЕНИЕ ВОДЫ 513
ВВЕДЕНИЕ 514
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ. ГОРЕНИЕ ДУШИ 535
ПОСТСКРИПТУМ 565
ЛИТЕРАТУРА 572

Скачать книгу можно по ссылке: http://www.fayloobmennik.net/2679710

Бензин – не энергоноситель.

– учёные прошлых времён стремились к истине; затем были жаждущие славы; нынешние учёные жаждут окладов — ЖЖЕсть такая весёлая фраза в одной книге. И далее: «А поскольку кроме воздуха и бензина в двигателе ничего нет, то энергоносителем является воздух».

Когда мой высокопоставленный тёзка сказал чиновникам «еще неизвестно, где через соответствующий период времени мы окажемся с нашими углеводородами», я не думал, что его фигуру речи надо воспринимать так буквально и скоропостижно.
Я тут вспомнил про книгу, которую скачал полтора года назад, начал читать, но потом замотался и забыл про неё:

Андреев Е.И. Основы естественной энергетики. – СПб.: издательство «Невская жемчужина», 2004. – 584 с
(в pdf есть, например, тут, или тут, и ещё много где).

Книга очень объёмная, и основной упор в ней делается на принципиально другой подход к рассмотрению процессов горения, когда энергоноситель – кислород, а топливо является лишь поставщиком электронов для горения. Идея в чём-то аналогична процессу взрыва кислородного баллона (если при сварке вдруг загорается кислородный шланг и догорает до редуктора на баллоне), только эта идеология направлена в «мирное русло». В итоге даже модифицировали и перенастроили двигатель в «Жигулях», чтобы они ездили почти на одном воздухе (на переобеднённой смеси), потребляя лишь ничтожное количество топлива.
Теория в начале книги занимает 80 страниц, и понять её с высшим техническим образованием вполне можно, но надо хорошо покурить. Чтобы не ломать свой мозг, можно это пропустить и изучать книгу дальше – её ценность в том, что собрано огромное количество материала о разных «чудесах» в энергетическом смысле, и не только про горение.
Я сделал небольшой дайджест из этой книги, кого заинтересует тематика – можно будет изучать оригинал. Тем более, что там нормальный текст, а не скан:

  А. Чернетский /13/ проводил опыты на обычном трансформаторе без изменения его конструкции, но с включением в контур конденсаторов и разрядника. При этом удалось получить избыточную электрическую мощность в 10…15 раз выше первичной, затраченной. В одном случае вследствие обратного тока вышел из строя трансформатор на промышленной подстанции.
  В Оренбурге на одном из предприятий были переоборудованы серийные трехфазные трансформаторы ТМ-40 10/0,4 кВ так, что стали потреблять из сети в 10 раз меньше электроэнергии при той же, номинальной (40 кВт), мощности, выдаваемой потребителю /14/. Вторичные обмотки были сняты и заменены на пластинчатые спиральные, состоящие из трех частей пластинчатых спиралей, соединенных последовательно по три на каждой фазе. Общее количество витков алюминиевой пластины шириной 120 мм и толщиной 0,3 мм и сечение было таким же, как у проводов вторичной обмотки (соответственно: 106 витков и 32 мм²). Можно применять также медную, латунную ленту. Размер ленты и количество частей обмотки на фазе были подобраны не сразу, а с третьей попытки экспериментально.

  […]
  При включении в электросеть электродвигателя (индуктивность) и специально подобранных конденсаторов (емкость) Мельниченко /15/ удавалось получить в 10…15 раз большую мощность на валу двигателя, чем потребляемую из сети. Были исследованы много типов двигателей, выдававших избыточную мощность.

  […]
  Ярмо трансформатора – генератора выполнено из постоянного магнитного материала в виде ярма для трехфазного трансформатора. На крайние сердечники намотаны силовые катушки (обмотки). Из среднего сердечника постоянный магнитный поток разветвляется влево и вправо по магнитопроводам ярма, включая крайние сердечники, и замыкается снова на средний. Слева и справа от среднего сердечника на магнитопроводы намотаны катушки управления. Переключая их поочередно создают магнитный противоток основному потоку, ударную магнитную волну с частотой 87,5 кГц, которая взаимодействует с электринным газом окружающей среды и обеспечивает их переток в силовые обмотки, то есть подкачку энергии извне. Генератор работает автономно. К серийному выпуску по заявлению Бердена подготовлен генератор мощностью 2,5 кВт.

  […]
  Вечная лампочка А.Ю.Кушелева с двенадцатью сферами-резонаторами из сапфира диаметром каждая 8 мм, эквивалентная электролампочке накаливания мощностью 185 Вт (2002 год).
  Систему из 12-ти резонаторов (по четыре «крест-накрест»), соединенных проводящими шевронами, А.Кушелев раскачивает с помощью лампы бегущей волны до частоты 34…36 ГГц, когда их собственная частота начинает совпадать с частотой колебаний атомов. Система вспыхивает как лампочка в оптическом диапазоне частот перетока электрино, после отключения лампы бегущей волны не требуя энергии извне на свое свечение, так как энергия потребляется из окружающей среды в режиме резонанса, а задатчиком колебаний являются атомы кристаллической решетки сапфира. Сам набор 12-ти сфер является набором соединенных электрически резонаторов со сдвигом фаз между ними на 90°. Диаметр сфер подбирается эмпирически так, чтобы собственная частота лучше соответствовала частоте атомов.
  Американцы тоже зажигали лампочку из двух сфер диаметром 2 мм, даже раньше А.Кушелева, но она не была вечной. Для равномерности колебаний всего объема и поверхности сферы требуется ее прецезионное изготовление и изотропность свойств. Раз зажженные и негаснущие лампочки А.Кушелева могут храниться в стеклянных или в металлических (для экранирования СВЧ излучения) банках.

  […]
  Чем полнее резонанс частоты собственных колебаний энергоустройства с частотой задатчика (атома), тем выше амплитуда потока электрино и меньше энергозатраты на привод задатчика, вплоть до их исключения при полном резонансе. Этим, например, воспользовался Кушелев, который зажег вечную лампочку /3/. Соломянный Р.Е. токами высокой частоты возбудил колебания пьезокристалла до состояния резонанса с собственными атомами, что позволило обеспечить длительную работу энергоустройста как источника электрической энергии, непосредственно снятой с пьезокристалла /18/. Мощность была невелика 30 Вт, но она была постоянной в течение трех месяцев. В дальнейшем при увеличении частоты в исследовательских целях пьезокристалл разрушился. Отмечалось влияние токов высокой частоты вокруг энергоустановки.

  […]
  При работе трансформаторов, генераторов, двигателей в электросети с промышленной частотой 50 Гц, выдающих потребителю избыточную мощность, на синусоиду промышленного тока (напряжения) должна накладываться высокочастотная составляющая тока (напряжения) подкачки энергии из окружающей среды. Влияние этих излучений на людей и технику не изучено. Поэтому к таким опытам следует относиться с осторожностью, в перспективе необходимо изучить процессы и разработать меры безопасности при эксплуатации указанных электроустановок.

  […]
  Энергоустановки, работающие на свободной энергии (окружающего пространства), – это пока экзотика, в том смысле, что даже те, которые реально работают (установки Серла, Флойда; вечные лампочки Кушелева и другие) – не прошли всесторонней проверки, в первую очередь, экологических свойств, в результате не только научных исследований, но и, в основном, в результате многолетней эксплуатации как автомобили и теплогенераторы. К примеру, двигатели и электрогенераторы Серла известны уже, как реально работающие, более полувека, но к использованию непригодны по вредным воздействиям на человека и окружающую среду.

А это похоже на конструкции Виктора Шаубергера, который делал это гораздо раньше товарища Клема:

  Примером гидравлического самовращения является мотор Клема /32/. Клем заметил, что насос, перекачивающий жидкий асфальт, после его отключения от электросети продолжает работать еще некоторое время – до 30 минут. Это наблюдение привело к изобретению (патент США 3697190, 1972 г.). В результате сделанных преобразований мощность мотора достигла 350 лошадиных сил (260 кВт) при весе 200 фунтов (90 кг). По свидетельствам очевидцев Клем сам ездил на машине со своим двигателем. Он заявлял, что машина не требует топлива. Необходимо было менять в моторе масло каждые 150 тысяч миль. Единственным традиционным источником электропитания была 12-вольтовая батарея.
  Мотор имеет одну движущуюся часть: вертикальный конический ротор с полым валом для циркуляции масла внутри него. В конусе, расширяющемся к низу, вырезаны спиралевидные желобки в виде прямоугольной резьбы, проходящие вокруг него по всей высоте. По мере увеличения диаметра конуса глубина желобков уменьшается. Между ротором и корпусом мотора имеется зазор, который регулируется осевым подъемом ротора на минимальный размер для предотвращения обратного перетока масла вверх по зазору под действием развиваемого давления. Позже на выходе из желобков были добавлены сопла.
  При пуске ротор раскручивается стартовым масляным насосом. … Достигнув определенной скорости вращения, конус становится независимым от стартерного насоса и начинает работать самостоятельно и как насос и как мотор. При этом забор масла осуществляется через полный вал, который нижним концом опущен под уровень масла в емкости. При рабочей скорости вращения 1800-2300 об/мин жидкость нагревается до 300 F (250°С) – именно поэтому использовалось растительное масло вместо воды, которая при этом закипает. Масло охлаждается в теплообменнике, то есть мотор может работать и как теплогенератор.

Это ближе к теме горения:

  Такие экспериментальные работы проводил, например, Козлов В.Г. в конце 90-х гг. ХХ века /27/. Так называемую легкую воду получали последовательными операциями, например, сначала – как «живую» воду (щелочную, отрицательно заряженную) при электролизе через полупроницаемую мембрану, скапливающуюся на положительном электроде (катоде). Затем эту воду, разлитую тонким слоем, подвергали ультрафиолетовому излучению (катализ) и, далее, банку с водой помещали в три стеклянных сосуда с обычной водой (один в другом) для экранирования от внешних воздействий, в том числе, от действия геомагнитного поля. В сосуде вода выдерживалась некоторое время и окончательно приобретала свойства легкой воды. […]
  Легкая вода горит на открытом воздухе, и после всего сказанного это не кажется необычным. При ее поджигании (спичкой, как и углеводородного топлива) происходит отсоединение электронов с положительными ионами.
  На автомобиле «Жигули» ездили на легкой воде вместо топлива.

  […]
  В настоящее время виброрезонансные устройства применяются, например, для тонкого смешивания разных жидкостей, которое дает фактически новую молекулу нового вещества. Так, смешивание бензина с водой дает новое топливо, которое не расслаивается и обладает той же теплотворной способностью, что и бензин.
  […]
  Обе машины прошли опытно-промышленные испытания и на практике показали свои преимущества по сравнению с существующими агрегатами. Что до эмульсии, то она не расслаивалась в связи со смешением на молекулярном уровне, а ее теплотворная способность при смешивании 50% бензина и 50% воды равнялась теплотворной способности бензина. Продолжатель дела Нетеса Ю.Д. на этой основе создает диспергаторы и кавитаторы, в том числе, для кавитационного теплогенератора с коэффициентом избыточной мощности не менее 10. Устройство кавитатора описано в первой книге на стр.93-94. Оно не сложно и представляет шток с несколькими плоскими поршнями, размещенный в цилиндре с плоскими перегородками, имеющими отверстия для перетока среды, и подключенный к приводу.

А это уже про работу автора книги, когда модифицировали двигатель и сделали чудо-Жигули, которые ездят на воздухе:

  В последние пять лет появились реально работающие энергоустановки с ФПВР, в которых происходит частичное расщепление воздуха или воды. Так в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) был получен режим работы, при котором расход топлива (бензина) уменьшается до 5…6 раз, и соответственно возрастает мощность. В составе выхлопных газов ДВС обнаружено повышенное содержание водяного пара, углерод в виде мелкого графита, кислород, и пониженное содержание азота и углекислого газа /1/.
  Поскольку в воздухе, идущем на горение в ДВС, кроме кислорода и азота ничего нет, то снижение расхода органического топлива происходит за счет вовлечения в горение азота, на что указывает снижение содержания азота в выхлопных газах. Для этого необходимо каким-либо инициирующим воздействием разрушить молекулу азота хотя бы на атомы или более мелкие фрагменты. Это достигается электрическим разрядом, магнитным потоком, взрывом и другими средствами, на которые энергии затрачивается на несколько порядков меньше, чем её получается в ФПВР. Причем такой азотный режим работы и горения идет с окислением до H₂O, а не до CO₂, что энергетически и экологически более эффективно.
  […]
  Разработка теории /1, 2/ заняла семь лет, практическая работа, в первую очередь, на карбюраторных автомобильных двигателях, – еще три года. Впервые бестопливный режим работы двигателя (на холостом ходу) был получен 25 июля 2001 года. Понадобилось еще более одного года, чтобы 25 августа 2002 года на автомобиле ВАЗ-2106 был получен бестопливный режим самогорения воздуха в цилиндрах двигателя при движении автомобиля с нагрузкой и скоростью 120 км/час. Расход топлива определялся оперативно с помощью серийно выпускаемого штатного путевого компьютера и датчика расхода топлива, установленных непосредственно в автомобиле. Показания расхода топлива датчиком и компьютером контролировались периодически объемным способом…
  На основных режимах движения автомобиля:
  – со скоростью 60…70 км/ч и числом оборотов двигателя 2000…2500 об/мин.;
  – со скоростью более 70 км/ч и числом оборотов двигателя более 3500 об/мин.;
  – а также на холостом ходу с числом оборотов двигателя 200..1500 об/мин.
расход топлива отсутствовал совсем, был нулевым. При пуске и прогреве двигателя, а также – на переходных режимах и перегазовках имел место кратковременный расход топлива такой, что в среднем при общем пробеге более 7000 км он составил 1.0…1.5л/100км пути. Режим бестопливного горения обеспечивался обработкой воздуха и настройкой карбюратора на бедную смесь без каких-либо изменений конструкции двигателя.
  […]
  То, что горит не топливо, а кислород, было ясно достаточно давно /1/. Этому способствовали следующие факты: взрыв воздуха в фокусе лазерного луча; взрыв чистого кислорода при наличии только следов углеводородов; электрический разряд (искра, плазма, шаровая молния – это тоже горит воздух). Но впервые роль топлива как донора электронов была установлена Д.Х.Базиевым /5/. Еще раз было подтверждено, что горит не топливо, а, в первую очередь, кислород воздуха. Но если горит не топливо, то можно от него избавиться?! Был разработан способ исключения топлива как компонента горения путем использования электронов связи самого воздуха. В этом и была главная задумка автотермии – самогорения воздуха, чего Базиев в своих книгах /5-7/ не заметил, прошел мимо бестопливного горения. Впервые разработки по бестопливному горению были опубликованы в /1/ и встречены Базиевым скептически как потеря времени.
  […]
  Для интересующей нас реакции горения при минимуме топлива (переобедненная смесь) лучшим является диапазон малых концентраций топлива слева от минимума энергии искры, так как малое количество электронов не будет «душить» реакцию горения, и в то же время малое количество топлива облегчит зажигание по сравнению с его полным отсутствием. Здесь целесообразно адресное микродозирование топлива непосредственно в зону искры, о чем речь пойдет ниже.
  […]
  Если в обычном термическом топливном режиме топливо нужно, и оно воспламеняется затем по всему объему цилиндра, то в автотермическом бестопливном режиме во всем объеме цилиндра работает не топливо, а предварительно обработанный в оптимизаторе воздух. Топливо, если и нужно для облегчения зажигания, то совсем немного и с подачей адресно в микрозону начала воспламенения, в зазор между электродами свечи.
  […]
  Устройство для обработки воздуха условно назвали оптимизатором, не подобрав лучшего наименования. Обработка воздуха при пропускании его в воздушном зазоре между полюсами магнита осуществляется, во-первых, магнитным потоком.
  […]
  Были опробованы постоянные магниты на основе ферритов железа, ферритов стронция, самарий-кобальта, неодима-железа-бора, а также – электромагниты. В принципе все они дают возможность получить эффект автотермии – бестопливного самогорения воздуха. Но столько привходящих факторов, влияющих на выбор (значение индукции насыщения, другие магнитные свойства, стоимость, доступность, конструкция и условия использования…), что трудно сказать каким магнитам отдадут предпочтение при серий-ном производстве. Катализаторами, размещенными в зазоре между полюсами магнита (в магнитном поле), могут быть практически все металлы 6-го периода таблицы Менделеева, а также – другие химические элементы и соединения, обладающие каталитическими свойствами. При этом следует иметь ввиду, что чрезмерное усиление разрушительной способности оптимизатора, может привести к возгоранию и взрыву воздуха, что преждевременно, так как эти свойства нужны при внутрицилиндровом воздействии, а не при доцилиндровой обработке воздуха, да и опасны, как все взрывы и воспламенения.
  […]
  В современных автомобилях искра слабенькая, с энергией примерно 30 мДж (миллиджоулей). Это вызвано тем, что присутствие топлива в обычных автомобилях облегчает воспламенение воздуха и в большей энергии искры нет необходимости. Для автотермического бестопливного режима воспламенения воздуха, даже предварительно обработанного, надо еще постараться разбить межатомные связи как кислорода, так, желательно, и азота, и для этого, по ориентировочным расчетам требуется энергии примерно 1.0 Дж, то есть ~в 30 раз больше, чем в обычной слабой искре. Кроме того, обычно воспламенение происходит с одной стороны цилиндра, где находятся электроды свечи зажигания. Неравномерность давления, вызванная такой асимметрией, приводит к перекосу поршня, потерям на трение и другим отрицательным обстоятельствам, снижающим эффективность двигателя. Для увеличения энергии искры, равномерности воспламенения топлива в камере сгорания цилиндра двигателя рекомендуются изготавливаемые серийно свечи зажигания с конденсатором – накопителем энергии и конусным распределителем факела, либо форкамерно-плазменные свечи зажигания с малой форкамерой, имеющей форму сопла Лаваля, либо другие подобные свечи зажигания. Они облегчают получение режима бестопливного горения воздуха.
  […]
  Форсунки с капельной подачей топлива к электродам свечи разработаны, например, Ю. Поповым /21/. Они были изготовлены и испытаны в количестве более двух десятков штук. Так же по имеющейся информации (журнал «Пикап», 2003 г.) автомобильные фирмы, в том числе Мерседес и Тайота, разрабатывают устройства для создания переобедненной смеси. Указывается, что достигнуто соотношение топливо – воздух 1:40…1:50. Во-первых, это многовато, нужно еще меньше. Во-вторых, без дополнительной доцилиндровой и внутрицилиндровой обработки воздуха бестопливный (точнее близкий к бестопливному) режим не будет получен. Автотермический режим с малым расходом топлива начинается ориентировочно при соотношении топливо – воздух менее 1:100. А мы на автомобили ВАЗ-2106 ездили при соотношении 1:600 и менее.
  […]
  Практика показывает, что повышение оборотов способствует наступлению азотного цикла, не совсем бестопливного, но уже с участием не только кислорода, но и азота в горении. Внешними визуальными признаками этого режима являются следующие:
  – много воды в виде пара на выхлопе;
  – отсутствует запах выхлопных газов;
  – низкая 50-60°С температура выхлопной трубы, так что за нее можно держаться голой рукой;
  – мягкая бесшумная работа двигателя;
  – снижение температуры охлаждающей двигатель жидкости на 10-15°С;
  – с помощью индикатора качества смеси (ИКС) видно искру на черном фоне беспламенного «холодного» горения;
  – ручка переключения скорости становится неподвижной, не дрожит, как обычно.
  Это все свидетельствует о пониженном давлении и температуре в цилиндрах двигателя. При этом его мощность не только не снижается, но и возрастает, что является следствием усиленной диссоциации воздуха, вплоть до нуклонов, как указывалось выше на примере золота /7/. Вот откуда еще один источник единичных элементарных атомов, то есть атомов водорода, для образования воды в большом количестве, визуально и инструментально определяемом на выходе из выхлопной трубы. Если построить примерную индикаторную диаграмму работы двигателя в азотном частично автотермическом режиме с учетом большого опережения угла зажигания (начала горения), диссоциации и плавного нарастания и снижения (меньшего по максимуму) давления, обратной продувки цилиндров повышенным более атмосферного давлением выхлопа с отжиманием и отсеканием топлива в карбюраторе от отверстий его подачи в первичной и вторичной камерах, то такая уточненная эпюра совмещенных в двигателе давлений 4-х цилиндров (для ВАЗ-2106) показывает, что огибающая кривая давлений – почти постоянная. Вот почему не дрожит ручка переключателя скорости, а работа двигателя бесшумна, по сравнению с обычным двигателем, для которого индикаторная диаграмма имеет достаточно острый пик, совокупность которых и дает дрожание конструкции и ручки.
  […]
  Как и обычное горение, автотермический режим является атомной реакцией, в результате которой элементарные частицы – электрино отдают свою кинетическую энергию плазме горения, нагревая ее путем контактных соударений или электродинамического взаимодействия с другими участниками процесса. При этом в микроколичествах образуются некоторые химические элементы, которые тут же частично окисляются и выбрасываются с выхлопными газами (не пугайтесь, – этот процесс идет точно так же и при обычном горении). Ряд нестабильных изотопов работают как катализаторы горения. При стационарных режимах работы двигателя соблюдается равновесие между выделением энергии в камерах сгорания и ее потреблением в двигателе.
  На переходных режимах работы двигателя наблюдается неожиданная специфика, которая заключается в следующем. Когда вы нажимаете педаль газа и открываете заслонки для подачи воздуха в цилиндры, то двигатель набирает обороты и мощность. Но педаль можно нажать очень быстро, а двигатель набирает обороты, преодолевая инерцию, не сразу, а постепенно. Это рассогласование по времени между началом усиленной реакции горения в камере сгорания и началом периода установившихся оборотов двигателя после их набора приводит к избытку невостребованной энергии скоростных электрино во время переходного периода и перегазовок. Невостребованные скоростные электрино образуют радиоактивное мягкое рентгеновское излучение, которое распространяется за пределы камеры сгорания на 0.5…1.0 м; в салоне его нет. Практически излучение наблюдается вблизи камер сгорания, а его уровень достигает значения, превышающего фон в 10…400 раз, например, 4000 мкР/ч. Этот уровень, превышающий допустимый, хотя и локально и кратковременно, следует учитывать при проведении работ или размещении водителя непосредственно на двигателе, вблизи него.
  Но самое, пожалуй, неожиданное для людей, незнакомых с теорией, в том что импульсы такого же уровня излучений характерны не только для автомобилей с автотермическим режимом горения, но и для автомобилей с обычным режимом горения топлива. При этом, чем больше мощность двигателя, тем уровень и жесткость излучения больше. Длительность импульса определяется, как указано, периодом рассогласования времени нажатия педали газа и раскрутки двигателя до установившихся оборотов. Отсюда возникает и мера для исключения импульса излучения – медленное нажатие педали, хотя сам период настолько мал, а импульс сразу после набора оборотов пропадает совсем, что его, видимо, можно и не учитывать. В остальных режимах радиоактивность вокруг и в салоне автомобилей и с обычными и с автотермическими режимами лишь немного превышает фон и находится в пределах допустимых норм.
  Излучение с частотой выше оптического диапазона точно так же наблюдается и в обычных двигателях, и при взрывах, и – на лазерном луче. При взрывах специально никто не измерял, но отмечают большие наводки на различных датчиках, а также – засветку кино- и видеопленки в момент движения детонационной волны по зоне взрыва: начало и конец взрыва нормально фиксируется в оптическом диапазоне, а в краткий миг прохода детонационной волны, например, 10 мс, засветку во весь кадр дает излучение в надоптическом диапазоне (ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма излучения). При взрыве воздуха в фокусе лазерного луча в краткий миг импульса, например, 2мкс, непокрытые одеждой кожные покровы людей, находящихся вблизи вспышки, получают ожоги, как при загаре за целый день. Все это подтверждает, что энерговыделение (ФПВР) – это атомный процесс, сопровождающийся излучением скоростных электрино.

