«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ (ИнЭРТ-2012) Труды X Международного научно-технического форума Ростов-на-Дону 2012 ИнЭРТ-2012 УДК 621:502:005.591.6:658 И 66 И 66 Инновация, экология и ...»

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

это позволит рационализировать процедуру поиска и систематизации новых предметных знаний. Фундаментальные результаты, связанные с решением конкретной проблемы технической экологии подлежат широкому внедрению в атмосферные и аэрокосмические исследования, в НИОКР, связанные с созданием новых систем преобразования химической энергии, в работы по комплексному снижению природных и техногенных рисков, обусловленных физикохимическими процессами в газах и плазме. Широко распространить передовой исследовательский опыт на смежные области науки и техники позволяют наработанные авторами фундаментальные заделы, реализованные в системе оригинальных моделей и специализированном программном обеспечении.

Результаты проектных НИОКР служат надежной научной основой при выработке экологически рациональных стратегий использования космического пространства при помощи ракет.

Фактически они ведут к