Размышления о будущем из прошлого

Размышления о будущем из прошлого                                    “Для русского человека полезнее деспотизм ГЕНИЯ,
                                                  чем парламент ИДИОТОВ!”
                                                                                                           Павел I.

                                      Будущего нет! (ХОРОШЕГО)
    Размышления людей о нашей цивилизации и ее “руководящей и направляющей” силе.
    Этот сайт, как настальгия по прошлым посиделкам за стаканом с друзьями, разговорам на кухне с женой и домочадцами, что в нашей жизни плохо и как изменить ее в хорошую сторону.Если Вам это не понятно-то Вы не туда попали….
    О том кто МЫ и что тут делаем на Земле можно предположить и ТАКОЕ
    Высказывания о деяниях ИХ и разумное обоснование деяний можно посмотреть ТАМ…
    Кто же нами управляет?Почитайте статью американского ученого ПИТЕРа  Лидермана.Его выдающаяся работа по “свободной энергии”  здесь
    Главный инженер проекта Международного Интеллектуального Фонда
“Перестройка Естествознания”- Мотовилов Д.Н.
    Принципы Питера-выдержки из книги Лоуренса Питера.
 
    Размышления о прошлом и будущем нашем у Фадеича-пиротехника..
      Доклады на конференции о топливной безопасности Макарова А.Ф.
     Какой великий человечище…. И что же? 
    Уже академики увидели пропасть впереди…….Скоро упадем….
    Антигравитация-это наши способности,давно забытые …
    Размышления о Природной идеологии членов Клуба ученых С-Петербурга.
     Проект Конституции для России в изложении профессора Андреева Е.И. *
    Естественная энергетика по Андрееву Е.И. Второе издание книги можно получить
            здесь….        Патенты на горение воздуха в ДВС…
    Иллюстрации и дополнения к третьему изданию книги “Естественная энергетика”
получите    здесь
    Новая книга профессора Андреева Е.И. “Природная Энергетика”    Статья ” Природная энергия быстроходных объектов.”   здесь

Профессор Андреев Е.И. скропостижно скончался в мае 2009 года.Прошу почтить его светлую память внедрением его проектов по бестопливному горению.

     Проекты Виталия Дугина по использованию эфира и предложения для физиков России по смене парадигмы…….     ЗДЕСЬ
    Лженаука Комитета РАН в действии-  или что в науке ложно- смотрите   ЗДЕСЬ
Теория Единого Энерго-Информационного Поля.(ТЕЭИП). Автор Марат Гайнулин из Туркмении.
Читайте и изучайте.   Здесь.
Предлагаю вниманию спонсоров доклад д.т.н.Азарова А.И. на форуме “Высокие технологии” г.Москва,апрель 2012год.

Глава 16 Автотермия воздуха. Новые источники энергии

Глава 16 Автотермия воздуха

В этой главе мы рассмотрим «условно-бесплатную» технологию, о которой задумывался еще Тесла. Речь идет о сжигании азота, находящегося в воздухе, другими словами, об автотермии воздуха. Автотермия воздуха – явление горения воздуха, в частности, в модернизированном автомобильном двигателе, подробно изучал Евгений Иванович Андреев. В 2000 году опубликована его книга «Естественная энергетика». Эксперименты группы авторов показали возможность работы карбюраторного двигателя с минимальным расходом топлива, при определенной обработке воздушнотопливной смеси двигателя. Согласно теории Андреева, горение воздуха начинается при минимальном количестве углеводородов, выполняющих роль катализатора, и основано на лавинной реакции взаимодействия свободных электронов с атомами кислорода.

Известный пример, который следует знать для обеспечения техники безопасности: взрыв кислородных баллонов может произойти при наличии масла на поверхности баллона, так как кислород «бурно реагирует» при взаимодействии с маслом. Химическую реакцию горения или взрыва чистого кислорода можно представить, как диссоциацию молекулы кислорода на атомы и электроны, а затем рекомбинацию кислородных атомов в молекулу с выделением энергии. Для этого достаточно небольшого количества углеводорода (масла), который играет роль катализатора. Мы уже рассмотрели аналогичный молекулярный цикл для водорода. Именно такой подход, при небольшом количестве углеводорода, играющего роль катализатора, рассматривал Андреев.

Андреев провел измерения состава выхлопных газов двигателя, работающего при уменьшенном расходе топлива. Результаты дают основания полагать, что в процесс горения вовлекается азот, так как его процентное содержание уменьшается. При этом на выходе увеличивается содержание водяных паров, и обнаружен углерод в виде мелкого графита. Это факт трансмутации азота в углерод! При большом количестве углеводородного топлива (при богатой топливо-воздушная смеси), избыток электронов связи препятствует автотермии воздуха, поэтому, в обычном случае, горит само углеводородное топливо, с образованием оксидов углерода.

При автотермии воздуха по методике Андреева, катализ может обеспечиваться магнитной обработкой воздуха, и при этом используются электроны связи самого воздуха, а не электроны топлива. Обычно, магнитные насадки продаются автомобилистам для получения экономии топлива. Магнитные катализаторы Андреева работают несколько иначе: необходимо магнитное поле, катализатор (платина) и немного водяных паров (протоны).

Андреев опирается на теорию Базиева, в которой показано, что магнитный поток является потоком мелких положительно заряженных частиц «электрино», Д.Х.Базиев книга «Заряд и масса фотона», Москва, 2001. Возможно, это и есть то самое эфирное «положительное электричество», о котором писал Тесла и другие исследователи. Андреев пишет: «.магнитным потоком можно усилить вихрь электрино вокруг атомов в катализаторе, и тем самым усилить обработку воздуха». Пример горения редкоземельных металлов на открытом воздухе, который рассмотрен в работах Андреева, также объясняется как каталитическая реакция. Редкоземельные металлы, в силу своей специфической структуры, можно рассматривать как мощные концентрированные вихревые процессы в эфире. Поэтому они являются катализаторами перехода кислорода в атомарное состояние (диссоциации), а последующая рекомбинация кислорода дает тепловыделение. Были получены три российских патента Е.И.Андреева по данной теме: № 2229619, № 2229620 и № 2179649. Особо в патенте отмечена роль платины, как катализатора: «обрабатывают воздух путем воздействия на него магнитного поля и катализатора, например, платины. при этом создают такую индукцию магнитного поля, при которой в присутствии катализатора происходит диссоциация на ионы не только молекул кислорода воздуха, но и молекул азота…» Полагаю, что и другие металлы, кроме платины, могут играть роль катализатора диссоциации молекул.

Очевидно, что работы по автотермии воздуха являются одним из перспективных направлений альтернативной энергетики. Большим преимуществом данного подхода является возможность использования стандартных карбюраторных двигателей внутреннего сгорания в качестве основы новых энергоустановок, работающих на «активированном воздухе», преобразуя азот в углерод.

С другой стороны, понимание процессов автотермии воздуха заставляет обратить внимание на другие существующие физические механизмы, которые могут использоваться в альтернативной энергетике. Особые условия диссоциации молекул, позволяют получать переход вещества (кислорода) в атомарное состояние при минимальных затратах энергии, а процесс его рекомбинации обеспечивает большое тепловыделение. Таким естественным образом, почти без расхода топлива, за счет симметричного цикла диссоциации-рекомбинации, может быть решена задача тепловыделении или теплоп оглощения.

Всероссийская научно-практическая конференция “ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ”

Информационное сообщение

Перечень секций

Регламент мероприятий

Рабочая программа конференции

ПОРЯДОК РАЗМЕЩЕНИЯ УЧАСТНИКОВ МЕРОПРИЯТИЯ: 

Рекомендации по размещению участников

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРИБЫТИЯ УЧАСТНИКОВ : 

Рекомендуемые рейсы 

ДОГОВОРНЫЕ ДОКУМЕНТЫ:

· Форма договора и акта участника Конференции  (юр.лицо)

·Форма договора и акта участника Конференции   (физ.лицо) 

· Форма договора и акта участника молодежной школы-семинара _(юр.лицо) 

· Форма договора и акта участника молодежной школы-семинара (физ.лицо) 

Правила оформления договорных документов 

МАТЕРИАЛЫ ТРУДОВ КОНФЕРЕНЦИИ:

2021:

Журнал «Известия ЮФУ. Технические науки», тематический выпуск «Перспективные системы и задачи управления», №1-2021 (218) (Содержание)

Сборник трудов XVI Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления» и XII молодежной школы-семинара «Управление и обработка информации в технических системах»  

2020:

Журнал «Известия ЮФУ. Технические науки», тематический выпуск «Перспективные системы и задачи управления», №1-2020 (211) 

Сборник трудов XV Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления» и XI молодежной школы-семинара «Управление и обработка информации в технических системах» (версия от 14.10.2020)

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПУБЛИКАЦИИ: 

БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ КОНФЕРЕНЦИИ:

1. Журнал “ИЗВЕСТИЯ ЮФУ. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ ” (входит в список ВАК) 

-Правила оформления материалов статей для публикации в журнале “Известия ЮФУ. Технические науки ” 

-Перечень научных специальностей, поддерживаемых в журнале “Известия ЮФУ. Технические науки” 

-Образец оформления статьи для журнала “Известия ЮФУ. Технические науки” 

2. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции “Перспективные системы и задачи управления” (РИНЦ)

Правила оформления материалов для Сборника трудов конференции

-Образец оформления материалов в сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции “Перспективные системы и задачи управления”

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПАРТНЕРЫ КОНФЕРЕНЦИИ

3. Журнал “Труды СПИИРАН” (входит в список ВАК и Scopus) 

-Правила оформления материалов статей для публикации в журнале “Труды СПИИРАН”

-Перечень научных специальностей, поддерживаемых в журнале “Труды СПИИРАН ”  

-Образец оформления статьи для журнала “Труды СПИИРАН ” 

4. Журнал «Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки» (входит в список ВАК) 

-Правила оформления материалов статей для публикации в журнале “Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки” 

-Перечень научных специальностей, поддерживаемых в журнале “Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки” 

5. Журнал “Мехатроника, автоматизация, управление” (входит в список ВАК и Scopus) 

-Правила оформления материалов статей для публикации в журнале “Мехатроника, автоматизация, управление”  

-Перечень научных специальностей, поддерживаемых в журнале “Мехатроника, автоматизация, управление”  

6. Научно-технический журнал «Подводные исследования и робототехника»

-Правила оформления материалов статей для публикации в журнале “Подводные исследования и робототехника ” 

-Перечень научных специальностей, поддерживаемых в журнале “Подводные исследования и робототехника”   

Библиотека – Новости

Арктика: экология и экономика. – 2017. – № 1(25)

http://arctica-ac.ru/pubs/archive/

Содержание:

От редакции

Памяти академика Н. П. Лаверова. – С. 4

Обращение главного редактора. – С. 6

 

Экономика и управление народным хозяйством Арктической зоны

Обоснование механизма доминирующего государственного участия в освоении ресурсов высоколиквидных полезных ископаемых Арктики/ Н. П. Похиленко, А. В. Толстов, В. П. Афанасьев, Н. Ю. Самсонов. – С. 8

 

Сценарии развития ключевых отраслей экономики Мурманской области в контексте глобальных изменений в Арктике/ Е. М. Ключникова, Л. Г. Исаева, В. А. Маслобоев, Т. Е. Алиева, Л. В. Иванова, Г. Н. Харитонова. – С. 19

 

Экология

Катастрофа на Кумжинском газоконденсатном месторождении: причины, результаты, пути устранения последствий/ В. И. Богоявленский, С. О. Перекалин, В. М. Бойчук, И. В. Богоявленский, Т. Н. Каргина. – С. 32

 

Анализ суммарной экологической выгоды — инструмент принятия решения при ликвидации разливов нефти/ Г. Н. Семанов, А. Н. Гутник, С. Н. Зацепа, А. А. Ивченко, В. В. Солбаков, В. В. Становой, А. С. Шиваев. – С. 47

 

Изучение и освоение природных ресурсов Арктики

 

Перспективы выявления месторождений стратегических металлов в Арктической зоне России/ А. Л. Галямов, А. В. Волков, К. В. Лобанов, К. Ю. Мурашов. – С. 59

 

Водный транспорт и энергетика севера европейской части России (обзор)/ Н. Н. Филатов, В. А. Карпечко, А. В. Литвиненко, М. С. Богданова. – С. 75

 

Кораблестроение для Арктики

 

Моделирование систем арктического морского транспорта: основы междисциплинарного подхода и опыт практических работ/ О. В. Таровик, А. Г. Топаж, А. Б. Крестьянцев, А. А. Кондратенко. – С. 86

 

Возможности судостроения в создании инфраструктуры в арктическом регионе/ В. С. Никитин, Ю. А. Симонов, В. Н. Половинкин, В. А. Волков, А. П. Илюшкин, В. В. Рыжков. – С. 102

 

Безопасность деятельности человека в Арктике

Ликвидация последствий аварийных разливов нефтепродуктов в Арктической зоне России с использованием технологии реагентного капсулирования/ Е. Г. Холкин, Л. О. Штриплинг, К. С. Ларионов. – С. 120

 

Совершенствование инфраструктуры и материально-технической базы ФГУП «Атомфлот» для обеспечения экологической безопасности на северо-западе России/ М. М. Кашка, Е. А. Ефанская, В. А. Кобзев, А. Ю. Богданов, Д. А. Ткаченко. – С. 130

 

Атомная энергия. – 2017. – Т. 122, № 2

http://elibrary.ru/contents.asp?titleid=7671

Содержание:

СТАТЬИ

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ МОЩНОСТНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ РЕАКТОРА ИБР-2М С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ РЕАКТИВНОСТИ/ Пепелышев Ю.Н., Попов А.К., Сумхуу Д. – С. 63-67

 

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РУДНЫХ ПОРОД МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЛИТИЯ И БЕРИЛЛИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ ПРИ ИХ ПЕРЕРАБОТКЕ/ Кольцов В.Ю., Юдина Т.Б., Азарова Ю.В., Семенов А.А., Лизунов А.В., Лесина И.Г. – С. 68-72

 

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОБЛУЧЕННЫХ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ИЗ ЦИРКОНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ОРИЕНТАЦИЮ ГИДРИДОВ/ Кулаков Г.В., Ватулин А.В., Коновалов Ю.В., Косауров А.А., Перегуд М.М., Коротченко Е.А., Шишин В.Ю., Шельдяков А.А. – С. 73-77

 

ВЛИЯНИЕ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ОБЛУЧЕНИЯ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ/ Чернов В.М., Мороз К.А. – С. 78-82

 

МЕМБРАННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА БЕРИЛЛИЯ/ Николаевский В.Б., Коцарь М.Л., Матясова В.Е. – С. 83-87

 

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ВИЗАРТ ДЛЯ БАЛАНСОВЫХ РАСЧЕТОВ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ТЕХНОЛОГИЙ ЗАМКНУТОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА/ Шмидт О.В., Третьякова С.Г., Евсюкова Ю.А., Макеева И.Р., Дубосарский В.Г., Пугачев В.Ю., Рыкунова А.А. – С. 88-92

 

ИММОБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОТОКСИЧНЫХ БЕРИЛЛИЙСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ЦЕМЕНТНОМ КОМПАУНДЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ ИЗ КЛАССА ПОЛИКАРБОКСИЛАТОВ/ Семенов А.А., Шипунов Н.И., Жиделев А.И., Коробейников Д.А., Лесина И.Г., Денисов А.С., Забирова Н.Е., Сайфутдинова С.Е., Лизунов А.В., Куприянов И.Б., Заикин С.П., Филимонова Н.В. – С. 93-97

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОНОВ И ПОЗИТРОНОВ ПО ПРОГРАММЕ FAN15/ Савицкая Е.Н., Санников А.В. – С. 98-102

 

МИКРОДОЗИМЕТРИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОЗЫ И МОЩНОСТИ ДОЗЫ/ Сакович В.А. – С. 103-107

 

ОБЪЕКТЫ ИНФРАСТРУКТУРЫ АТОМНОГО ФЛОТА КАК ИСТОЧНИК РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БАРЕНЦЕВА МОРЯ (НА ПРИМЕРЕ ХРАНИЛИЩА ОТХОДОВ В ГУБЕ АНДРЕЕВА)/ Ильин Г.В., Касаткина Н.Е., Моисеев Д.В., Усягина И.С. – С. 108-114

 

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ И ТЕХНОЛОГИИ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ» (МНТК НИКИЭТ-2016)/ Драгунов Ю.Г., Габараев Б.А., Джалавян А.В., Лопаткин А.В., Пименов А.О., Стребков Ю.С., Лемехов В.В., Моисеев А.В., Черепнин Ю.С., Архипов О.П., Европин С.В., Ряснянский С.Г., Куликов Д.Г., Афремов Д.А., Данилов И.В. – С. 115-120

 

Водоснабжение и санитарная техника. – 2017. – № 3

http://www.vstmag.ru/ru/archives-all/2017

Содержание:

ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Водные объекты и состояние водоснабжения  на территории Южного федерального округа/ Михеева И. В. – С. 4

Аннотация

Питьевая вода является существенным фактором формирования здоровья населения и уровня жизни. Проблема сохранения качества воды как фактора, существенно влияющего не только на инфекционную, но и на общую заболеваемость населения, является одной из приоритетных задач в деятельности государственной санитарно-эпидемиологической службы. Приведены данные по водоисточникам и состоянию водоснабжения на территории Южного федерального округа. Практически все источники, как поверхностные, так и подземные, во всех субъектах Южного федерального округа подвержены антропогенному и техногенному воздействию с различной степенью интенсивности. Рассмотрены причины ухудшения качества воды поверхностных водных объектов. Основной причиной загрязнения водных объектов является сброс большого объема неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, ливневых вод, дренажных вод с оросительных систем в водоемы. Неудовлетворительная работа очистных сооружений канализации, наряду с отставанием развития канализационных сетей, отсутствием обеззараживания сточных вод, приводит к загрязнению подземных вод и рек, а также к подтоплению населенных пунктов грунтовыми водами. Даны предложения по проведению ряда мероприятий для улучшения состояния водоснабжения и водоотведения населенных пунктов Южного федерального округа и обеспечения эпидемиологического благополучия населения.

 

Использование озона при очистке поверхностных вод  для водоснабжения небольших населенных пунктов/ Алексеева Л. П., Алексеев С. Е., Корса-Вавилова Е. В., Шмелев А. Я. – С. 10

Аннотация

Рассмотрены варианты использования озона для очистки воды из поверхностных источников водоснабжения с повышенным содержанием органических веществ на блочно-модульных установках небольшой производительности. Показано влияние озонирования на изменение основных показателей качества воды. Применение озона для очистки воды поверхностных водоисточников расширяет возможности регулирования технологического процесса при частых сезонных изменениях состава исходной воды, повышает качество очищенной воды, что особенно важно при эксплуатации установок небольшой производительности. Кроме того, озонирование позволяет существенно уменьшить дозы реагентов (коагулянта и флокулянта), а в ряде случаев (в отдельные периоды года) полностью отказаться от их использования. Технологические исследования, проведенные на блочно-модульной установке фирмы «Московские озонаторы», показали, что очистку воды р. Волги для питьевого водоснабжения методом озонирования можно осуществлять по двум технологическим схемам: озонирование и сорбция на угольных фильтрах; коагулирование, озонирование и сорбция. Определены параметры и условия применения методов озонирования, коагулирования и сорбции, установлена их эффективность при минимально необходимых дозах реагентов. Установлено, что применение озона на блочно-модульных станциях очистки воды поверхностных водоисточников позволяет существенно улучшить качество питьевой воды независимо от сезонных изменений состава исходной воды, повысить надежность системы водоснабжения в целом по всем показателям, включая микробиологические. Отмечено влияние некоторых конструктивных и технологических решений в сооружениях на эффективность очистки воды.

 

Технологические и проектные решения реконструкции  сооружений очистки воды р. Дон (на примере ВОС хутора Хапры Мясниковского района Ростовской области)/ Фесенко Л. Н., Игнатенко С. И., Пчельников И. В., Федотов Р. В., Черкесов А. Ю. – С. 19

Аннотация

Вода р. Дон используется в качестве источника питьевого водоснабжения Ростова-на-Дону, Таганрога, Новочеркасска и других городов. С января по апрель (во время зимнего ледостава) речная вода характеризуется повышенной общей жесткостью (до 10–12 °Ж), а также наличием сине-зеленых и диатомовых водорослей, содержание которых в летний период может достигать 100·106 кл/л воды. Перспективным методом удаления микроводорослей является механическая ситовая фильтрация. Фильтры устанавливаются, как правило, в самом начале технологического процесса и предназначены для удаления крупных взвешенных частиц, фито- и зоопланктона. Современные микрофильтры характеризуются простотой конструкции, высокой производительностью, компактными размерами и низким расходом промывной воды, их работа автоматизирована. Ввиду высокой стоимости ионообменных и мембранных технологий, а также сопутствующего образования значительного количества вторичных, трудно утилизируемых сбросных высокоминерализованных растворов была предложена технология снижения жесткости методом едконатрового умягчения. Экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность использования этого метода. На примере водоочистных сооружений хутора Хапры Ростовской области с водозабором из нижнего течения р. Дон обоснована и разработана технологическая схема реконструкции водоочистной станции с доведением качества воды до нормативов СанПиН 2.1.4.1074-01. Применение данной технологии исключает образование жидких отходов, подлежащих сбросу в канализацию, естественные водоемы или на рельеф.

 

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Особенности прогнозирования распределения металлов между водной фазой и донными отложениями (на примере радионуклидов стронция и цезия) /Болдырев К. А., Уткин С. С., Казаков С. В. – С. 27

Аннотация

Приведены основные положения разработанного методологического подхода к прогнозированию коэффициента распределения радионуклидов Kd на материале донных отложений и взвешенных веществ водных объектов. В качестве инструмента для прогнозирования коэффициента Kd металлов в условиях изменяющегося химического состава воды предложено использовать геохимическое моделирование. Изложены основные подходы, модели и результаты прогнозирования значений коэффициента Kd металлов в референтном водном объекте (поверхностный водоем – хранилище жидких радиоактивных отходов), для которого характерно значительное загрязнение радионуклидами стронция 90Sr и цезия 137Cs, а также интенсивное снижение минерализации воды. В процессе работы были детально исследованы особенности гидрогеохимического и гидродинамического поведения металлов в системе водных объектов, а также методы геохимического моделирования. Разработана геохимическая термодинамическая модель сорбции металлов (на примере 90Sr и 137Сs) взвешенным веществом и слоем донных отложений модельного водоема, позволяющая рассматривать ее как базис для моделирования эволюции реальных загрязненных водоемов по различным сценариям. Рассчитаны значения коэффициента Kd 90Sr и 137Сs в условиях снижения минерализации воды. Выяснено, что при снижении минерализации значения Kd увеличиваются. Модель может применяться для прогнозирования темпов самоочищения загрязненных водоемов от металлов.

 

Извлечение азота и фосфора в виде струвита  из сточных вод с высоким содержанием биогенов/ Кофман В. Я. – С. 34

Аннотация

Мировые запасы фосфатных руд насчитывают порядка 7000 млн тонн, из числа которых 40 млн тонн ежегодно используют для производства удобрений. По оценкам экспертов, этот ресурс будет исчерпан к 2090 г. В этой связи поиск альтернативных возобновляемых источников фосфора является весьма актуальной задачей, поэтому уделяется большое внимание разработке экономичных и технически доступных способов извлечения фосфора, а также азота из разного вида сточных вод. Одним из способов является осаждение данных биогенов в виде струвита (MgNh5PO4·6h3O). Исследования по получению струвита из сточных вод и его применению в качестве удобрения ведутся во многих странах мира. Разработаны технологические схемы извлечения струвита из муниципальных сточных вод, сталеплавильных и кожевенных заводов, процессов коксования, фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов, животноводческих и молочных ферм, а также черных сточных вод при их децентрализованной обработке. Изучение использования струвита в качестве удобрения продолжается уже на протяжении почти 20 лет. В целом не оспаривается перспективность инвестиций в производство этого продукта для агросектора. Практика производства и поставки струвита в качестве удобрения уже достаточно развита в Японии. Применение струвита не приводит к увеличению содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах. Быстрорастворимые удобрения неэффективны на пастбищах или лесных угодьях, где внесение удобрений практикуется один раз в несколько лет. В таких условиях более целесообразно применение медленно растворяющихся удобрений, к которым относится и струвит.

 

НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Определение технологических показателей качества  очистки городских сточных вод, соответствующих  применению наилучших доступных технологий/ Данилович Д. А., Скобелев Д. О., Щелчков К. А. – С. 40

Аннотация

В 2015 г. был разработан информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов» (ИТС 10-2015). Документ создан впервые в России и не имеет аналогов в Европейском союзе. Одной из основных сложностей при создании ИТС 10-2015 была разработка методологии определения технологических показателей наилучших доступных технологий. Проведен анализ этой методологии в сравнении с действующими в ЕС перспективными подходами к установлению технологических показателей НДТ, включавший в себя: отбор и разделение объектов на группы; сбор данных об эмиссии в окружающую среду; выбор загрязняющих веществ; анализ доступной информации о сбросах; дифференцированное определение уровня эмиссии, связанного с использованием наилучших доступных технологий. Технологические показатели для загрязняющих веществ, удаляемых при традиционной биологической очистке (взвешенные вещества, БПК5, ХПК), определены в результате анализа данных, полученных при анкетировании объектов отрасли. Установление технологических показателей по соединениям азота и фосфора в значительной степени основано на экспертных оценках в связи с малым количеством объектов, работающих по НДТ, и отличиями используемых на них технологий. В целом порядок определения технологических показателей НДТ в полной мере соответствовал практикам, в настоящее время применяемым для этой цели в ЕС. В дальнейшем при подготовке к пересмотру ИТС 10-2015 рекомендуется провести мониторинг и технологический аудит референц-объектов НДТ, а также перспективных технологий.

 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Разработка инструментального метода определения интенсивности окраски сточных вод текстильных предприятий/ Белов С. Г., Наумчик Г. О. – С. 53

Аннотация

Разработан новый инструментальный метод определения интенсивности окраски сточных вод с использованием сканирующего спектрофотометра, который учитывает особенности человеческого зрения. Это позволяет обеспечить соответствие с традиционным методом определения интенсивности окраски по степени разбавления (результаты определений различаются незначительно). При этом для выполнения анализа достаточно снять спектр окрашенного образца и обработать его с помощью специально разработанной компьютерной программы «Окраска-мониторинг». Дана подробная методика выполнения анализа. Разработанный метод в отличие от традиционного позволяет значительно сократить время анализа, для его проведения не требуется яркое освещение, а также специальные цилиндры из бесцветного стекла, многократно сокращается расход дистиллированной воды. Главным его преимуществом является полное исключение субъективных факторов при определении данного показателя. Метод отличается высокой воспроизводимостью, что позволит значительно повысить достоверность определения интенсивности окраски. Метод определения интенсивности окраски на основе параметров спектров поглощения может применяться на предприятиях, осуществляющих контроль данного показателя (водоканалы, комитеты природных ресурсов и охраны окружающей среды, промышленные предприятия, экологические организации и т. д.).

 

ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ

Опыт оценки эффективности мероприятий инвестиционной программы предприятия водопроводно-канализационного хозяйства/ Нефедова Е. Д., Хямяляйнен М. М., Ковжаровская И. Б. – С. 66

Аннотация

Коммунальная инфраструктура водопроводно-канализационного хозяйства России требует обновления. Необходимость реконструкции и модернизации объектов централизованных систем водоснабжения и водоотведения с каждым годом значительно возрастает. На этом фоне каждое предприятие при формировании адресных перечней мероприятий программ развития сталкивается с проблемами обоснования и оценки эффективности мероприятий, расстановки приоритетов их реализации. Определенные в отраслевых нормативных правовых актах подходы не позволяют в достаточной степени провести оценку эффективности мероприятий по строительству, реконструкции и модернизации объектов централизованных систем водоснабжения и водоотведения и обосновать их необходимость. Учитывая специфику предприятия и имеющийся опыт в этой области, в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» разработан дополнительный инструмент для оценки эффективности и обоснования мероприятий, подготовлены и введены в действие методические документы. Предложенный инструмент включает оценку экономической эффективности мероприятия, его вклада в достижение плановых показателей надежности, качества и энергетической эффективности, а также риска невыполнения мероприятия. Инструмент был апробирован при подготовке инвестиционной программы ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».

 

Журнал вычислительной математики и мат. физики. – 2017. – Т. 57, № 2

http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?jrnid=zvmmf&option_lang=rus&wshow=contents

Содержание:

Об обратных задачах финального наблюдения для системы уравнений Максвелла в квазистационарном магнитном приближении и устойчивых секвенциальных принципах Лагранжа для их решения/ А. В. Калинин, М. И. Сумин, А. А. Тюхтина. – С. 187

 

Специальные решения уравнения Шази/ В. П. Варин. – С. 210

 

Открытые волноводы в тонкой решетке Дирихле. II. Локализованные волны и условия излучения/ С. А. Назаров. – С. 237

 

Угловой пограничный слой в краевых задачах для сингулярно возмущенных параболических уравнений с квадратичной нелинейностью/ И. В. Денисов. – С. 255

 

Приближенные методы для уравнений несжимаемой жидкости/ В. А. Галкин, А. О. Дубовик, А. А. Епифанов. – С. 275

 

Асимптотический анализ модели гиромагнитного авторезонанса/ Л. А. Калякин. – С. 285

 

A new sequential approach for solving the integro-differential equation via Haar wavelet bases/ H. Beiglo, M. Erfanian, M. Gachpazan. – С. 302

 

Модифицированный метод расщепления по физическим процессам для решения уравнений радиационной газовой динамики/ Н. Я. Моисеев. – С. 303

 

Моделирование течений мелкой воды с областями обмеления и разрывами дна/ А. И. Алексюк, В. В. Беликов. – С. 316

 

Модель совместного движения агентов с трехуровневой иерархией на основе клеточного автомата/ А. В. Кузнецов. – С. 339

Агрегирование мультиметрических описаний по расстояниям между неразмеченными объектами/ А. И. Майсурадзе, М. А. Суворов. – С. 350

 

О линейной классификации четных и нечетных перестановочных матриц и сложности вычисления перманента/ А. В. Бабенко, М. Н. Вялый. – С. 362

 

Памяти академика Павла Сергеевича Краснощёкова (06.05.1935–26.02.2016)/ М. К. Керимов, Ю. А. Флёров. – С. 373

 

Известия РАН. Энергетика. – 2017. – № 1

http://elibrary.ru/contents.asp?titleid=9333

Содержание:

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ/ Батенин В.М., Зайченко В.М., Леонтьев А.И., Чернявский А.А. – С. 3-18

 

НАДЕЖНОСТНЫЙ МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ СПРОСОМ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ/ Бык Ф.Л., Китушин В.Г., Мышкина Л.С. – С. 19-31

 

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИНХРОННЫХ УДАРНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ И ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ/ Рутберг Ф.Г., Гончаренко Р.Б., Сафронов А.А. – С. 32-38

 

АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АВТОНОМНОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА ПОТОКОВ МОЩНОСТИ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ/ Асташев М.Г., Панфилов Д.И., Серегин Д.А., Чернышев А.А. – С. 39-52

 

ОПЫТ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ/ Соколовский А.О., Целебровский Ю.В., Цилько В.А., Шевченко С.С. – С. 53-64

 

ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ГИДРОННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА – КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР/ Окорокова Н.С., Пушкин К.В., Севрук С.Д., Фармаковская А.А. – С. 65-73

 

СВЯЗЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИОННОГО ПУЧКА И ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЫ В ГАЗОРАЗРЯДНОМ КАНАЛЕ ПЛАЗМЕННОГО ЭЛЕКТРОРАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С АНОДНЫМ СЛОЕМ/ Марахтанов М.К., Пильников А.В., Синявский В.В. – С. 74-83

 

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОПОТЕНЦИАЛА В ЛОКАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ ЯКУТИИ/ Иванова И.Ю., Ноговицын Д.Д., Тугузова Т.Ф., Шакиров В.А., Шеина З.М., Сергеева Л.П. – С. 84-92

 

ИМПУЛЬСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА/ Дроздов М.С., Светличный С.И. – С. 93-106

 

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО СОСТАВА ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ УГЛЯ И ТОРФА ПРИ ПОМОЩИ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОПТИМАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОРАСПЫЛЕНИЯ/ Кононихин А.С., Жеребкер А.Я., Казачков М.А., Григорьев А.С., Костюкевич Ю.И., Пеков С.И., Бочаров К.В., Попов И.А., Перминова И.В., Николаев Е.Н. – С. 107-114

 

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВЫСОКОМАНЕВРЕННЫЕ РЕАКТОРНЫЕ УСТАНОВКИ СО СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ/ Лощаков И.И., Сироткина А.Л. – С. 115-118

 

СТОХАСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННОЙ ДВИЖУЩЕЙСЯ ГРАНИЦЕ/ Карташов Э.М., Соловьев И.А. – С. 119-128

 

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ АНИЗОТРОПНОЙ ПОЛУПЛОСКОСТИ ПРИ НАГРЕВЕ ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ ОРТОТРОПНОГО ПОКРЫТИЯ ЕЕ ПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЫ/ Аттетков А.В., Волков И.К. – С. 129-138

 

ТЕПЛОФИЗИКА ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ В ПОТОЧНЫХ ПРОЦЕССАХ ВИХРЕВЫХ ТРУБ И ТРУБЫ ЛЕОНТЬЕВА/ Пиралишвили Ш.А., Шайкина А.А., Веретенников С.В. – С. 139-148

 

ОСОБЕННОСТИ СВЯЗНЫХ РАСЧЕТОВ НА БАЗЕ КОДОВ МСИ И HYDRA-IBRAE ДЛЯ СИСТЕМ С СИЛЬНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ПЛОТНОСТНОЙ ГЕТЕРОГЕННОСТЬЮ/ Колташев Д.А., Митенкова Е.Ф. – С. 149-163

 

Метеорология и гидрология. – 2017. – № 3

http://www.mig-journal.ru/archive

Содержание:      

Муссонная циркуляция над бассейном Амура в периоды катастрофического наводнения и аномально засушливого летнего сезона/ Е. К. Семенов, Н. Н. Соколихина, Е. В. Татаринович. – С. 5

 

Тенденции изменения режимных характеристик осадков в климатических зонах юга России (1961—2011 гг.) / Б. А. Ашабоков, А. А. Ташилова, Л. А. Кешева, З. А. Таубекова. – С. 18

 

Дифференциальный метод вычисления векторов перемещения облачности/ Е. В. Симоненко, А. О. Чудин, А. Н. Давиденко. – С. 29

 

Cравнение результатов моделей переноса 85Kr в атмосфере с данными натурного эксперимента ACURATE/ К. Г. Рубинштейн, А. Н. Сафронов, Д. А. Припачкин, Р. Ю. Игнатов, С. В. Емелина, Е. В. Набокова, М. М. Курбатова, Д. В. Благодатских, Р. В. Арутюнян, О. С. Сороковикова, В. Н. Семенов. – С. 41

 

Влияние ветровых условий на изменчивость апвеллинга у побережья Приморья (северо-западная часть Японского моря) / И. А. Жабин, Е. В. Дмитриева, Т. Р. Кильматов, А. Г. Андреев. – С. 58

 

Вариации температуры воды у побережья о. Сахалин по данным инструментальных измерений/ Г. В. Шевченко, К. В. Кириллов. – С. 68

 

Межгодовая изменчивость влагосодержания почвы на европейской территории России в летнее время/ И. И. Зверяев, А. В. Архипкин. – С. 79

 

Сообщения        

Водный режим поймы р. Амур и особенности пойменного осадконакопления во время экстремального наводнения 2013 г./ А. Н. Махинов. – С. 87

 

Влияние изменения климата на вероятные максимальные осадки (на примере водосбора р. Карун, Иран) / З. Рамак, Д. Порхематт, Х. Седгхи, И. Фаттахи, М. Лашни-Занд. – С. 93

 

Приборы, наблюдения, обработка        

Автоматизированная информационная система гидрологического мониторинга и управления данными/ А. Н. Бугаец, Л. В. Гончуков, О. В. Соколов, Б. И. Гарцман, С. М. Краснопеев. – С. 103

 

Методы калибровки метеорологических радиолокаторов/ А. М. Абшаев, М. Т. Абшаев, А. Х. Гергоков, А. Б. Чочаев, Ж. М. Геккиева. – С. 114

Обзоры и консультации      

О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в декабре 2016 г./ Е. С. Дмитревская, Т. А. Красильникова, О. А. Маркова. – С. 122

 

Погода на территории Российской Федерации в декабре 2016 г./ Н. В. Сатина. – С. 128

 

Аномальные гидрометеорологические явления на территории Российской Федерации в декабре 2016 г./ Т. В. Бережная, А. Д. Голубев, Л. Н. Паршина. – С. 134

 

Хроника   

Поздравляем юбиляров! – С. 142

П. Ю. Пушистов (1945—2017 гг.) – С. 144

 

Минеральные ресурсы России. – 2017. – № 1

http://elibrary.ru/contents.asp?titleid=7901

Содержание:

ГЕОЛОГОРАЗВЕДКА И СЫРЬЕВАЯ БАЗА

СТРАТЕГИЯ ОСВОЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ АРКТИКИ/ Костюченко С.Л. – С. 3-12

 

О РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ ПО РЕСУРСНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРУБОПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ – ТИХИЙ ОКЕАН/ Ефимов А.С., Смирнов М.Ю., Старосельцев В.С. – С. 13-20

 

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ

К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ОЦЕНОК ПРИ ОБОСНОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ НЕДР/ Мелехин Е.С. – С. 21-24

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАРТОВОГО ПЛАТЕЖА ЗА ПРАВО ПОЛЬЗОВАНИЯ НЕДРАМИ ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ/ Денисов М.Н., Комаров М.А. – С. 25-26

 

ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОЕ ПАРТНЕРСТВО В НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ: НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ТЭК РОССИИ/ Никитенко С.М., Гоосен Е.В. – С. 27-32

 

ОЦЕНКА МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО ПОТЕНЦИАЛА СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ/ Пильщикова М.В., Беликова Н.Е. – С. 33-39

 

О РЕФОРМИРОВАНИИ КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ/ Миркеримова Н.Ф. – С. 42-46

 

ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

БАНКРОТСТВО ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: ПРОБЛЕМЫ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РЕШЕНИЯ/ Дудиков М.В. – С. 47-50

 

ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ В ПОЛЬЗОВАНИЕ УЧАСТКОВ НЕДР В РОССИИ/ Костарева А.Н. – С. 51-57

 

ОБЗОР ИЗМЕНЕНИЙ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА В СФЕРЕ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ И СМЕЖНЫХ ОБЛАСТЯХ (НОЯБРЬ-ДЕКАБРЬ 2016 Г., ЯНВАРЬ 2017 Г.) – С. 58-64

 

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

ТЕХНОЛОГИИ ИЗУЧЕНИЯ И ПРОГНОЗА НЕСТРУКТУРНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ/ Талипов И.Ф., Шиманский В.В. – С. 65-70

 

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ АО “РОСГЕОЛОГИЯ” ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ/ Костюченко С.Л. – С. 71-73

 

РЫНОК МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

О ВОЗМОЖНОСТИ ЭКСПОРТНЫХ ПОСТАВОК ВЫСОКОСЕРНИСТОЙ НЕФТИ URALS HEAVY ЧЕРЕЗ ПОРТ УСТЬ-ЛУГА/ Катюха П.Б. – С. 74-76

 

РОССИЙСКИЙ РЫНОК МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ/ Колоскова И.С. – С. 77-80

 

Нефтегазовая вертикаль. – 2017. – № 6

http://www.ngv.ru/magazines/

Содержание:

ОПЕРАТИВНЫЙ ПОВОД. – С. 4, 9

 

Увлеченность сжижением газа. – С. 5

 

Рынок нефти: ожидания, тревоги и парадоксы/ О. Виноградова. – С.6

 

Философия безопасного труда: В РГУ нефти и газа прошел конкурс работ на тему промышленной безопасности. – С. 8

 

Независимые всех секторов, объединяйтесь! : Интервью с Е. Корзун. – С. 10

 

Сценарии будущей добычи/ А. Белогорьев. – С. 14

 

Ветер дует не потому, что деревья качаются: интервью с Л. Григорьевым. – С. 18

 

ИННОВАЦИИ. ЭНЕРГИЯ РАЗВИТИЯ. – С. 24

 

Путь к прогрессу долог и тернист: интервью с В. Кульницким. – С. 26

 

Конструкторское бюро УК ООО «ТМС ГРУПП»/ Р. Валиулин, А. Ризванов. – С. 32

 

Первые для первого: завод «Трубодеталь». – С.  35

 

Цена вопроса. Как преодолеть отставание в инновационном развитии российской геофизики/ В. Лаптев. – С. 42

 

Лакомый кусок. Российские инновации в сфере УЭЦН привлекли инвестора из США/ В. Прусаков. – С. 42

 

Технологии для защиты и комфорта: ГК «Энергоконтракт». – С. 46

 

Перспективный стеклопластик/ А. Волков. – С. 48

 

Время инжиниринга/ Е. Калиненко. – С. 52

 

Алгебра и гармония нефтяного рынка/ А. Маланичев. – С. 56

 

Энергетические тренды/ О. Виноградова. – С. 62

 

ПАНОРАМА. – С. 67, 73

 

Гибкость рынка СПГ: необходимость и возможности/ О. Виноградова. – С. 68

 

Микстура от голландской болезни/ В. Мишин. – С. 74

 

СТАТИСТИКА. – С. 78

 

Пространственная экономика. – 2016. – № 4

http://spatial-economics.com/en/arkhiv-nomerov

Содержание:

От главного редактора

Институциональные отображения пространственного развития/ Минакир Павел Александрович. – С. 7-12

 

Статьи

Введение в общую теорию изъянов смешанной экономики/ Рубинштейн Александр Яковлевич. – С. 13-32

 

Рынки тепловой энергии: тенденции пространственной организации/ Дёмина Ольга Валерьевна. – С. 33-60

 

Распределение финансовых ресурсов в бюджетной системе РФ и экономический рост российских регионов/ Исаев Артем Геннадьевич. – С. 61-74

 

Взаимосвязь новостного фона и притока прямых иностранных инвестиций в регионы России/ Федорова Елена Анатольевна, Федоров Федор Юрьевич, Толкачев Антон Викторович. – С. 75-92

Влияние территориальной организации хозяйства на процесс инновационного развития экономики/ Винокуров Степан Степанович, Гурьянов Павел Алексеевич. – С. 93-111

 

Анализ ожидаемой продолжительности жизни с учетом пространственной зависимости по регионам России/ Жукова Анна Константиновна, Силаев Андрей Михайлович, Силаева Марина Владиславовна. – С. 112-128

 

Обзоры

Особые экономические зоны: эффективны или нет? / Кузнецова Ольга Владимировна. – С. 129-152

 

Межрегиональное сотрудничество в интеграционных процессах союзного государства/ Абрамов Руслан Агарунович, Стрельченко Сергей Георгиевич, Деревянко Светлана Вячеславовна. – С. 153-173

 

Рецензии, дискуссии, критика

Пространственный анализ развития линейно-узловой структуры (о монографии В.И. Блануца «Развертывание информационно-коммуникационной сети как географический процесс (на примере становления сетевой структуры сибирской почты)»)/ Шведов Вячеслав Геннадьевич. – С. 174-185

 

Хроника

Восточный экономический форум/ Мотрич Екатерина Леонидовна. – С. 186-188

 

Теплофизика высоких температур. – 2017. – Т. 55, № 1

http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?jrnid=tvt&wshow=contents&option_lang=rus

Содержание:

Исследование плазмы

Расчет теплофизических свойств плазмы титана и цинка/ Е.М. Апфельбаум. – С. 3

 

Спиновые состояния электронов в квантовых точках в условиях нагрева. Моделирование методом интегралов по траекториям Фейнмана. Магнитные свойства/ С. В. Шевкунов. – С. 15

 

Низковольтный пучковый разряд в легких инертных газах для решения проблем стабилизации напряжения/ А. С. Мустафаев, А. Ю. Грабовский. – С. 24

 

Теплофизические свойства веществ

Построение системы кинетических уравнений для неидеального газа/ А. М. Бишаев, В. А. Рыков. – С. 31

 

Исследование α-фазы и жидкой фазы урана методом квантовой молекулярной динамики/ А. В. Янилкин. – С. 44

 

Расчет свойств жидких галлия и олова в условиях ударного сжатия методом молекулярной динамики/ Д. К. Белащенко. – С. 51

 

Использование времяпролетной масс-спектрометрии с лазерно-индуцированным испарением для детектирования малых примесей/ Г. Е. Беляев, А. А. Васин, А. В. Лисицин, А. М. Фролов, М. А. Шейндлин. – С. 61

 

Неупругие столкновения молекул в рамках модели SFO/ Д. Л. Цыганов. – С. 68

 

Повышение термодинамической эффективности использования влажного биотоплива в энергоисточниках распределенной генерации/ В. М. Батенин, П. П. Иванов, В. И. Ковбасюк. – С. 76

 

Тепломассообмен и физическая газодинамика

Приближенное аналитическое решение двухмерной задачи о теплопроводном излучающем ребре/ С. Г. Черкасов, И. В. Лаптев. – С. 81

 

Динамика межфазной поверхности самоподдерживающегося фронта испарения в жидкости с добавками наноразмерных частиц/ В. Е. Жуков, А. Н. Павленко, М. И. Моисеев, Д. В. Кузнецов. – С. 85

 

Обтекание тела газодисперсной струей в широкой области значений параметров торможения/ Г. В. Моллесон, А. Л. Стасенко. – С. 94

 

Взаимодействие акустического сигнала с неподвижной дискретно-слоистой средой, содержащей слой пузырьковой жидкости/ Д. А. Губайдуллин, А. А. Никифоров. – С. 102

 

Оптимальный выбор параметров экранно-вакуумной теплоизоляции космических аппаратов/ В. Ф. Формалев, С. А. Колесник, И. А. Селин, Е. Л. Кузнецова. – С. 108

 

Полуаналитический метод расчета теплопереноса в пленке жидкости в условиях постоянного теплового потока на стенке/ С. П. Актершев, М. В. Барташевич, Е. А. Чиннов. – С. 115

 

Измерение времени тепловой релаксации и демпфирования температуры в твердом теле/ Ю. А. Кирсанов, А. Ю. Кирсанов, А. Е. Юдахин. – С. 122

 

Термогидродинамические исследования вертикальных скважин с трещиной гидравлического разрыва пласта/ М. Х. Хайруллин, В. Р. Гадильшина, М. Н. Шамсиев, П. Е. Морозов, А. И. Абдуллин, Е. Р. Бадертдинова. – С. 129

 

Численное моделирование энерготехнологического комплекса с реактором торрефикации/ Л. Б. Директор, В. М. Зайченко, В. А. Синельщиков. – С. 133

 

Краткие сообщения

Двухмерное численное моделирование объемного разряда с жидким анодом/ Ал. Ф. Гайсин. – С. 141

 

Экспериментальное исследование акустических свойств стали 04Х19Н9/ В. В. Рощупкин, М. М. Ляховицкий, М. А. Покрасин, Н. А. Минина. – С. 143

 

Теплофизические свойства и термодинамические функции сплава Zn–55Al, легированного бериллием, магнием и празеодимом/ З. Р. Обидов. – С. 146

 

О возможности генерации нестационарных огненных вихрей в условиях осесимметричного горения твердого топлива/ А. Ю. Вараксин, М. Э. Ромаш, В. Н. Копейцев. – С. 150

 

О соотношении между микроканоническим и каноническим распределениями Гиббса/ В. Б. Бобров, С. А. Тригер, О. Ф. Петров. – С. 154

 

Воздействие на преграду потока воздуха, содержащего твердые частицы/ А. Л. Котельников, Т. В. Баженова, Г. Ю. Бивол, Д. А. Ленкевич. – С. 158

 

Тематический указатель тома 54, 2016 г. – С. 161

 

Теплофизика и аэромеханика. – 2017. – Т. 24, № 1

http://www.sibran.ru/journals/TiA/

Содержание:

О критериях подобия при экспериментальном моделировании движения летательных аппаратов с помощью маломасштабных моделей/ Е.А. Часовников, С.А. Часовников. – С. 1- 6

 

Численное моделирование неравновесных течений на основе поуровневого описания в коммерческих пакетах программ/ О.В. Кунова, Г.В. Шоев, А.Н. Кудрявцев. – С. 7 – 18

 

Новые гиперболические модели запыленного газа/ В.С. Суров. – С. 19 – 34

 

Численное исследование интерференционных эффектов, возникающих в воздушном потоке при обтекании комплекса зданий сложной формы/ С.А. Вальгер, Н.Н. Федорова, А.В. Федоров. – С. 35 – 44

 

Исследование динамических характеристик омического подогревателя аэродинамической трубы/ В.М. Гилёв, С.И. Шпак. – С. 45 – 52

 

Численное исследование охлаждения высокотемпературного металлического цилиндра потоком газожидкостной среды/ А.М. Липанов, С.С. Макаров, А.И. Карпов, Е.В. Макарова. – С. 53 – 60

 

Автоколебательные пульсации давления в этаноле при захолаживании нагревателя/ А.А. Левин, Э.А. Таиров, В.А. Спиряев. – С. 61 – 72

 

Деформация пузырька, образованного в результате слияния кавитационных включений, и ударной волны в нем при его сильном расширении и сжатии/ А.А. Аганин, М.А. Ильгамов, Т.Ф. Халитова, Д.Ю. Топорков. – С. 73 – 82

Анализ и оптимизация газотермического напыления по скорости и температуре конденсированной фазы потока/ А.В. Долматов, И.П. Гуляев, В.И. Кузьмин, Е.А. Лысков, К.А. Ермаков. – С. 83 – 94

 

Моделирование теплообмена при трехмерной естественной конвекции наножидкостей CuO/вода с помощью решеточного метода Больцмана/ Д. Алинеджад, Д.А. Эсфахани. – С. 95 – 108

 

Представление фазового перехода для полупрозрачных материалов в рамках задачи Стефана/ Н.А. Рубцов, С.Д. Слепцов. – С. 109 – 113

 

Влияние теплового излучения на смешанное конвективное течение в пограничном слое вязкоупругой жидкости на поверхности круглого цилиндра с постоянной температурой/ Х. Ахмад, Т. Джавед, А. Гаффари. – С. 115 – 125

 

Моделирование параметров температурного режима при изготовлении стеклометаллокомпозита/ О.Н. Любимова, С.А. Дрюк. – С. 127 – 135

 

Теплопроводность смеси R-410A в паровой фазе/ О.И. Верба, Е.П. Расчектаева, С.В. Станкус. – С. 137 – 141

 

Способы увеличения ресурса электродов в дуговых плазмотронах/ А.С. Аньшаков, В.А. Фалеев, В.С. Чередниченко. – С. 143 – 148

 

Исследование эффективности регенеративного охлаждения прямоточной камеры сгорания продуктами газификации энергоконденсированного

Материала/ И.С. Аверьков, К.Ю. Арефьев, А.В. Байков, Л.С. Яновский. – С. 149 – 160

 

Методические особенности исследования микроТЭС на базе двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и когенерацией/ П.А. Щинников, В.Г. Томилов, Д.С. Синельников. – С. 161 – 166

 

Электричество. – 2017. – № 3

http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1771728

Содержание:

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ/ Труфанов В.В., Апарцин А.С., Маркова Е.В., Сидлер И.В. – С. 4-11

 

АКТИВНЫЕ МОЩНОСТИ ГАРМОНИК В УЗЛАХ ПРИСОЕДИНЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ НАГРУЗОК К СЕТИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ/ Коверникова Л.И. – С. 12-20

 

ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РЕЖИМА ПО СИНХРОНИЗИРОВАННЫМ ВЕКТОРНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ/ Баламетов А.Б., Халилов Э.Д., Исаева Т.М. – С. 20-28

 

ОБУЧЕНИЕ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ НА МАЛОМ ОКНЕ НАБЛЮДЕНИЯ/ Лямец Ю.Я., Воронов П.И., Мартынов М.В., Маслов А.Н. – С. 28-33

 

БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ОДНОПОЛУПЕРИОДНОЙ КОММУТАЦИЕЙ/ Гридин В.М. – С. 33-37

 

ВЕКТОР ПОЙНТИНГА И НОВАЯ ТЕОРИЯ ТРАНСФОРМАТОРА. ЧАСТЬ 4. «АНАТОМИЯ» ТРАНСФОРМАТОРА/ Шакиров М.А. – С. 37-49

 

ПОЛЕВАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ/ Афанасьев А.А. – С. 50-59

 

ИЗ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ЗЁРНОВ (К 110-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ). – С. 60-61

 

ХРОНИКА

XХIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ И МАТЕРИАЛЫ (ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)». – С. 62-64

ВИКТОР ЯКОВЛЕВИЧ БЕСПАЛОВ (К 80-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ). – С. 65

Глава 1 – Основные концепции энергии *

Глава 1 – Основные концепции энергии *

---

* Автор: W.S. Университет Хульшера Твенте, Нидерланды

---

1. Введение
2. Формы энергии
3. Преобразование энергии
4. Энергия и мощность
5. Источники энергии
6. Некоторые примечания по энергии терминология
7. Энергопоток
8. Энергетические единицы и размеры
9. Энергетические потери и КПД
10.Эквивалентность и замена энергетических форм
11. Энергетический баланс
12. Потребности в энергии процесса и валовые потребности в энергии
13. Примеры расчетов преобразования энергии

---

Энергия участвует во всех жизненных циклах, и она важна в сельском хозяйстве так же, как и во всех других видах производственной деятельности. Элементарная пищевая цепочка уже показывает потребность в энергии: культурам нужна энергия. Для выращивания урожая от солнечного излучения требуется энергия человеческого тела, а для приготовления пищи нужна энергия из биомассы в огне.Пища, в свою очередь, снабжает организм энергией.

Интенсификация производства продуктов питания для повышения урожайности с гектара и любые другие достижения в сельскохозяйственном производстве подразумевают дополнительные операции, все из которых требуют энергии. Например: подготовка и обработка земли, внесение удобрений, орошение, транспортировка и обработка сельскохозяйственных культур. Для поддержки этих операций используются инструменты и оборудование, для производства которых также требуется энергия (на лесопильных заводах, в металлургических процессах, в цехах и фабриках и т. Д.).

Основные изменения в сельском хозяйстве, такие как механизация и так называемая «зеленая революция», подразумевают серьезные изменения в отношении энергетики. Механизация означает изменение источников энергии и часто чистое увеличение использования энергии. Зеленая революция дала нам высокоурожайные сорта. Но их также можно назвать сортами с низким содержанием остатков (т. Е. На единицу урожая). И именно остатки имеют значение как источник энергии для больших групп сельского населения.

Другие отрасли сельской жизни также нуждаются в энергии.Примерами являются обеспечение жильем, отопление помещений, водоподъем, строительство дорог, школ и больниц. Кроме того, общественная жизнь нуждается в энергии для освещения, развлечений, общения и т. Д. Мы наблюдаем, что развитие часто подразумевает дополнительную энергию, а также различные формы энергии, такие как электричество.

Энергия – дефицитный ресурс, по крайней мере, для некоторых групп людей в некоторых местах и, возможно, для мира в целом. В таком случае рациональное использование энергии необходимо по экономическим и экологическим причинам.Это относится к сельскому хозяйству в такой же степени, как и к любому другому сектору экономики. Ключом к рациональному использованию энергии является понимание роли энергии. Следующие разделы призваны помочь понять использование энергии в сельском хозяйстве и развитии сельских районов. Это должно способствовать общению между специалистами по планированию сельского хозяйства и специалистами в области энергетики. Любой, кто знаком с концепциями энергетики, должен пропустить эту главу и сразу же прочитать главу 2.

Энергия может существовать в различных формах. Примеры:

– Излучение энергия: излучение солнца содержит энергию, а также излучение света или огня.Больше солнечной энергии доступно, когда излучение более интенсивное и когда оно собирается на большей площади. Свет – это видимая часть излучения;

– Химическая промышленность энергия: древесина и нефть содержат энергию в химической форме. То же самое и со всеми остальными материалами, которые могут гореть. Содержание химической энергии тем больше, чем больше теплотворная способность (теплотворная способность) материала и, конечно же, чем больше у нас материала. Также одушевленная энергия (доставляемая телами людей и животных), по сути, является химической энергией.Кроме того, батареи содержат химическую энергию;

– Потенциальная энергия : это, например, энергия водоема на определенной высоте. Вода может упасть и, следовательно, содержит определенное количество энергии. Больше потенциальной энергии доступно, когда воды больше и когда она находится на большей высоте;

– Кинетическая энергия : это энергия движения, как при ветре или в потоке воды. Чем быстрее течет ручей и чем больше в нем воды, тем больше энергии он может доставить.Точно так же больше энергии ветра доступно при более высоких скоростях ветра, и больше ее может потребляться более крупными роторами ветряных мельниц;

– Тепловая энергия или тепло: это указывается температурой. Чем выше температура, тем больше энергии присутствует в виде тепла. Кроме того, более крупное тело содержит больше тепла;

– Механическая энергия или энергия вращения, также называемая мощностью на валу : это энергия вращающегося вала . Количество доступной энергии зависит от маховика вала, т.е.э.:. от силы, которая заставляет вал вращаться;

– Электроэнергия Энергия: динамо-машина или генератор и аккумулятор могут поставлять электрическую энергию. Чем выше напряжение и сила тока, тем больше электроэнергии доступно.

Обратите внимание, что иногда под «формой энергии» подразумевается источник энергии (см. Раздел 5) или даже конкретное топливо (например, нефть или уголь).

«Использование» энергии всегда означает преобразование энергии из одной формы в другую.Например, при отоплении помещений мы используем энергию, то есть преобразуем химическую энергию древесины в тепло. Или, при лифтовом орошении, дизельный двигатель преобразует химическую энергию нефти в механическую энергию для приведения в действие вала насоса, который, в свою очередь, преобразует мощность вала в потенциальную энергию воды (то есть поднимает воду на большую высоту).

«Производство» энергии также означает преобразование энергии из одной формы в другую. Можно сказать, что дизельный двигатель вырабатывает энергию, что означает, что двигатель преобразует химическую энергию масла в механическую.Кроме того, ветряная турбина вырабатывает энергию, что означает, что она преобразует кинетическую энергию ветра в механическую. А солнечный фотоэлемент вырабатывает энергию, преобразуя энергию излучения в электричество.

Выработка энергии, по сути, связана с источником энергии, тогда как использование энергии служит конечному использованию энергии. Между ними энергия может проходить через несколько этапов преобразования. Слова «генерация» и «использование» немного сбивают с толку, потому что на самом деле никакая энергия не может быть создана или уничтожена.Все, что мы можем сделать, это преобразовать энергию из одной формы в другую. При производстве энергии мы делаем энергию доступной из источника, преобразовывая ее в другую форму. Используя энергию, мы также преобразуем энергию, часто из некоторой промежуточной формы в полезную форму. Во всех преобразованиях мы обнаруживаем, что часть энергии теряется. Это не означает, что он разрушен, а скорее, что он потерян для наших целей из-за рассеивания в виде тепла или иным образом (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Преобразование энергии

Преобразование энергии может происходить из любой формы энергии практически в любую другую форму энергии. (Некоторые преобразования не имеют практического значения.) Какое преобразование требуется, зависит от наших целей. Например, для выработки электроэнергии мы преобразуем потенциальную энергию гидроресурсов в механическую энергию, тогда как при перекачивании воды для лифтового орошения мы делаем обратное. И с фотоэлектрическими элементами мы преобразуем энергию излучения в электричество, тогда как с лампочками мы делаем наоборот.

В таблице 5 раздела 9 приведены примеры преобразований и некоторые типичные значения КПД преобразователей энергии.

В разделе 13 показаны некоторые расчеты преобразования энергии.

Энергия и мощность взаимосвязаны, но совершенно разные понятия. Бак с бензином содержит определенное количество энергии. Мы можем сжечь этот бензин за определенный период времени, то есть преобразовать энергию бензина в механическую энергию, возможно, для питания автомобиля. Мощность – это энергия, произведенная за единицу времени.Процесс горения может быть быстрым или медленным. В случае более быстрого сгорания вырабатывается больше мощности. Очевидно, что в случае выработки большой мощности резервуар опустеет раньше, чем в случае выработки малой мощности. Если мощность – это энергия в единицу времени, тогда энергия – это мощность, умноженная на период времени. Например, если бык выдает определенное количество энергии, то по истечении определенного периода времени он будет доставить определенное количество энергии, то есть мощность, умноженную на период времени.

Тот же принцип применяется ко всем другим видам преобразования энергии, будь то для производства или использования энергии.Это означает, что мы характеризуем энергоресурсы в единицах энергии (количество энергии, которое они содержат), а устройства преобразования энергии в единицах мощности (количество энергии, которое они могут производить или потреблять).

Более пристальный взгляд на список форм энергии в разделе 2 показывает, что некоторые из них фактически были описаны в терминах мощности (излучение, кинетическая, механическая и электрическая энергия). Они становятся величинами энергии, когда мы указываем период времени, в течение которого мощность доставляется, и умножаем мощность на этот период времени.Также в разделе 2 количества химической, потенциальной и тепловой энергии становятся величинами мощности, когда мы делим их на период времени, в течение которого количество энергии преобразуется.

Источники энергии частично соответствуют формам энергии раздела 2, но не полностью. Следующие источники энергии могут быть актуальны для сельской местности.

– Биомасса. Мы различаем древесную биомассу (стебли, ветви, кустарники, живые изгороди, ветки) и недревесную биомассу (стебли, листья, трава и т. Д.)) и растительные остатки (жом, шелуха, стебли, скорлупа, початки и т. д.). Энергия преобразуется посредством сжигания (сжигания), газификации (превращение в газ) или анаэробного сбраживания (производство биогаза). В идеале для сжигания и газификации требуется сухая биомасса, тогда как для анаэробного сбраживания вполне может использоваться влажная биомасса. Подготовка топлива может включать измельчение, смешивание, сушку, карбонизацию (т. Е. Производство древесного угля) и брикетирование (т. Е. Уплотнение остатков сельскохозяйственных культур и другой биомассы).

– Навоз животных и человеческих экскрементов.Энергия преобразуется путем прямого сжигания или анаэробного сбраживания.

– Анимация энергии. Это энергия, которую люди и животные могут доставить, выполняя работу.

– Солнечное излучение, т.е. энергия солнца. Мы различаем прямолинейное излучение и диффузное (отраженное) излучение. Прямое излучение собирается только тогда, когда коллектор обращен к солнцу. Рассеянное излучение менее интенсивно, но исходит со всех сторон, а также присутствует в пасмурный день.Солнечная энергия может быть преобразована с помощью тепловых солнечных устройств (генерирующих тепло) или фотоэлектрических элементов (генерирующих электричество). Для солнечных устройств с прямым лучом (тепловых или фотоэлектрических) потребуется механизм слежения, чтобы устройство было постоянно обращено к солнцу.

– Гидроресурсы, т.е. энергия из водохранилищ и ручьев. Мы различаем: озера с водохранилищами, естественные истоки (водопады), плотины и русловые системы. Гидроэнергия может быть преобразована с помощью водяных колес или гидротурбин.

– Энергия ветра, т.е. энергия ветра. Ветровые машины могут быть предназначены как для выработки электроэнергии, так и для подъема воды (для орошения и питьевой воды).

– Ископаемое топливо, как уголь, нефть и природный газ. В отличие от предыдущих источников энергии, ископаемые источники энергии невозобновляемые.

– Геотермальная энергия, то есть энергия, содержащаяся в форме тепла в земле. Различают тектонические плиты (в вулканических областях) и геопрессованные резервуары (могут быть где угодно).Геотермальная энергия, строго говоря, невозобновляемая, но количество тепла в земле настолько велико, что по практическим соображениям геотермальная энергия обычно считается возобновляемой. Геотермальная энергия может быть использована только в местах, где высокие температуры земли приближаются к поверхности земли.

Этот список содержит только первичных источников энергии. Это источники энергии, которые присутствуют в нашей природной среде. Вторичные источники энергии, такие как батареи, сюда не входят.

Мы видим, что первичные источники энергии не являются конечными источниками энергии. Например, живая энергия поступает из биомассы, тогда как энергия биомассы в конечном итоге исходит от солнца. Помимо геотермальной и ядерной энергии, все наши так называемые первичные источники энергии в конечном итоге получают энергию от солнца!

В разделе 10 обсуждаются методы сравнения энергоемкости источников энергии.

Источники энергии иногда классифицируют по следующим характеристикам: возобновляемые, традиционные, коммерческие и т. Д.Терминология довольно неоднозначна, так как значение слов часто зависит от контекста. Некоторые коннотации даны ниже.

Возобновляемые источники обычно противопоставляется ископаемым. Возобновляемые источники энергии: биомасса, живая энергия, солнечная энергия, энергия воды и ветра, а также геотермальная энергия. Ископаемая энергия содержится в угле, нефти и природном газе.

Традиционная энергия часто противопоставляется нетрадиционной энергии , а также новой энергии.Однако то, что считать традиционным, зависит от того, к чему вы привыкли. В индустриальных обществах, которые используют ископаемое топливо, возобновляемые источники энергии, такие как биомасса и живая энергия, часто называют традиционными. В то же время инженеры, работающие над «новыми» видами энергии, такими как энергия ветра или солнца, часто считают ископаемое топливо традиционным. По-видимому, традиционными люди называют те формы, к которым они на самом деле , а не .

Новые и возобновляемые источники энергии часто объединяются.Они исключают ископаемую и ядерную энергию.

Коммерческая энергия контрастирует с некоммерческой энергией , а иногда и с традиционной энергией . Коммерческая энергия, безусловно, включает энергию из ископаемого топлива, которое было монетизировано, а также некоторые формы новых и возобновляемых источников энергии, которые являются частью денежной экономики. Биомасса и некоторые другие источники возобновляемой энергии (тепловая солнечная энергия) иногда считаются некоммерческими, поскольку они считаются свободно доступными.Однако во многих областях за топливо из биомассы приходится платить!

Как мы видели, производство и использование энергии означает преобразование энергии из одной формы в другую. Часто подразумеваются промежуточные шаги. Энергия проходит через ряд форм, а также через этапы преобразования между источником и конечным потребителем. Соответственно увеличиваются и затраты. Мы различаем первичную, вторичную, конечную и полезную энергию.

Примером является поток энергии, связанный с древесным углем.Здесь первичной формой энергии является древесина. Древесина превращается в древесный уголь в угольной печи. Древесный уголь – это вторичный вид энергии, и он транспортируется к потребителю. Потребитель покупает на рынке древесный уголь, и это называется конечной энергией. В конечном итоге потребитель превращает древесный уголь в тепло для приготовления пищи. Тепло – это полезная энергия.

Другой пример потока энергии: первичная энергия в виде гидроресурсов, вторичная энергия в виде электричества на гидроэлектростанции, конечная энергия в виде электричества на лесопильном заводе и полезная энергия в форма вала мощности для распиловки.

энергия	технология	примеры
первичный		уголь, древесина, гидроэнергетика, навоз, нефть и т. Д.
	преобразование	электростанция, печь, нефтеперерабатывающий завод, варочный котел
вторичный		рафинированное масло, электричество, биогаз
	транспорт / трансмиссия	грузовые автомобили, трубы, провода
финал		дизельное топливо, древесный уголь, электричество, биогаз
	преобразование	двигатели, обогреватели, печи
полезный		мощность на валу, тепло

Поток энергии представлен на диаграмме на рисунке 2.Это относится к следующей терминологии.

Первичная энергия – это энергия, доступная в естественной среде, то есть первичный источник энергии.

Вторичная энергия – энергия, готовая к транспортировке или передаче.

Конечная энергия – это энергия, которую потребитель покупает или получает.

Полезная энергия – это энергия, которая вводится в приложение конечного использования.

Обратите внимание, что полезная энергия почти всегда выражается либо в виде тепла, либо в виде мощности на валу.Для некоторых конечных пользователей (например, оборудования связи) электричество является формой полезной энергии.

Обратите внимание, что в некоторых случаях первичная энергия одновременно является вторичной и даже конечной энергией (например, древесина, собранная для приготовления пищи, или оживляющая сила для вытягивания).

Разбивка первичной энергии на полезную имеет значение, потому что на каждом этапе преобразования теряется некоторая энергия. Чтобы снизить затраты и избежать ненужных потерь, мы всегда стремимся исключить ненужные шаги в потоке энергии.

Кроме того, разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Мы не можем просто добавить первичную энергию, скажем, к конечной энергии! (см. раздел 10.)

До сих пор мы обсуждали энергетику с качественной точки зрения. Чтобы продолжить, мы должны обсудить энергию количественно. Это означает, что нам нужны единицы для измерения количества энергии и связанных понятий. Мы используем международную систему единиц (единицы СИ), которая основана на размерах и основных единицах, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Основные единицы СИ

размер	базовый блок	символ
длина	метр	м
масса	килограмм	кг
время	Второй	с
электрический ток	ампер	А
температура	кельвин	° K

Единицей измерения энергии в этой системе единиц является джоуль (Дж), а единицей мощности – ватт (Вт).Эти и многие другие единицы могут быть производными от основных единиц СИ. Взаимосвязь между некоторыми производными единицами СИ и основными единицами СИ представлена ​​в таблице 2.

Таблица 2. Производные единицы СИ

размер	шт.	символ
площадь	квадратных метров	м²
объем	м3	м³
скорость	метр в секунду	м / с
разгон	метр в секунду	м / с²
давление	паскаль	Па (= Н / м)
объемный расход	кубометров в секунду	м ³ / с
массовый расход	килограмм в секунду	кг / с
плотность	килограмм на кубический метр	кг / м³
сила	ньютон (*)	Н (= кг.м / с²)
энергия	джоуль (**)	Дж (= Н-м)
мощность	Вт	Вт (= Дж / с)
поток энергии	ватт на квадратный метр	Вт / м²
теплотворная способность	джоуль на килограмм	Дж / кг
удельная теплоемкость	джоуль на килограмм кельвина	Дж / кг.К
напряжение	вольт	В (= Вт / А)

(*) Сила, действующая на массу в 1 кг, равна ок. 10 Н.
(**) Энергия, необходимая для подъема 1 кг на 1 метр. Обратите внимание, что = W.s.

В некоторых странах или в конкретном контексте также используются единицы, отличные от единиц СИ. Их можно преобразовать в единицы СИ, более удобные для расчетов. Преобразование некоторых единиц, не относящихся к системе СИ, в единицы СИ приведено в таблице 3 для энергии и мощности.

Таблица 3. Преобразование внесистемных единиц

Внесистемная единица измерения энергии	символ	эквивалент в единицах СИ
эрг	эрг	10- 7 Дж
фут-фунт сила	футов.фунт-сила	1,356 Дж
калорий	кал	4,187 Дж
Килограммусомер	кгс.м	9,8 Дж
Британская тепловая установка	британских тепловых единиц	1,055 x 10 3 Дж
л.с. · час (метрическая система)	л.с.ч.	2.646 x 10 6 Дж
л.с. · час (ГБ)	л.с. / ч	2,686 x 10 6 Дж
киловатт-час	кВтч	3,60 x 10 6 Дж
баррель нефтяного эквивалента	н.э.	6.119 x 10 9 Дж
тонн эквивалента древесины	–	9,83 x 10 9 Дж
тонн угольного эквивалента	тройник	29,31 x 10 9 Дж
тонн нефтяного эквивалента	палец	41,87 x 10 9 Дж
четырехъядерный (PBtu)	–	1.055 x 10 18 Дж
тера ватт год	TWy	31,5 x 10 18 Дж

Внесистемная единица измерения мощности	символ	эквивалент в единицах СИ
фут-фунт в час	футов.фунт / ч	0,377 x 10 -3 Вт
калорий в минуту	кал / мин	69,8 x 10 -3 Вт
Британская тепловая единица в час	БТЕ / ч	0,293 Вт
Британская тепловая единица в секунду	БТЕ / с	1.06 x 10 3 Вт
килокалорий в час	ккал / ч	1,163 Вт
фут-фунт-сила в секунду	фут-фунт-сила / с	1,356 Вт
калорий в секунду	кал / с	4,19 Вт
килограмм-сила-метр в секунду	кгс.м / с	9,8 Вт
лошадиных сил (метрическая система)	л.с.	735,49 Вт
л.с. (ГБ)	л.с.	746 W

Степень десяти часто сокращается путем записи префиксов перед единицей. Например, символ G означает гига, что означает 10 в степени 9, т.е.е. миллиард. Тогда один миллиард Вт записывается как 1 ГВт (один гигаватт). Общие префиксы приведены в таблице 4.

Таблица 4. Префиксы SI

префикс	символ	множитель
exa	E	10 18
пета	П	10 15
тера	т	10 12
гига	г	10 9 (= 1 000 000 000)
мега	М	10 6 (= миллион)
кг	к	10 3 (= тысяча)
га	ч	10 2 (= сто)
дека	да	10 1 (= десять)
деци	д	10 -1 (= десятая часть)
сенти	с	10 (= сотая)
милли	м	10 -3 и т. Д….
микро	u	10 -6
нано	п	10 -9
пик	П	10 -12
фемто	ф	10 -15
атто	а	10 -18

Величины форм энергии

Теперь, когда у нас есть единицы измерения энергии, мы можем проводить количественные сравнения и расчеты.Следующие результаты дают нам некоторое представление о величинах энергии, представленной в различных формах энергии.

Все примеры эквивалентны примерно 100 кДж;

– излучение солнца на крыше дома (около 40 м²) за 2,5 с

– энергия, выделяемая при сжигании 3,5 г угля или 2,9 г бензина; или энергия, хранящаяся в 1/4 ломтика хлеба

– крупный объект (1000 кг) на высоте 10 м

– энергия, вырабатываемая ветряком диаметром 3 м при скорости ветра 5 м / с (ветерок) в течение 20 минут; или энергия, запасенная в массе автомобиля (1000 кг), движущегося со скоростью 50 км / ч, тепло, выделяемое при охлаждении трех чашек кофе (0.4 кг) от 80 ° С до 20 ° С; или энергия, необходимая для плавления 0,3 кг льда

– железный маховик диаметром 0,6 м и толщиной 70 мм, вращающийся со скоростью 1500 оборотов в секунду.

– энергия, потребляемая электрической лампочкой мощностью 100 Вт за 17 минут

Раздел 13 иллюстрирует использование единиц энергии в некоторых расчетах преобразования энергии.

Как было сказано в разделе 3, преобразование энергии всегда влечет за собой потери энергии. Это приводит нас к следующему понятию эффективности.Некоторое количество энергии в определенной форме помещается в машину или устройство для преобразования в другую форму энергии. Выходная энергия в желаемой форме – это только часть входящей энергии. Баланс – это потеря энергии (обычно в виде рассеянного тепла). Это означает, что преобразователь имеет КПД менее 100%.

Эффективность преобразователя энергии теперь определяется как количество энергии в желаемой форме (выходная энергия), деленное на количество энергии, затраченной на преобразование (входная энергия).КПД обычно выражают греческой буквой h .

Отсюда:

В таблице 5 приведены некоторые типичные значения КПД преобразователей энергии.

Таблица 5. Некоторые типичные значения КПД преобразователей энергии

Преобразователь	форма входной энергии	форма выходной энергии	КПД%
бензиновый двигатель	химическая	механическая	20-25
дизельный двигатель	химическая	механическая	30-45
электродвигатель	электрика	механическая	80-95
котельно-турбинный	термический	механическая	7-40
гидравлический насос	механическая	потенциал	40-80
гидротурбина	потенциал	механическая	70-99
гидротурбина	кинетическая	механическая	30-70
генератор	механическая	электрика	80-95
аккумулятор	химическая	электрика	80-90
солнечная батарея	радиация	электрика	8-15
солнечный коллектор	радиация	термический	25-65
лампа электрическая	электрика	свет	ок.5
водяной насос	механическая	потенциал	ок. 60
водонагреватель	электрика	термический	90-92
плита газовая	химическая	термический	24 – 30

В некоторых из этих преобразователей промежуточные формы энергии встречаются между формой входной энергии и формой выходной энергии.Например, в дизельных двигателях промежуточной формой является тепловая энергия.

Когда тепловая энергия используется в качестве входной или промежуточной формы, эффективность обычно низкая.

Преобразователем энергии может быть устройство, процесс или целая система. Пример эффективности системы преобразования энергии приведен в таблице 6. Общая эффективность равна произведению эффективности различных компонентов системы. Мы видим, что она действительно может быть очень низкой.

Таблица 6

форма энергии	преобразователь энергии	КПД
химическая энергия
	дизельный двигатель	30%
механическая энергия
	генератор	80%
электричество
	электродвигатель	80%
механическая энергия
	водяной насос	60%
потенциальная энергия
КПД системы = 30% x 80% x 80% x 60% = 12%

КПД системы преобразования энергии:
Пример

Там, где энергия является дефицитным ресурсом, мы хотим, чтобы эффективность преобразования была высокой, чтобы сэкономить энергию.Но более высокая эффективность часто подразумевает более высокие затраты на лучшее оборудование. Оптимизация, с одной стороны, затрат на энергию и, с другой стороны, затрат на оборудование, является основной задачей энергетического планирования. Проблема оптимизации отличается, когда источники энергии являются бесплатными (например, с ветровыми, солнечными и некоторыми гидроисточниками). Таким образом, энергоэффективность имеет ограниченное значение, и при выборе технологии следует руководствоваться экономической эффективностью оборудования.

Очень высокий КПД системы может быть получен, когда тепловые потери от одного преобразователя используются в качестве энергозатрат в другом.Мы называем это использованием отходящего тепла. Это применимо, например, в переработке сельскохозяйственной продукции, где тепло промышленных преобразователей используется для сушки продуктов. Когенерация – еще один пример, то есть использование «отходящего» тепла от производства электроэнергии для целей технологического тепла в промышленности.

В принципе, энергоемкость топлива известна, когда топливо указано в спецификации. Для химической энергии содержание энергии дается как теплотворная способность или теплотворная способность топлива.Единицей измерения может быть МДж / кг. Таким образом, мы можем сравнивать разные виды топлива с разным содержанием энергии. Мы можем вычислить, сколько одного топлива эквивалентно количеству другого топлива. Для количественной оценки энергоресурсов мы иногда используем уголь в качестве эталона, и единица для сравнения – эквивалент в тонне угля (тройник). Тогда определенное количество энергоресурса характеризуется своим тройником. То есть ресурс имеет энергоемкость, эквивалентную многим тройкам.

В качестве альтернативы, мы можем выразить энергетический эквивалент ресурса в тоннах нефтяного эквивалента (тнэ) или в баррелях нефтяного эквивалента (бнэ).В таблице 7 приведены эквивалентные значения некоторых видов топлива.

Таблица 7. Значения энергетического эквивалента некоторых видов топлива

топливо	шт.	тонн угольного эквивалента	тонн нефтяного эквивалента	баррелей нефтяного эквивалента	ГДж (*)
уголь	тонн	1.00	0,70	5,05	29,3
дрова (**) (воздушная сушка)	тонн	0,46	0,32	2,34	13,6
керосин (реактивное топливо)	тонн	1.47	1,03	7,43	43,1
природный газ	1000 м 3	1,19	0,83	6,00	34,8
бензин	бочка	0.18	0,12	0,90	5,2
газойль / дизельное топливо	бочка	0,20	0,14	1,00	5,7

(*) Обратите внимание, что ГДж / тонна совпадает с МДж / кг.

(**) Обратите внимание, что энергетический эквивалент древесины может изменяться в 3 раза в зависимости от влажности древесины.

Однако то, чего мы можем достичь с помощью количества энергии, во многом зависит от того, как она используется, то есть от эффективности применяемых преобразователей энергии. Как мы видели в Разделе 9, КПД может сильно различаться для разных преобразователей. Таким образом, эквивалент энергии имеет для нас ограниченное применение. На практике при сравнении источников энергии нас больше интересует восстановительная стоимость формы энергии. Последний указывает, сколько этой формы энергии требуется для выполнения той же работы (т.е. служат для того же использования) в качестве другой формы энергии или топлива. Опять же, в качестве ссылки иногда используется уголь. Замещающая стоимость формы энергии, опять же, выражается в тройнике. Однако это значение будет отличаться от эквивалентного значения этой формы энергии.

Простой способ сравнения значений замены различных форм энергии – это указать, сколько единиц формы энергии (или топлива) может заменить один кг угля. Мы называем это коэффициентом замещения топлива. Коэффициенты замещения некоторых видов энергии в домах по сравнению с углем приведены в таблице 8, взятой из конкретного обследования.(В качестве альтернативы, аналогичная таблица может быть составлена ​​с маслом в качестве эталона.) Следует отметить, что цифры служат только в качестве примера, поскольку они зависят от фактической эффективности применяемых методов преобразования.

Таблица 8. Коэффициент замещения угля некоторых видов энергии

форма энергии или топливо	шт.	Коэффициент замещения угля (кг угля на единицу)
Жмых навоза	кг	0.30
растительные отходы	кг	0.60
дрова	кг	0,70 – 0,95
мягкий кокс	кг	1,50
уголь	кг	1.80
керосир (лампа)	1	2,10
керосин (плита)	1	5,20 – 7,00
электричество	кВтч	0,70

(Коэффициент замещения угля – это количество кг угля, которое требуется для эффективной замены 1 единицы энергии или топлива при определенных допущениях.)

Хорошие примеры замены угля – керосиновая лампа и керосиновая печь. Угольный эквивалент керосина составлял 1,47, что означает, что теплотворная способность 1 кг керосина равна теплоте сгорания 1,47 кг угля. Однако коэффициент замещения угля для керосиновой лампы составляет 2,10, а это означает, что для получения такого же количества света, как из 1 кг керосина, потребуется 2,10 кг угля. А коэффициент замещения угля в керосиновой печи составляет около 6, что означает, что для получения такого же количества тепла в котле требуется 6 кг угля, чем от 1 кг керосина.

В Разделе 7 было упомянуто, что разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Это иллюстрируется предыдущим обсуждением эквивалентности энергии и замены энергии. Мы можем добавить первичные энергоресурсы конкретного региона, сложив энергетические эквиваленты всех различных доступных первичных энергоресурсов. Это даст нам довольно теоретическую цифру, поскольку не говорит, что можно сделать с таким количеством энергии. Мы также можем добавить, скажем, потребление конечной энергии для определенного сектора в регионе и рассчитать это в восстановительной стоимости угля.Или мы можем рассмотреть, скажем, количество полезной энергии для конкретных конечных пользователей и выразить это в восстановительной стоимости нефти (или угля). Для расчета значений замены мы должны знать методы преобразования и их эффективность, которые участвуют в потоке энергии.

Энергетический баланс региона (или страны) – это совокупность отношений, учитывающих всю энергию, которая производится, преобразовывается и потребляется за определенный период. Это основное уравнение баланса энергии:

источник + импорт = экспорт + изменение запасов + использование + потери

Рассмотрим баланс первичной энергии.

Источники – это местные (или национальные) первичные источники энергии, такие как уголь, гидроэнергетика, биомасса, животные и т. Д.

Импорт – это источники энергии, поступающие из-за пределов региона (или страны).

Экспорт идет в другие регионы (или страны).

Изменения запасов – это сокращение запасов (например, леса, угля и т. Д.) И складских запасов.

Использование может быть определено по секторам, по форме энергии, по конечному использованию и т. Д., как требуется.

Убытки – технические и административные потери:

· технические потери связаны с переоборудованием и транспортировкой или передачей
· административные убытки связаны с незарегистрированным потреблением.

Энергетический баланс обычно относится к году и может быть составлен за несколько лет подряд, чтобы показать изменения во времени.

Энергетические балансы могут быть агрегированными или очень подробными, в зависимости от их функций.Они также могут быть детально проработаны, показывая всевозможные структурные отношения между производством и потреблением энергии и определяя различные промежуточные формы энергии.

Энергетический баланс также может быть установлен для деревни, домашнего хозяйства, фермы или сельскохозяйственной единицы. Он покажет ввод энергии в различных формах, энергию конечного использования и потери. Специфическим для энергетических балансов сельскохозяйственных систем является тот факт, что части выходов системы являются, в то же время, входами энергии в систему (сельскохозяйственные остатки, навоз).

Энергетические балансы должны быть построены на основе обзоров того, что на самом деле происходит. Это требует обследований энергоресурсов и потребления энергии, а также дополнительных технических энергетических аудитов. Раздел 12 посвящен некоторым аспектам энергоаудита.

Энергетические балансы предоставляют обзоры, которые служат инструментами для анализа текущих и прогнозируемых энергетических позиций. Обзоры могут быть полезны для целей управления ресурсами или для указания вариантов энергосбережения, или для политики перераспределения энергии и т. Д.Однако следует проявлять осторожность, чтобы не отделять энергию от других экономических благ. Это означает, что энергетический баланс не должен рассматриваться как окончательное руководство к действию. Данные по энергетике должны быть переведены в экономические термины для дальнейшего анализа вариантов действий. И, конечно, не менее важны социально-культурные и экологические аспекты.

Использование энергии в сельском хозяйстве или в любой другой производственной системе можно анализировать на разных уровнях.

1. Учитываются прямые затраты энергии в производственном процессе и связанные с этим транспортные требования.

2. То же, что и 1., но, кроме того, учитывается энергия, заключенная в материалах (например, удобрениях) для производственного процесса и связанного с ним транспорта.

3. То же, что и 2., но дополнительно учитывается энергия, необходимая машинам для производства этих материалов ».

4. То же, что и 3., но дополнительно учитывается энергия, необходимая для охлаждения машины. И т.д ….

Какой уровень анализа актуален для кого?

Прежде всего выделим:

GER = Общая потребность в энергии – это общее количество энергии, необходимое для продукта.

например GER молока в Великобритании составляет 5,2 МДж / пинта.

Это включает производство удобрений Energy Co, выращивание травы, кормление коров, переработку молока на молочных фермах и энергию для транспорта.

PER = Требования к энергии процесса – это энергия, необходимая для обработки продукта.

например PER молока в Великобритании составляет 0,38 МДж / пинта.

Это энергия, необходимая для обработки молока на самом молочном заводе.

Обычно, когда PER может быть понижен, в результате GER также будет понижен.Однако так будет не всегда, а может быть и наоборот. Например, энергетическая экономия за счет масштаба иногда может быть достигнута на уровне фермы за счет энергии, требующей инвестиций в инфраструктуру или транспортные средства.

Ответ на вопрос о том, какой уровень анализа является релевантным, очевидно, зависит от того, какая политика или уровень управления задействованы.

Например, для управления на уровне фермы значение PER имеет значение, поэтому первый уровень анализа является релевантным.

Однако для региональных политиков уровень 2 актуален, когда задействованы региональные материалы и ресурсы. Кроме того, будут вызывать озабоченность связи между сельскохозяйственным сектором и другими секторами. Например, крупномасштабные биогазовые варочные котлы могут быть энергоэффективным вариантом для предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, но они могут конкурировать с альтернативным использованием ресурсов (например, навоз в качестве топлива для домашних хозяйств бедняков).

Для национальных политиков может быть актуален уровень 2 или 3.Например, создание заводов по производству энергоемких товаров может быть привлекательным при наличии дешевой энергии (например, производство удобрений).

Анализ PER и GER предоставляет данные для энергетических балансов. Однако эти данные не дают информации о формах энергии или изменениях во времени (сезонности) в потоках энергии и т. Д. Такая информация должна добавляться по мере необходимости.

PER и GER являются частью того, что часто называют энергоаудитом. Это мониторинг использования энергии в производственных системах.Аналогом в системах потребления является анализ конечного потребления энергии. В натуральном сельском хозяйстве системы производства и потребления взаимосвязаны, и эти два подхода необходимо комбинировать в энергетических обследованиях.

Следующие ниже примеры предназначены для иллюстрации методов вычислений, а не для получения точных чисел. Для удобства расчеты производятся в круглых цифрах. В любом случае более точные цифры будут зависеть от точности исходных данных.

13,1 Сколько тепла производит человеческое тело?

Человеку, не выполняющему физическую работу или выполняющему ее очень мало, требуется около 2000 ккал (или меньше) энергии в его ежедневной пище.Тело почти полностью преобразует эту энергию в тепло.

1 день = 24 x 60 x 60 с = 86400 с 1 кал = 4,2 Дж

Следовательно

Мы видим, что человеческое тело, которое не работает, эквивалентно источнику тепла мощностью около 100 Вт – эквиваленту хорошей лампочки.

13,2 Сила масла

Было сказано, что две чайные ложки дизельного топлива эквивалентны работе, выполняемой человеком за день. Это может быть правильно?

Предположим, что мощность, которую может отдать человек за день, составляет 60 Вт (ср.пример 13.3), и что он может делать это по 4 часа в день. Итак, за сутки он доставляет:

60 Вт x 4 часа = 240 Втч = 240 x 3600 Вт = 860 кВт = 860 кДж (1)

Примечание: мощность ок. 60 Вт, получаемые при выполнении работы, превышают 100 Вт, выделяемые телом в виде тепла (см. Пример 13.1). Дополнительная мощность требует дополнительных ккал в пище!

По нашим оценкам, две чайные ложки равны 1/50 литра.

Дизельное топливо имеет энергосодержание 42 МДж / кг.

Для простоты предположим, что 1 литр масла весит 1 кг.

Тогда 1 литр масла содержит 42 МДж, а 2 чайные ложки содержат:

1/50 x 42 МДж = 840 кДж (2)

Примечание : мощность, передаваемая человеком, можно сравнить с мощностью, которую может дать вол, а именно:

от 0,3 до 1,3 л.с. = от 220 до 960 Вт.

Мы видим, что рисунки (1) и (2) примерно одинаковы. Итак – сравнение было правильным!

13.3 Как мы можем проверить, что человеческое тело может выдавать 60 Вт в течение нескольких часов в день?

Фактическое значение можно измерить, и оно может сильно варьироваться в зависимости от многих факторов. Один из способов проверить порядок величины следующий.

Альпинисты знают, что человек может подниматься со скоростью около 300 метров в час. Предположим, что его вес 75 кг. Гравитационная сила, которой он противодействует, тогда равна:

75 x 9,8 Ньютон = 750 Н Энергия, доставляемая человеком за час, составляет:

300 м x 750 Н = 225 кНм = 225 кДж.

Выведенная мощность:

13,4 Как мы можем сравнить энергию быков с энергией древесины?

Мы не можем сравнивать мощность и энергию. Мы можем провести сравнение, только если мы укажем период времени, чтобы связать мощность с энергией. Например, период времени, в течение которого работают волы.

Бык обычно может выдавать 0,8 л.с. Из таблицы 3 по преобразованию единиц, не относящихся к системе СИ, мы видим, что это равно примерно 740 x 0.8 = 600 Вт. Количество энергии, отдаваемой этим волом за год, можно подсчитать, если мы знаем, сколько часов волы работают в году. Предположим, это 4 часа в день в течение 300 дней, т.е. 1200 часов в год. Один час – 3600 с.

Следовательно, энергия одного быка в год составляет:

600 x 1200 x 3600 Вт = 2,600 000 000 = 2,6 ГДж

Таким образом, 4 вола дадут около 10 Дж за год. Из таблицы 3 видно, что это примерно равно количеству энергии в одной тонне (влажной) древесины.

13,5 Действительно ли нам нужно больше энергии под горшком, чем в горшке?

Мы видели, что человеку необходимо в еде ок. 2000 ккал в день (см. Пример 13.1). Это 8,4 МДж / день на одного человека. Мы предполагаем, что пища в основном состоит из продуктов растениеводства, то есть биомассы.

Сухая биомасса, съедобная или нет, обычно имеет энергетическое содержание 18 МДж / кг.

Таким образом, суточная энергия 8,4 МДж может быть доставлена:

Ежегодно биомасса для пищевых продуктов на человека составляет:

365 дней x 0.5 кг / день = 180 кг / год

Мы можем сравнить это количество с количеством биомассы, необходимой домохозяйству в качестве топлива. Из опросов мы знаем, что типичная потребность домохозяйства в топливе для приготовления пищи составляет 500 кг / год сухой биомассы на человека. Следовательно

Это означает, что под кастрюлей требуется примерно в 3 раза больше энергии, чем в кастрюле!

13,6 О цене на сельскую электроэнергию

С потребителя в центре города взимается 0 рупий.75 за кВтч за электроэнергию из национальной сети. В сельской местности у потребителя есть лампа, подключенная к местной микрогидроагрегате, по цене 1 рупий в день. Какой потребитель платит за электроэнергию больше?

Предположим, что фонарь в деревне потребляет мощность 40 Вт и в чате он включен в среднем на 4 часа в день. Это подразумевает потребление энергии:

4 ч x 40 Вт ⁼ 160 Втч = 0,16 кВтч для 1Rs.

Потребитель в городе платит за это количество энергии:

0.16 x 0,75 рупий = 0,12

рупий

Мы видим, что сельский житель платит за электроэнергию примерно в 8 раз больше, чем городской потребитель.

Ссылки

Примеры и данные в основных концепциях энергетики взяты из Международных курсов по планированию энергетики в сельских районах Университета Твенте.

---

Основы энергетики | NREL

Источники энергии либо возобновляемые, , что означает, что их можно легко пополнить, либо невозобновляемые источники энергии, , то есть они используют ограниченные ресурсы.Узнайте о возобновляемых источниках энергии и как мы можем более эффективно использовать невозобновляемые источники энергии.

Посетите U.Веб-сайт Управления энергетической информации США Energy Kids и Сеть климатической грамотности и осведомленности в области энергетики для игр и мероприятий, связанных с энергетикой, образовательных ресурсов для учителей и больше информации об основах энергетики.

Предлагается экспериментальная диагностика зеркального андреевского отражения с использованием спин-орбитального взаимодействия

Спектр возбуждения

Начнем наш анализ со спектра возбуждения уравнения DBdG.Энергия возбуждения ε измеряется относительно энергии Ферми E _F и может быть задана следующим образом: μ = E _F – U ( x ) и. Обратите внимание, что составляющая импульса x k _x в левом, центральном и правом отведениях соответствует,, k ^{e / h} , соответственно. Спектр возбуждений и происходят из зоны проводимости и валентной зоны соответственно.Хорошо известно, что SAR возникает, когда отраженная дырка движется в валентной зоне ниже точки нейтральности, в то время как RAR соответствует дыре в зоне проводимости. Другими словами, SAR доминирует в слаболегированном свинце из нормального металлического графена (энергия Ферми E _F остается около точки нейтральности), в то время как в случае сильно легированного свинца из нормального металлического графена (энергия Ферми E _F находится далеко от точки нейтралитета), RAR является доминирующим.Поэтому, чтобы сравнить влияние SOI на SAR с эффектом на RAR, мы исследуем два ограничивающих режима: E _F = 100Δ ₀ и E _F = 0 по отдельности. Ожидаются качественные различия в спектре возбуждения, а также в процессе рассеяния в двух предельных случаях. Дисперсионные соотношения относительно энергии возбуждения ε показаны на рисунках 2 и 3 для нормальной металлической области (где Δ ( x ) = U ( x ) с x <0).

Рисунок 2

Спектр уравнения DBdG с DSOI и RSOI в зависимости от k _x для q = 0, вычислено с Δ ( x ) = U ( x ) = 0 ( x <0) для энергии Ферми E _F = 100Δ ₀ .

Черные линии и линии × обозначают квазичастичные возбуждения с хиральностью + и – в зонах проводимости, а зеленые линии и линии указывают квазичастичные возбуждения с хиральностью – и + в валентных зонах.Тип возбуждения квазичастиц (электрон / дырка) определяется производной дисперсионного соотношения. Панель ( a ): λ = β = 0. Панель ( b ): λ = 0 и β = 0,5. Панель ( c ): λ = 0,5 и β = 0. Панель ( d ): λ = 1 и β = 0. Панель ( e ): λ = 1 и β = 0,3. Панель ( f ): λ = 1 и β = 0,5. Панель ( г, ): λ = 1 и β = 0,8. Панель ( h ): λ = 1 и β = 1.

Рисунок 3

Спектр уравнения DBdG с DSOI и RSOI как функция k _x для q = 0 и энергия Ферми E _F = 0.

Линии и параметры аналогичны рис. 2.

Сначала рассмотрим случай E _F = 100Δ ₀ , как показано на рис. 2. В отсутствие эффекта КНИ ясно видно на рис. 2 (а), мы находим хорошо известные результаты работы [5]. 30. При электронном возбуждении (выше уровня Ферми) состояние отраженной дырки (ниже уровня Ферми) также находится в зоне проводимости. Заметим, что полосы возбуждения как для электронов, так и для дырок в этом случае сохраняют симметрию частица-дырка и спиновое вырождение.В отсутствие RSOI DSOI открывает промежуток при k _x = 0, каждая из них все еще остается симметричной частица-дырка и имеет двукратное вырождение по отношению к спиновым степеням свободы. Это контрастирует с разделением энергетических зон, создаваемым DSOI в обычном полупроводнике, где каждое состояние зоны становится полностью разрешенным по спину ⁴⁹ . Также важно отметить, что зона (ниже энергии Ферми) подавляется DSOI, что в конечном итоге может закрыть зону.Следовательно, RAR (отраженное отверстие перемещается в зоне проводимости) отключается, когда DSOI превышает определенный порог (β = E _F ). Более того, в отличие от случая отсутствия КНИ (хорошо известной линейной дисперсии энергии графена), полосы возбуждения имеют параболическую дисперсию вблизи энергии Ферми. В отсутствие DSOI, хотя он не приводит к возникновению щели (одна пара ветвей дисперсии имеет щель, а другая пара не имеет щели), но RSOI действительно снимает вырождение спина, как показано на рис. .2 (в, г). В этом случае зона киральности + (ниже энергии Ферми) подавляется RSOI и в конечном итоге исчезает, что приводит к запрету RAR в канале. Важно отметить, что RSOI в графене разительно отличается от RSOI в обычном полупроводнике, где RSOI просто вызывает горизонтальное расщепление с разрешением по спину ⁴⁷ . Однако из-за наличия свободы долин хиральное расщепление в графене не нарушает симметрию относительно обращения времени.Поскольку как DSOI, так и RSOI конечны, спектр возбуждения поднимает симметрию частица-дырка и демонстрирует более богатую структуру, как показано на нижней панели (e), (f), (g), (h). С увеличением DSOI исчезнувшая полоса хиральности + (ниже энергии Ферми) снова появляется и растет. Случай сбалансированных DSOI и RSOI (λ = 2β) довольно особенный, как показано на рис. 2 (f). Во-первых, зона киральности + ниже энергии Ферми достигает своего максимума. Во-вторых, восстанавливается одна пара полос с линейной дисперсией, в то время как другая пара полос с разделением по хиральности остается параболической.Таким образом, удивительно то, что у нас есть уникальная возможность тестировать и сравнивать AR, возникающие между полосами с разными кривыми дисперсии, которые не могут быть реализованы в чистом графене. Когда DSOI доминирует (β> λ), обе зоны с разрешением по киральности (ниже энергии Ферми) исчезают с увеличением DSOI. То есть полосы проводимости в форме мексиканской шляпы трансформируются в параболические полосы для DSOI за пределами определенного значения (β = λ). В результате появляются две затухающие волны RAR, которые дают единичную модульную амплитуду отражения, тем самым указывая на идеальное отражение.

Дисперсия энергии для E _F = 0 как функция k _x при фиксированном q = 0 показана на рис. 3 для нескольких значений DSOI и RSOI. . Помимо сходства со случаем E _F = 100Δ ₀ , мы обнаруживаем, что спектр возбуждений квазичастиц демонстрирует несколько необычных особенностей. Во-первых, зона проводимости с разрешением по хиральности и валентная зона совпадают друг с другом (в случае без или только с одним типом КНИ), что означает, что происходит SAR (электрон в зоне проводимости превращается в дырку в валентной группа).Во-вторых, когда оба SOI конечны – ситуация показана на нижней панели ((e) – (h)) – спектр возбуждения становится более интригующим. С увеличением DSOI полоса хиральности + валанса деформируется в форму мексиканской шляпы при самой низкой энергии (около k _x = 0). Когда DSOI не слишком велик, мексиканская шляпа остается, но исчезает при дальнейшем увеличении DSOI (за пределы β = λ), см. Рис. 3 (e – h). Высота в центре этой мексиканской шляпы равна.В интервале энергий [0, г 1] электронно-дырочная конверсия происходит в разных долинах одной и той же валентной зоны, т.е., таким образом, происходит RAR. Выше энергетического режима электронно-дырочная конверсия происходит с электроном в зоне проводимости и дыркой в ​​валентной зоне, то есть SAR. Обратите внимание, что поведение в интервале энергий [0, г 1] аналогично тому, что описано выше, но другое дело в том, что RAR имеет место в валентной зоне здесь (в то время как это происходит полностью в зоне проводимости выше. ).

Туннельная проводимость

Только один тип КНИ

Туннельная проводимость сверхпроводящего гетероперехода как функция падающей энергии ε для различных λ и β была рассчитана по уравнению (7). В этом разделе мы сосредоточимся на случае, когда присутствует только один вид SOI (DSOI или RSOI). Обратите внимание, что в сверхпроводящей области требование среднего поля выполняется до тех пор, пока Δ ₀ << E _F + V _S , таким образом, в принципе, для большого V _S можно достичь режимов, где Δ ₀ >> E _F ( E _F = 0).Величина энергии Ферми в нормальной области не ограничена, и у нас будет возможность сравнить два режима E _F = 100Δ ₀ и E _F = 0. Следовательно , параметр V _S , используемый в расчетах: V _S = 100 E _F с E _F = 100Δ ₀ и V _S = 100Δ ₀ с E _F = 0.Сначала мы предполагаем идеальную границу перехода, т.е. l = 0 и V ₀ = 0.

Рисунок 4 (a – c) соответствует туннельной проводимости для E _F = 100Δ ₀ , когда существует только RSOI, а рис. 4 (d – f) соответствует случаю, когда существует только DSOI. Когда существует только RSOI (рис. 4 (a – c)), по мере увеличения силы RSOI ясно видно, что туннельные проводимости для хиральности + и – проявляют разные особенности.Это различие связано с выявленным выше спектром возбуждений. В частности, зона хиральности – проводимости и ее хиральность + валентная зона соприкасаются в точке Дирака, как показано на рис. 2 (c, d). В отличие от случая зоны хиральности – проводимости, зона хиральности + проводимости и ее хиральность – валентная зона образуют щель 2λ по RSOI. При достаточно большом RSOI, а именно λ> E _F , имеется одна распространяющаяся (хиральность -) и одна затухающая (хиральность +) волны передачи, что приводит к конечной и нулевой туннельной проводимости, соответственно.Все становится более интригующим, когда мы рассматриваем только случай хиральности – инцидент с полосой поведения. На рис. 4 (а) показано изменение туннельной проводимости с ε / Δ ₀ для нескольких значений λ. В обычном двумерном переходе электронный газ / диэлектрик / сверхпроводник с RSOI туннельная проводимость монотонно уменьшается с увеличением RSOI (ссылка 44) из-за уменьшения андреевского отражения. В физике RSOI снимает вырождение спина, которое вызывает расщепление волнового вектора между падающим электроном и отраженной дыркой, что приводит к подавлению RAR.Однако в графене поверхность Ферми разрешена по хиральности (также разрешена по спину) и расщепляется на две части из-за RSOI, что делает особенности туннельной проводимости более интересными. Как ясно видно из рис. 4 (a), при наличии RSOI (сила λ почти до 0,7 E _F ) RAR усиливается и, следовательно, субщелевой туннельный проводимость во всей сверхпроводящей область зазора 0 ≤ ε ≤ Δ ₀ , в то время как вблизи края зазора она практически не меняется.Повышенная туннельная проводимость может даже иметь максимум при ε = 0 при определенных значениях RSOI λ ≈ 0,6 E _F . Когда RSOI превышает пороговое значение λ ≈ 0,7 E _F , туннельная проводимость подщелевой зоны увеличивается в области ε ′ ≤ ε ≤ Δ ₀ , в то время как она подавляется в энергетическом режиме 0 ≤ ε < ε ′. Эти особенности сильно отличаются от тех, что наблюдаются в обычном переходе, где монотонное уменьшение происходит из-за разделения энергии RSOI ⁴⁷ .

Рисунок 4

Туннельная проводимость сверхпроводящего гетероперехода как функция падающей энергии ε для различных λ ( a – c ) и β ( d – f ). С левой панели на правую: G ′ = G _– , G ₊ , G . Параметры, используемые в расчетах: l = 0, V ₀ = 0, V _S = 100 E _F и E _F = 100Δ ₀ .Остальные параметры показаны на рисунке.

Когда DSOI один, в свою очередь, см. Рис. 4 (d – f), туннельные проводимости для киральности + и – совпадают друг с другом из-за спинового вырождения (DSOI не снимает спинового вырождения). Более того, мы можем обнаружить, что туннельные проводимости ( G ₊ и G _–) для случая только DSOI такие же, как G ₊ для случая только RSOI. Это может быть интуитивно понятно по схожему спектру возбуждений в этих случаях, как показано на рис.2 (б, в). Из приведенного выше анализа мы можем сделать вывод, что DSOI открывает щель в спектре возбуждений (обе хиральности), таким образом, он имеет большое влияние на транспортные свойства квазичастиц в системе по сравнению с RSOI (только одна хиральность полоса открывает разрыв).

Теперь обратимся к случаю E _F = 0, т.е. туннельная проводимость полностью зависит от SAR. На рис. 5 (a – c) мы изображаем туннельные проводимости как функцию падающей энергии ε для различных λ.Туннельные проводимости VS ε для различных β показаны на рис. 5 (г – е). Отчетливо видно, что оба они обладают схожими характеристиками, как и в случае E _F = 100Δ ₀ . Хотя существует аналогичная тенденция туннельной проводимости (с SOI) для двух случаев (только DSOI или только RSOI), можно также найти некоторые различия. В случае RSOI проводимость субщели G _– всегда имеет две точки перегиба.Действительно, в энергетическом режиме 0 ≤ ε <λ, только один вид спина участвует в процессе SAR, что приводит к резкому подавлению субщелевой проводимости. За пределами критической точки ε = λ в процессе SAR участвуют два вида спинов, что приводит к увеличению проводимости субщели. Он достигнет своего максимума при определенной падающей энергии ε ″, которая является чувствительной к RSOI. Важно отметить, что максимальное значение больше, чем значение для случая без RSOI. Кроме того, проводимость субщели G ₊ в энергетическом режиме 0 ≤ ε <λ равна нулю.Эта нетривиальная нулевая проводимость возникает из-за того, что киральность + электрон в запрещенной зоне - это просто затухающая волна передачи, как показано на рис. 3 (b), тем самым приводя к идеальному отражению (нулевой проводимости). В случае DSOI мы можем найти на рис. 5 (d – f), что туннельная проводимость подщелевой зоны имеет ту же особенность, что и в случае G _↓ (только с RSOI). Это также может быть объяснено таким же образом. Более того, в отличие от случая RAR ( E _F = 100Δ ₀ ), где она увеличивается с увеличением ε, туннельная проводимость подщели G резко падает с ε (за пределами λ и β) для случая DSOI. .Эти замечательные особенности показывают, что туннельная проводимость субщели может быть настроена в значительной степени с помощью SOI, что предполагает, что SOI можно рассматривать как ключевой момент для диагностики SAR.

Рис. 5

Туннельная проводимость сверхпроводящего гетероперехода как функция падающей энергии ε для различных λ ( a – c ) и β ( d – f ). С левой панели на правую: G ′ = G _– , G ₊ , G .Параметры, используемые в расчетах: l = 0, V ₀ = 0, V _S = 100Δ ₀ , E _F = 0 и Δ ₀ = 1. Остальные параметры показаны на рисунке.

Чтобы выявить детальную зависимость туннельной проводимости от КНИ, мы исследуем усредненную по углу туннельную проводимость как функцию КНИ при нулевом напряжении смещения (ε = 0).График туннельной проводимости при нулевом смещении как функции КНИ для другой ситуации E _F = 100Δ ₀ и E _F = 0, показанный на рис. подтверждает приведенный выше анализ. Сначала остановимся на случае E _F = 100Δ ₀ . Из рис.6 видно, что G _– (ε = 0) показывает максимальное значение при λ ~ 0,6 E _F , а затем полностью исчезает при λ = 2 E _F .За порогом он снова увеличивается. Полное подавление туннельной проводимости приписывается интерференции между волной, распространяющейся киральностью, и волной, распространяющейся по киральности, и волной с затуханием. При λ = 2 E _F модуль распространяющейся волны и модуль затухающей волны приравниваются друг к другу, создавая деструктивную интерференцию, тем самым обеспечивая идеальное отражение. Иными словами, затухающая волна может привести как к фазовому, так и к амплитудному балансу, вызывая идеальное и идеальное условие резонанса отражения при λ = 2 E _F и ε = 0.Однако в случае G ₊ (ε = 0) он монотонно уменьшается в зависимости от λ, пока не достигнет нуля (за пределами λ = E _F он всегда равен нулю). Подобно субщелевой туннельной проводимости выше (рис. 5), туннельная проводимость при нулевом смещении для случая только DSOI показывает те же особенности, что и G ₊ (ε = 0) (только RSOI). В то время как для E _F = 0, туннельные проводимости при нулевом смещении для RSOI и DSOI на первый взгляд имеют одинаковый характер, т.е.е., они резко разрушаются при незначительных λ или β. Однако, в отличие от ситуации G ₊ (ε = 0), G _– (ε = 0) для RSOI и DSOI действительно демонстрируют некоторые отличительные признаки. Во-первых, из рисунка 6 (d) ясно видно, что тенденция ослабления амплитуд G _– (ε = 0) для RSOI немного медленнее, чем для DSOI. Во-вторых, в отличие от случая DSOI (с абсолютным нулевым значением за порогом), G _– (ε = 0) демонстрирует поведение монотонного уменьшения и показывает ненулевое незначительное значение.Таким образом, эти качественно разные характеристики между случаем E _F = 100Δ ₀ (RAR) и E _F = 0 (SAR) обеспечивают эвристический путь для различения SAR по нулю. -смещение туннельной проводимости.

Рисунок 6

График туннельной проводимости при нулевом смещении как функции DSOI и RSOI.

Первая, вторая и третья панели соответствуют G _– , G ₊ , G соответственно.( d ) Обозначает результаты сравнения между DSOI и RSOI в E _F = 0. ( h ) Обозначает результаты сравнения между DSOI и RSOI в E _F = 100Δ ₀ . λ ′ обозначает λ / E _F и λ / Δ ₀ для случая E _F = 100Δ ₀ и E _F = 0 соответственно. .β ′ обозначает β / E _F и β / Δ ₀ для случая E _F = 100Δ ₀ и E _F = 0, соответственно. . Остальные параметры показаны на рисунке.

Барьерный эффект

Чтобы получить общий обзор основных свойств туннелирования через систему, мы также исследуем влияние барьера между выводом КНИ и сверхпроводящим выводом. На рисунке 7 показана зависимость туннельной проводимости при нулевом смещении с разрешенной киральностью от высоты барьера при различных КНИ для фиксированной ширины барьера.Параметры показаны на рисунке. Обратите внимание, что туннельная проводимость при нулевом смещении для E _F = 100Δ ₀ (RAR) колеблется с высотой барьера V ₀ , как показано на рис. 7 (a – c). Следует отметить, что в отличие от эффекта монотонного распада в случае обычного барьера, эффект осцилляции возникает из-за интерференции типа Фабри-Перо релятивистских фермионов (электронов и дырок). Сравнивая их со случаем без SOI (λ = β = 0), мы обнаруживаем, что периоды и амплитуды колебаний уменьшаются с увеличением SOI.В частности, когда сила КНИ (λ или β) превышает энергию Ферми E _F , G ₊ (ε = 0) (только RSOI) и G _{– ( +)} (ε = 0) (только DSOI) равняется нулю без особенностей колебаний. Помимо колебаний, из рис. 7 (a – c) также видно, что широкий провал поднимается вверх около V ₀ = E _F , что означает, что туннельная проводимость при нулевом смещении с разрешением киральности может в значительной степени контролироваться высотой барьера.Более того, туннельная проводимость при нулевом смещении асимметрична относительно критической точки V ₀ = E _F . С теоретической точки зрения асимметричный эффект может быть объяснен типом квазичастиц, участвующих в процессе туннелирования. В частности, для случая V ₀ < E _F это можно рассматривать как классическое движение, по крайней мере, с точки зрения передачи. Между тем, это должен быть процесс туннелирования Клейна в случае V ₀ > E _F .Между тем, одни и те же осциллирующие особенности ниже и выше точки V ₀ = E _F проистекают из различных типов квазичастиц, то есть электронных квазичастиц (классическое движение) и дырочных квазичастиц (туннелирование Клейна). Однако для случая E _F = 0 (SAR) ситуация становится совершенно иной, как показано на рис. 7 (d). Функции осцилляции и падения исчезают независимо от того, какой тип выхода SOI (RSOI или DSOI).Кроме того, туннельные проводимости при нулевом смещении для RSOI и DSOI имеют схожие характеристики. Фактически, такие поразительные особенности могут быть обнаружены в хорошем согласии с анализом, приведенным выше (как показано на рис. 6), и могут быть объяснены аналогичным образом. Фактически, помехи типа Фабри-Перо в области барьера также можно регулировать длиной барьера l (аналогично высоте барьера V ₀ ), которая здесь не показана. Основываясь на приведенных выше характеристиках туннельной проводимости при нулевом смещении с разрешением по спину, мы понимаем, что и барьер, и КНИ могут использоваться в качестве переменных конструкции для настройки свойств устройства и оптимизации характеристик схемы в будущих интегральных схемах на основе графеновых материалов.

Рисунок 7

График туннельной проводимости при нулевом смещении как функции высоты барьера.

( a, b ) соответствуют G _– и G ₊ (для E _F = 100Δ ₀ ) в разных RSOI, соответственно. ( c ) обозначает аналогичные результаты для E _F = 100Δ ₀ для разных DSOI. Из-за спинового вырождения мы показываем только результаты G _– .( d ) обозначает результаты сравнения для E _F = 0. Из-за сходства мы показываем только результаты G _– (для E _F = 100Δ ₀ ) при нуле и малом значении RSOI. Остальные параметры показаны на рисунке.

И RSOI, и DSOI конечны

Наконец, мы обсуждаем промежуточную ситуацию, когда и RSOI, и DSOI конечны, как показано на рис.8. Поскольку комбинированный эффект RSOI и DSOI нарушает симметрию дырок частицы (рис. 2 и 3), ожидается, что взаимодействие между RSOI и DSOI может существенно повлиять на AR (RAR и SAR) в присутствует сверхпроводящий гетеропереход. Очевидно, что в отсутствие КНИ туннельная проводимость достигает хорошо известных характеристик (проводимость подщели увеличивается с 4/3 до двукратного баллистического значения в случае RAR, но падает с двух до 4/3 в случае SAR) как функция падающей энергии, как и должно быть ³⁰ .Когда оба КНИ конечны, туннельные проводимости демонстрируют более интригующую структуру. Для случая E _F = 100Δ ₀ (RAR), в отличие от полосы хиральности ( G _– монотонно затухает с DSOI), полоса хиральность + проводимость увеличивается с увеличивая DSOI, тем самым увеличивая проводимость субзащели. Удивительная вещь происходит в сбалансированном случае λ = 2β, т. Е. Повышенная проводимость субщели G ₊ превышает предельный случай (без SOI).Также примечательно, что максимум G ₊ также достигается в этой точке баланса. Если DSOI становится достаточно большим (β ≥ λ), полосы проводимости с разрешенной киральностью исчезают, поэтому RAR не может иметь место, что приводит к нулевой подщелевой проводимости. Если мы установим E _F = 0 (SAR), дисперсия формы в виде мексиканской шляпы и нарушение дырочной симметрии частицы сделают туннельную проводимость (рис. 8 (d – f)) более экзотической. характеристики по сравнению с предыдущим случаем (RAR).В самом деле, как показано на рис. 3 (e), DSOI открывает зазор на k _x = 0, отделяющий зону хиральности проводимости от энергии Ферми E _F = 0. щель соответствует хиральности – прохождение затухающей волны, таким образом, обнаруживается нулевая туннельная проводимость как функция падающей энергии (рис. 8 (d)). Между тем, при k _x = 0 открывается щель между зоной хиральности + проводимости и энергией Ферми E _F = 0.В интервале энергий [ g 2, g 3] одна распространяющаяся спиновая полоса разворачивается вверх, что приводит к ненулевой туннельной проводимости. В сбалансированном случае в процессе туннелирования участвуют три распространяющиеся полосы с разрешенной киральностью, и интерференция между различными дисперсионными соотношениями (линейной и параболической дисперсией) приводит к поведению резонансного пика. Если падающая энергия становится достаточно большой (более g 3), две полосы с разрешенной киральностью участвуют в процессе SAR, что приводит к значительному увеличению туннельной проводимости.Кривые хиральности + туннельной проводимости показаны на рис. 8 (e). Для малого DSOI найдена зависимость нулевой туннельной проводимости от падающей энергии ε. Зазор находится в интервале [ г 1, г 3], что соответствует зазору между полосой хиральности + проводимости и зоной хиральности + валантности. Кроме того, отличные от нуля туннельные проводимости ниже и выше зазора демонстрируют особенность асимметрии. Это качественное различие возникает из-за того, что туннельные проводимости двух энергетических режимов происходят из разных типов AR, где это значение RAR для режима [0, g 1] и SAR для режима [ g 3 , Δ ₀ ].В частности, в сбалансированном случае туннельная проводимость субщели значительно увеличивается (превышая значение без КНИ). Поведение аналогично случаю E _F = 100Δ ₀ (RAR) и может быть связано с дисперсией реформированной линии в сбалансированном случае. Для достаточно большого DSOI (за пределами β = λ) дисперсия формы в виде мексиканской шляпы исчезает, и зона хиральности + проводимости показывает щель больше, чем сверхпроводящая щель.В результате процесс SAR прекращается и приводит к нулевой туннельной проводимости. Эти явления означают, что диагностика SAR может быть легко реализована в этой геометрии.

Рисунок 8

Зависимость туннельной проводимости сверхпроводящего гетероперехода от падающей энергии ε для E _F = 100Δ ₀ ( a – c ) и E _F = 0 ( d – f ). С левой панели на правую: G ′ = G _– , G ₊ , G .Остальные параметры показаны на рисунке.

Чтобы в дальнейшем выявить влияние взаимодействий между RSOI и DSOI на AR (RAR и SAR), мы вычисляем нормированную туннельную проводимость G _T = G ′ / G ′ (Λ = 1, β = 0) на рис. 9. Для E _F = 100Δ ₀ , в отличие от G _– (всегда сокращается DSOI), G ₊ показывает увеличение на шесть порядков (максимум появляется в сбалансированном корпусе).Следовательно, туннельная проводимость G _T = G / G (λ = 1, β = 0) также дает увеличение, а максимум (в сбалансированном случае) почти достигает вдвое большего. Для E _F = 0, как G _– , так и G ₊ могут быть улучшены с помощью DSOI. В отличие от небольшого улучшения для G _–, можно найти гигантское улучшение по отношению к G ₊ , тем самым туннельная проводимость G _T = G / G ( λ = 1, β = 0) показывает увеличение на три порядка.Эти особенности указывают на то, что SAR более чувствителен к SOI, чем RAR. Причина в том, что дисперсия энергии в значительной степени преобразуется КНИ вокруг точки Дирака. Для электрона, находящегося далеко от точки Дирака (случай RAR), влияние SOI на RAR будет гораздо менее заметным, чем случай SAR.

Рисунок 9

Нормализованная туннельная проводимость G _T = G ′ / G ′ (λ = 1, β = 0) для сверхпроводящего гетероперехода как функция падающей энергии ε для E _F = 100Δ ₀ ( a – c ) и E _F = 0 ( d – f ).Результаты соответствуют рис. 8.

Сделаем несколько замечаний, прежде чем мы закончим это исследование. Особый интерес представляет нетривиальный случай с λ = 2β. В этом сбалансированном случае зона хиральности + проводимости и зона хиральности + валентности становятся линейными и объединяются, образуя конус Дирака. В то время как другая пара полос с расщеплением хиральности все еще параболическая. В этой ситуации это дает нам уникальную возможность проверить, что является фаворитом AR (RAR и SAR) в графене, то есть падающая линейная дисперсия подавляет падающую параболическую дисперсию или наоборот.Эта ситуация отсутствует в чистом графене, и результаты показаны на рис. 10. Ясно, что как для SAR, так и для RAR желательна линейная дисперсия. Путем дальнейшего сравнения мы можем сделать вывод, что, в отличие от RAR, где параболическая дисперсия и линейная дисперсия могут быть сопоставимы друг с другом, SAR безумно одержим линейной дисперсией. Волшебная вещь заключается в том, что RAR действительно впервые был обнаружен в обычных материалах с параболической дисперсией, в то время как SAR – уникальная особенность, которая встречается только в материалах Dirac ^{30,31,32,33,50} .

Рисунок 10

Нормированная туннельная проводимость G _T = G _– / G ₊ для сверхпроводящего гетероперехода с λ = 2β для E _F = 100Δ ₀ ( a ) и E _F = 0 ( b ).

С экспериментальной точки зрения, гибридные сверхпроводящие гетеропереходы на основе графена привлекли большое внимание с тех пор, как Бинаккер теоретически обнаружил SAR в 2006 году.До сих пор все отчеты о сверхпроводящих гетеропереходах на основе графена были успешно реализованы в горизонтальных туннельных переходах ^{20,21,22,23,51,52} и вертикально складывающихся туннельных переходах ^24,53 . Хорошо известно, что потенциальная флуктуация является обычным препятствием для достижения случая, когда SAR доминирует и делает невозможным экспериментальное обнаружение SAR в однослойном графене. Однако здесь КНИ может создать в энергетическом спектре щель, которая подавит вклад RAR (возникающий из-за флуктуации потенциала), таким образом, получается почти чистая зеркальная андреевская туннельная проводимость.Физически эффект SOI фактически эквивалентен удалению источника потенциальной флуктуации. Таким образом, мы считаем, что ожидаемые результаты настоящей экспериментальной установки будут доступны в реальных экспериментах в ближайшем будущем.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Трансляция 5′-лидеров распространена в генах, устойчивых к репрессии eIF2

Комментарий редакции :

Когда вы отправляете исправленную версию своей рукописи, мы также хотели бы, чтобы вы изменили заголовок, чтобы сделать его более понятным и читабельным.Наличие трех аббревиатур в нынешнем названии в сочетании с его длиной снижает удобочитаемость названия, поэтому, если возможно, мы были бы благодарны, если бы вы могли уменьшить количество аббревиатур и / или длину названия .

Мы изменили название рукописи на более короткий вариант и сократили количество сокращений. Новое название: «Перевод лидеров широко распространен в генах, устойчивых к репрессии eIF2».

Два рецензента отметили, что механистическое объяснение того, как uORFs обеспечивают трансляционную устойчивость к стрессу, отсутствует, однако .

Кроме того, эта работа не открывает новых возможностей в нашем понимании трансляционного контроля во время стресса и фосфорилирования eIF2. Не было описано никаких новых механизмов контроля трансляции, скорее, исследование предоставляет более широкую картину, подтверждающую идею о том, что определенные uORFs являются центральными в механизмах, облегчающих трансляцию во время стресса .

Поскольку результаты новы и важны, мы готовы рассмотреть пересмотренную версию, в которой будут рассмотрены некоторые важные вопросы, поднятые рецензентами, а именно: :

1) Учитывая небольшое количество устойчивых к фосфорилированию eIF2-альфа транскриптов, важно проверить их с помощью RT-qPCR / профилирования полисом.Кроме того, довольно удивительно, что список устойчивых к стрессу мРНК не включает мРНК, которые, как сообщалось, обладают IRES. Это следует обсудить .

Мы согласны с тем, что проверка прогнозов с использованием альтернативного метода важна. Однако у нас есть сомнения относительно применимости ОТ-КПЦР полисомных фракций к нашему случаю. Для большинства стрессоустойчивых мРНК, идентифицированных в нашем исследовании, трансляционный ответ сопровождается значительным снижением занятости рибосом на их uORFs.Следовательно, эти мРНК могут переходить в более легкие фракции полисом, даже если трансляция основной кодирующей области увеличивается. В то время как профилирование рибосом предоставляет информацию о локальных изменениях плотности рибосом в пределах одной и той же мРНК, профилирование полисом не может отличить трансляцию основной кодирующей области от трансляции uORF.

Таким образом, для проверки ионов мы решили проверить способность 5 ’лидеров обеспечивать устойчивость с использованием конструкций мРНК с репортерными генами. Мы создали три новых репортера и продемонстрировали, что в дополнение к PPP1R15B и IFRD1 (проверенным ранее) лидерам UCP2, SLC35A4, и PTP4A1 достаточно для стресс-устойчивой трансляции (Рисунок 4 – приложение к рисунку 2).

Феномен инициации внутреннего сайта входа в рибосомы (IRES) известен в течение десятилетий с момента его открытия у EMCV и полиовируса. Однако сообщалось только о нескольких примерах IRES, которые не зависели от инактивации eIF2 и могли работать в независимом от eIF2 режиме. Мы извлекли список человеческих мРНК (которые, как сообщается, содержат IRES) из IRESite и ответили на вопрос, устойчивы ли эти мРНК к лечению арсенитом. Мы не обнаружили, что какие-либо из этих мРНК устойчивы к лечению арсенитом.Однако не все эти мРНК экспрессируются на уровне, достаточном для выявления устойчивости. Мы обсуждаем это сейчас в рукописи, мы также создали новую таблицу (Таблица 1), в которой перечислены мРНК, которые, как сообщалось, имеют IRES.

2) Рукопись должна быть более точной в объяснении расчетов, которые использовались для классификации транскриптов генов, устойчивых к арсенитному стрессу. Классификация устойчивых мРНК может быть основана либо на изменении чтения RNAseq, либо на Z-балле. Это разъяснение важно, потому что мРНК с положительной оценкой Z могут все еще испытывать снижение трансляции во время лечения арсенитом, и в этом случае оценка Z может не быть лучшим показателем устойчивости к мРНК.Объясните и обоснуйте, какой расчет использовался для классификации мРНК как устойчивых, и предоставьте полное описание того, что отличает устойчивость к трансляции от репрессии во время арсенитного стресса .

Преобразование

Z-score широко используется для анализа дифференциальной экспрессии генов, поскольку оно обеспечивает простой метод сравнения изменений экспрессии генов между генами, экспрессируемыми на разных уровнях. Это невозможно сделать с помощью кратных изменений, потому что такое же кратное изменение может быть статистически значимым для гена с высокой экспрессией, но не для гена с низкой экспрессией.Это связано с тем, что ожидается, что измерения для генов с низкой экспрессией будут иметь более высокую вариабельность и более низкую точность из-за более низкого охвата секвенированием. Это ясно видно на диаграммах разброса (рисунок 1 – приложение к рисунку 1A), где распределение количества считываний имеет более высокую вариабельность для генов с низким количеством считываний.

Тем не менее, мы согласны с тем, что информация об абсолютных изменениях выражения также важна, и поэтому мы предоставляем и то, и другое. Однако наш рейтинг устойчивости основан на Z-балле, и теперь мы опишем его более подробно в рукописи.Мы также предлагаем новую ссылку на основополагающий обзор, который более подробно описывает эту тему: Quackenbush, 2002, Nat Genet, 2002, 32: 496-501 PMID: 12454644.

Это правда, что гены, испытывающие снижение трансляции, могут иметь высокий положительный Z-балл. Однако высокий Z-показатель будет указывать на то, что это снижение является исключительно низким по сравнению со снижением, испытываемым остальными генами. Это указывает на сопротивление. Напротив, большое изменение кратности не обязательно указывает на сопротивление.Если величина Z-значения низкая, это означает, что такое изменение (независимо от того, насколько оно велико) может произойти между двумя репликами, созданными в одинаковых условиях, и, следовательно, такое изменение может не иметь биологического значения. Низкая величина Z-балла не обязательно означает, что соответствующая мРНК не устойчива. Это означает, что мы не можем его обнаружить либо потому, что мРНК не устойчива, либо потому, что уровень ее экспрессии недостаточен для обнаружения устойчивости.

3) Рукопись должна отличать предпочтительный перевод от сопротивления переводу (иногда называемого толерантностью).При предпочтительной трансляции наблюдается плохая трансляция мРНК в условиях отсутствия стресса и высокий уровень трансляции в ответ на стресс и фосфорилирование eIF2. Литература указывает, что ATF4 является примером предпочтительной трансляции в ответ на фосфорилирование eIF2, что подтверждается , рис. 1A, , . Любопытно, что в этой рукописи арсенитный стресс не индуцировал экспрессию репортера люциферазы с 5′-лидером транскрипта ATF4 ( , рис. 4A, ), и, возможно, было только умеренное увеличение занятости рибосом в CDS мРНК во время арсенитный стресс по данным профилирования рибосом.Возможно, арсенит отличается от других стрессовых состояний, которые, как сообщалось, вызывают преимущественную трансляцию мРНК ATF4 (например, фармакологические индукторы ER-стресса) .

Чтобы отделить «предпочтительный перевод» от «толерантности» в высокопроизводительном исследовании, нам необходимо дать количественное определение «предпочтительный перевод» и «толерантность». Если мы определяем «предпочтительный перевод» как увеличение трансляции и «устойчивость» как слабое снижение трансляции, то гены с высоким Z-баллом и кратным изменением> 1 следует классифицировать как «преимущественно транслируемые», а гены с высоким a Z-оценка и кратное изменение <1 как «толерантный».

Исходя из этого определения, ATF4 предпочтительно переводится в наших условиях. Вестерн-блоттинг (рис. 1А) показывает увеличение уровня белка ATF4. Фактический уровень увеличения, вероятно, будет завышенным, потому что в нормальных условиях ATF4 гидроксилирован и быстро разлагается (см. Koditz et al., 2007, Blood 110: 3610-7). Стабилизация ATF4 в стрессовых условиях может привести к его накоплению независимо от изменения трансляции. Профилирование рибосом (рисунки 1G и 2, а также дополнительная таблица) также указывает на увеличение трансляции мРНК ATF4 на ~ 30%.Репортерный анализ в клетках HEK293 (фиг. 4A) почти не показывает изменений. Репортерный анализ в клетках Huh7 (дополнительная фигура S3B) показывает увеличение трансляции примерно на 25%. Учитывая технические пределы точности методов (обратите внимание на шкалу ошибок для репортерных анализов), данные согласуются. Важно отметить, что мы сообщаем нормализованные абсолютные значения Fluc, а не значения Fluc / Rluc (что является более распространенной практикой). В нашем случае после обработки арсенитом значения Fluc / Rluc значительно увеличиваются из-за сильного ингибирования трансляции Rluc.

Следовательно, хотя возможно и даже вероятно, что стрессовая реакция на обработку арсенитом отличается от реакции на другие стрессы, вызывающие трансляцию ATF4, мы не можем сделать такой вывод, основываясь только на поведении ATF4. В связи с этим в экспериментах, не описанных в рукописи, мы также наблюдали вариации ответа трансляции ATF4 в зависимости от тяжести стресса (концентрации арсенита и продолжительности лечения). Трансляция конкретной ORF в стрессовых условиях модифицируется за счет глобального сокращения трансляции и индивидуального механизма активации трансляции.Его можно выразить как TE (стресс) = [TE (нормальный) Ka] / Ki, где Ka представляет мРНК-специфическую активацию при заданных условиях, а Ki представляет общее ингибирование. Когда Ka> Ki, TE (стресс)> TE (нормальный) и мРНК предпочтительно транслируется. Когда Ka

Мы решили внести изменения в наш репортерный анализ по сравнению с оригиналом, чтобы сделать его более подходящим для устранения влияния на текущий перевод. В исходной работе мРНК трансфицировали в клетки одновременно с обработкой арсенитом.В модифицированном анализе мы обрабатывали клетки арсенитом или циклогексимидом через час после трансфекции. В то время как циклогексимид блокирует всю трансляцию, обработка арсенитом позволяет трансляцию репортерных мРНК с лидерами из устойчивых мРНК. Интересно, что для мРНК SLC35A4 обработка арсенитом приводит к продукции люциферазы в 15 раз больше, чем при обработке циклогексимидом.

4) SLC35A4 , по-видимому, единственный ген, который продемонстрировал сильно усиленную трансляцию в ответ на трансляцию арсенита (т.е.е. льготный перевод). Придает ли 5′-лидер транскрипта гена SLC35A4 повышенную экспрессию в репортерном анализе во время арсенитного стресса?

Для исправленной версии рукописи мы разработали репортерную конструкцию с SLC35A4 5 ’лидером. Репортерный анализ продемонстрировал только умеренную активацию основной трансляции ORF (Рисунок 4 – рисунки в приложениях 1 и 2). Однако сопротивление SLC35A4 все еще было самым сильным по сравнению с другими протестированными 5 ’лидерами.Хотя было обнаружено, что ген имеет явно большое увеличение трансляции, обнаруженное при профилировании рибосом, это было связано с большой степенью неопределенности из-за его очень низкой экспрессии, как объясняется в нашем ответе на комментарий 2. Таким образом, результаты не противоречат друг другу.

5) Имеют ли uORF в транскриптах резистентных генов какие-либо отличия от тех, чья трансляция была репрессирована во время арсенитного стресса?

Организация uORFs (с точки зрения их количества и длины) значительно варьируется среди 5 ’лидеров всех резистентных мРНК, как можно видеть на Рисунке 2.Однако наличие по крайней мере одного сравнительно длинного uORF (> 20 кодонов) является общей чертой (см. Рисунок 3E).

Для сравнения 5 ’лидеров устойчивых и репрессированных мРНК мы проанализировали нуклеотидный контекст начала инициации uORF (Козак) и потенциал вторичной структуры в пределах 5’ лидеров. Мы не обнаружили существенной разницы в распределении контекстов Козака (Рисунок 3 – приложение к рисунку 1). Также см. Наш ответ на комментарий 7 ниже.

Мы обнаружили, что устойчивые мРНК имеют более низкий потенциал вторичной структуры (на основе оценок свободной энергии предполагаемых структур РНК) в пределах первых 240 нт лидеров по сравнению со средним значением для неустойчивых мРНК.Однако многие неустойчивые мРНК имеют еще более низкий потенциал вторичной структуры РНК (Рисунок 3 – приложение к рисунку 1).

6) Рукопись относится к фосфорилированию eIF2 и контролю трансляции, как выделено в заголовке, но не было экспериментов, устанавливающих причинно-следственную связь между фосфорилированием eIF2 и экспрессией трансляции гена. Скорее, это только предполагалось на основании механизмов контроля трансляции, ранее описанных в литературе для ATF4 и родственных ISR генов .

Мы полагаем, что комментарий можно сформулировать следующим образом. Нет экспериментов, демонстрирующих, что контроль трансляции, наблюдаемый в ответ на обработку арсенитом, опосредуется фосфорилированием eIF2.

Чтобы продемонстрировать, что контроль трансляции в ответ на обработку арсенитом опосредуется фосфорилированием eIF2, необходимо показать, что обработка приводит к фосфорилированию eIF2 и не влияет на трансляцию другими способами. Первая часть, причинная связь между обработкой арсенитом и фосфорилированием eIF2 была установлена ​​ранее (см. McEwan et al., 2005, JBC, 280: 16925-33, PMID: 15684421. Для решения второй части мы использовали два положительных контроля, HCV и ATF4. HCV может работать в независимом режиме eIF2. Его трансляция не ингибировалась обработкой арсенитом, что позволяет предположить, что удлинение трансляции не было затронуто (Рисунок 4). Как отметил рецензент, ATF4 также был элементом управления, механизм управления переводом которого был установлен ранее.

Чтобы исключить другие пути, влияющие на кэп-зависимую инициацию, мы проверили, устойчивы ли 5 ​​’лидеры мРНК, устойчивых к арсениту, к ингибированию mTOR, и проверили отчеты в присутствии торина-1.Никакого дифференциального подавления не наблюдалось (рисунок 4 – приложение к рисунку 3). Наконец, чтобы исключить возможность трансляционного ответа на обработку арсенитом, вызванного другими способами, кроме фосфорилирования eIF2, мы проанализировали экспрессию репортеров в присутствии DTT, другого известного индуктора фосфорилирования eIF2 (см. Prostko et al., 1993 , MCB, 127-128: 255-65, PMID: 7

6). Результаты были аналогичны тем, которые наблюдались при обработке арсенитом (Рисунок 4 – приложение к рисунку 1).Конечно, маловероятно, что лечение арсенитом влияет исключительно на eIF2. Однако, основываясь на наших данных, мы полагаем, что основное влияние на трансляцию происходит за счет фосфорилирования eIF2.

7) Не могли бы вы включить анализ мРНК либо для контекста вокруг AUG в uORF, либо можно ли использовать кодоны, отличные от AUG (если в хорошем контексте)? Для этого потребуется дополнительный анализ данных, но никаких дополнительных экспериментов. Это также может позволить объяснить 11 AUGs в мРНК SLC35A4 , которые, по-видимому, не служат в качестве инициирующих кодонов .

Спасибо за это предложение. Мы включили такой анализ в исправленную версию рукописи (Рисунок 3 – приложение к рисунку 1). Удивительно, но не все транслируемые пКОРС содержат инициирующие кодоны в хорошем контексте.

Мы также проверили, как контекст Козака uORF в 5 ’лидере IFRD1 влияет на сопротивление. UAUG дикого типа в своем лидере находится в субоптимальном контексте Козака (-3A, но + 4U). Замена + 4U / G незначительно ингибировала трансляцию репортера, скорее всего, из-за увеличения трансляции uORF, но не изменяла ответ репортера на стресс (Рисунок 4 – рисунок в приложении 3).

8) Главное беспокойство – время выборки. Из Рисунок 1A видно, что гиперфосфорилирование 4E-BP1 исчезает через 1 час (хотя гель недостаточно высокого качества, чтобы об этом сказать; полосы геля могут улыбаться). Контроль загрузки GAPDH передержан и, следовательно, неадекватен. Фосфорилирование eIF2alpha увеличивается через 0,5 часа, но максимально через 2 часа. Обеспокоенность вызывает возможное кроссовер активации 4E-BP (потеря фосфорилирования) и начало фосфорилирования eIF2alpha.Авторам следует более строго исключить непрямое нацеливание на пути регуляции синтеза белка mTORC1–4EBP и mTORC1 – S6K обработкой арсенитом. Блот 4EBP1 на Рис. 1A должен быть менее открыт, чтобы полосы были более различимы. Также должны быть показаны блоты, показывающие отсутствие изменений уровней p-4EBP1 и p-S6K в их условиях обработки арсенитом. Имеют ли авторы независимый контроль для определения уровня трансляции, зависящей от кэпа, по сравнению с уровнем трансляции, зависящей от eIF2?

Спасибо, что указали на это.Мы заменили вестерн-блоттинг на рис. 1А на более качественный и с меньшей экспозицией. Далее мы добавили дополнительную линию с тем же контрольным лизатом (последняя строка), чтобы гарантировать отсутствие гелевых артефактов. Мы не обнаружили каких-либо значительных изменений в дефосфорилировании 4E-BP1 после 30 мин обработки 40 мкМ арсенита (сравните дорожки 1 и 2). Мы не обнаружили изменений уровней фосфорилированного p70 S6k и фосфорилированного rpS6 во время такого лечения. Мы добавили гель вестерн на панель рис. 1А.

Мы также ответили на этот вопрос, проанализировав, как чувствительные к mTOR мРНК реагировали на стресс, используя наш набор данных профилирования рибосом. Мы картировали мРНК, которые, как было показано, подавлялись при лечении ингибитором mTOR PP242 (Hsieh et al., 2012, Nature, 485: 55-61 PMID: 22367541). Снижение их трансляционной эффективности после обработки арсенитом было на ~ 25% больше, чем в среднем (6,54 раза против 5,2 раза), см. (Рисунок 1 – приложение к рисунку 2D). Таким образом, хотя возможно, что обработка арсенитом влияет на путь mTOR, его влияние будет вспомогательным по отношению к пути eIF2.Интересно, что есть несколько выбросов, таких как PABPC1 и RPL12 (Рис. 1 – рисунок в 2D, левый нижний угол), которые ведут себя иначе, чем остальные чувствительные к mTOR мРНК и которые исключительно чувствительны к обработке арсенитом. Возможно, эти мРНК чувствительны к обоим типам стрессовых путей.

[Примечание редакции: до принятия были запрошены дополнительные исправления, как описано ниже.]

Остались две основные проблемы :

Первой проблемой была биоинформатика и нежелание включать кратность изменения в основную статистику рукописи.Это недостаток и затрудняет интерпретацию идентификации генов, трансляция которых индуцируется при арсенитном стрессе. В этом потенциальная новинка рукописи .

Мы считаем, что это беспокойство, по крайней мере частично, является результатом недопонимания. Статистика изменения кратности была включена как в оригинальную, так и в исправленную версию рукописи. Кратные изменения сигналов RNAseq, riboseq и TE даны для каждого гена в файле исходных данных 1. Они представлены для выбранных генов на рисунке 1F и показаны по оси y на диаграммах разброса на рисунке 1E.Возможно, путаница возникла из-за опровержения письма, в котором мы слишком рьяно объясняли необходимость оценки статистической значимости складок изменений с помощью Z-показателя. Приносим извинения за возникшую путаницу.

Другой серьезной проблемой было экспериментальное подтверждение профилирования рибосом. Репортерные анализы не полностью поддерживают данные профилирования, а элементы управления, например ATF4 не следует ожидаемой индуцированной трансляции с повышенным фосфорилированием eIF2. В контрольном письме (Методы рукописи не были подробно описаны по этому поводу), репортерная мРНК была трансфицирована в культивируемые клетки за 1 час до обработки арсенитом в течение дополнительных 2 часов (в разделе «Методы» указано более позднее время обработки. ).Есть опасения, что клетки, не подвергшиеся стрессу, не являются действительно незапрессованными, поскольку, вероятно, будет недостаточное восстановление после трансфекции с использованием липофектамина 2000. Это может объяснить, почему практически не было генов, которые предпочтительно транслировались в репортерном анализе, просто разные степени репрессий. Нестрессовые условия не обходились без основного мембранного стресса трансфекционного агента. Также 40 микромоль – это большое количество арсенита для стресса клеток .

Мы рассмотрели возможность того, что трансфекция, как и любые другие манипуляции с культивируемыми клетками, может вызвать стресс у клеток, индуцирующих фосфорилирование eIF2.Мы провели новый эксперимент, который теперь описываем в рукописи (см. Также ответ ниже). В этом эксперименте мы сверхэкспрессировали ppp1r15a , кодирующую GADD34, за один день до индукции стресса. GADD34 должен дефосфорилировать eIF2, если это происходит из-за мембранного стресса. Однако мы не наблюдали значительного увеличения количества репортерных анализов по сравнению с клетками, в которых не было избыточной экспрессии GADD34, см. Рисунок 4 – приложение к рисунку 4. Следовательно, стресс, вызванный трансфекцией, если он имеет место, вряд ли будет значительным.

Кроме того, ранее Андерсон и соавторы продемонстрировали, что, в отличие от нуклеофекции, липофекция не индуцирует фосфорилирование eIF2 (см. Рисунок 2 в BR Anderson et al., 2013, Gene Therapy, PMID: 22301437).

Мы согласны с тем, что вполне возможно, что концентрация арсенита 40 мкМ слишком высока для получения условий для максимальной трансляции мРНК ATF4. Мы оптимизировали концентрацию арсенита и продолжительность стресса, чтобы создать условия, при которых глобальная трансляция будет существенно, но не полностью подавлена, как можно судить по профилям полисом.Мы полагаем, что такие условия были бы наиболее информативными для эксперимента по профилированию рибосом.

Ниже приводится более подробное описание проблем. :

Первый касается проблемы рецензента номер 3, которая указывает, что должно быть четкое разграничение между уровнями трансляционного контроля, например предпочтительный перевод и сопротивление трансляции (или толерантность). В первом абзаце ответа на озабоченность рецензента 3 авторы дают определение предпочтительного перевода как увеличение перевода с высоким Z-баллом и кратным изменением> 1 и толерантного с высоким Z-баллом и кратным изменением как < 1.Это была простая концептуальная структура, включающая Z-оценку и изменение складки, которые должны быть включены в анализ рукописи и ранжирование .

Мы согласны с тем, что такая классификация может быть полезной, и включили ее в новую версию рукописи (см. Начало подраздела «Эффективная трансляция нКОРС в сочетании с неэффективной трансляцией CDS является предиктором стрессоустойчивых мРНК»).

Вторая проблема – это сравнение результатов анализа рибосомного профилирования с другими подходами, ранее использовавшимися в литературе.Это сердце рукописи. В ответе рецензента 1 в ответе говорилось, что количественная ПЦР и анализ полисом не подходят для этого анализа, несмотря на его полезность в литературе. Как следствие, рукопись предпочла полагаться на репортерные анализы, включающие трансфекцию мРНК с 5′-лидерами транскриптов генов-мишеней перед кодирующей последовательностью люциферазы светлячка. ATF4, хорошо охарактеризованный транскрипт предпочтительно транслируемого гена, использовали в качестве положительного контроля, а искусственный транскрипт гена pGL3 был примером гена, который репрессируется фосфорилированием eIF2 и стрессом.Любопытно, что трансляция ATF4 не переводилась предпочтительно, но показывала частичную устойчивость к арсенитовому стрессу. Аргумент авторов относительно того, почему данные профилирования рибосом ATF4 и репортерные данные согласуются (даже если репортер ATF4 не индуцируется), основан на «технических пределах точности методов». Детали репортерного анализа не были полностью ясны в исходной или настоящей рукописи, но в ответном письме были представлены дополнительные детали в ответе на вопрос рецензента номер 3.МРНК трансфицировали в клетки HEK293T, и через 1 час после трансфекции клетки обрабатывали арсенитом в течение 2 часов перед сбором и анализом. Есть некоторые опасения по поводу сроков в этом протоколе, например, будет ли 1 час достаточно времени для разрешения мембранного стресса, вызванного протоколом трансфекции? Кроме того, предполагается, что даже несмотря на то, что репортер SLC35A4 не индуцируется во время арсенитного стресса, это не противоречит набору данных профилирования рибосом, поскольку уровни мРНК SLC35A4 низкие в наборе данных профилирования.Поскольку целью использования Z-показателя было устранение вариабельности и ошибок в оценке набора данных профилирования рибосом, является ли это достаточным оправданием того, почему два результата анализа не кажутся согласованными? В связи с вопросом № 6 было предложено сосредоточить внимание в рукописи на «установлении причины / следствия между фосфорилированием eIF2 и экспрессией трансляции гена». Это можно было бы непосредственно решить в репортерном анализе, и объяснение, связанное с альтернативным стрессом (DTT) и mTOR, по-видимому, не могло адекватно решить эту основную проблему .

Спасибо за полезные комментарии и предложения.

1) Теперь мы обратились к проблеме «причина / следствие», проведя следующий эксперимент для изучения влияния фосфорилирования eIF2 на обработку арсенита в нашем репортерном анализе:

За день до трансфекции репортерной мРНК мы трансфицировали клетки плазмидой для сверхэкспрессии FLAG-меченной полноразмерной субъединицы фосфатазы человека ppp1r15a (GADD34). Это почти полностью отменяет фосфорилирование eIF2 и ингибирующий эффект арсенита на трансляцию репортеров (см. Новую панель D на рисунке 4).После обработки арсенитом трансляция контрольной мРНК Rluc снижалась в 2 раза. Сравните это с более чем 6-кратной сверхэкспрессией GADD34. Перевод репортера IFRD1 не изменился. Из этого эксперимента можно сделать вывод, что ингибирующий эффект арсенита в основном объясняется фосфорилированием eIF2. Этот эксперимент описан в предпоследнем абзаце подраздела «5’ лидеров нескольких вновь идентифицированных мРНК достаточны для обеспечения устойчивости к ингибированию трансляции ».

2) Относительно небольшого расхождения между экспериментами по профилированию рибосом и репортерными анализами:

Мы не ожидаем полного соответствия между этими двумя анализами. Во-первых, сигналы, предоставляемые этими двумя подходами, количественно различны. Профилирование рибосом обеспечивает моментальный снимок трансляции через 0,5 часа стресса. Репортерный анализ основан на количестве люциферазы, продуцируемой в течение 2 часов после трансфекции. Другими словами, если мы думаем о трансляции как о функции, профилирование рибосом обеспечивает сигнал в единственной временной точке, в то время как репортерный анализ соответствует интегралу сигнала после длительного периода времени.Следовательно, единственный сценарий, когда ожидается, что оба подхода полностью сойдутся, это когда при очень быстром фосфорилировании eIF2 его уровни не будут изменяться с течением времени. Иначе обстоит дело с обработкой арсенитом, когда очевидно непрерывное увеличение фосфорилирования eIF2. Во-вторых, репортерные анализы не зависят от естественных уровней экспрессии генов, в то время как профилирование рибосом зависит. Из-за этого несоответствие особенно вероятно для генов с низкой экспрессией. Как отметил рецензент, SLC35A4 является хорошим примером этого.Кратность изменения, наблюдаемая в данных профилирования рибосом, была достаточно высокой, чтобы превзойти порог статистической значимости (Z> 4), однако абсолютный уровень ненадежен из-за высокой вариабельности сигнала для такого слабо экспрессируемого гена. Впоследствии репортерные анализы подтвердили, что SLC35A4 является наиболее устойчивой (даже индуцированной) мРНК, но не подтвердили абсолютные уровни.

3) Относительно низких уровней предпочтительной трансляции мРНК ATF4:

Предполагая, что все мРНК, идентифицированные в этом исследовании, действуют eIF2-зависимым образом, их эффективность трансляции, вероятно, изменится во время прогрессирования стресса по причинам, изложенным выше.Вполне возможно, что некоторые «предпочтительно транслируемые» мРНК могут стать «устойчивыми», когда уровень активного eIF2 еще больше снизится. Действительно, мы наблюдали увеличение абсолютных уровней репортера ATF4 при использовании более низкой концентрации арсенита. Таким образом, вероятно, что концентрация арсенита слишком высока для оптимальных уровней трансляции ATF4. Как мы указывали ранее, мы не ставили целью создать условия для оптимальной трансляции ATF4.

Прочие комментарии :

1) Английский все еще немного грубоват, но не до такой степени, что читатель не может понять, что подразумевается под .

Мы внесли несколько незначительных изменений в черновик и показали его другим коллегам, которые являются носителями английского языка.

2) Хотя это и является «прорывной» статьей, было бы неплохо, если бы были приложены некоторые усилия для возможного объяснения, хотя это было бы явно умозрительным (см. Ниже). Просто оставить статью так, чтобы она закончилась на том, что «там есть черный ящик, который допускает это сопротивление репрессии eIF2» – неудовлетворительно (хотя и точно) .

Спасибо.Мы провели эксперимент, который может пролить свет на функции, необходимые для предпочтительного / устойчивого перевода. Ранее мы наблюдали, что все стрессоустойчивые мРНК обладают эффективно транслируемыми uORF. Итак, мы выдвинули гипотезу, что некоторые особенности 5’-лидеров выше по потоку от НОРС могут быть важны для регулирования. Мы решили решить эту проблему с помощью репортерных конструкций. С этой целью мы создали два дополнительных репортера на основе контрольной pGL3 и IFRD1 , куда мы добавили 5’-концевую петлю ствола промежуточной стабильности.Как и ожидалось, добавление этой петли стебля привело к снижению выхода обоих репортеров в 3-4 раза при нормальных условиях. Интересно, что при индуцировании арсенитного стресса конструкция SL + IFRD1 ( IFRD1 со стержневой петлей) перестала быть устойчивой, в то время как трансляция конструкций SL + pGL3 и pGL3 аналогичным образом снижалась. Исходя из этого, мы можем предположить, что высокая нагрузка преинициаторных комплексов для uORF необходима для стрессоустойчивости. Затем мы обратились к вопросу о том, требуется ли конкретная последовательность перед IFRD1 uORF для регуляции.Для этого мы заменили его на искусственный одноцепочечный (CAA) 6 лидер такой же длины. Эта модификация не повлияла на стрессоустойчивость. Таким образом, мы предполагаем, что для устойчивой трансляции uORF должен находиться под контролем лидера, который обеспечивает высокую скорость инициации uORF. Эти эксперименты теперь описаны в новом подразделе «Неструктурированная лидерная последовательность перед IFRD1 uORF необходима для стрессоустойчивости».

3) Авторы подчеркивают устойчивость к репрессии eIF2, но не подчеркивают также, что большинство белков экспрессируются плохо.Используя шкалу числа считываний в Рисунок 2 , где ATF4 равен 43, другие белки попадают в основном в диапазон от 0 до 2-8. Эта неэффективность также отражена в репортерных анализах в Рис. 4 , где pGL3 составляет 100%, остающаяся нормальная конфигурация для большинства конструкций дает уровни экспрессии от 5 до 10% от диапазона pGL3 .

Спасибо. Это действительно так, как видно на рисунке 3C. Мы сейчас упоминаем об этом в Обсуждении.

4) Тем не менее, низкий уровень экспрессии может полностью соответствовать фосфатазам, киназам, факторам транскрипции и т. Д.которые не требуются в больших количествах .

Мы согласны и благодарим вас за то, что вы поделились своим мнением по поводу обсуждения, которое мы расширили, чтобы учесть это предложение.

https://doi.org/10.7554/eLife.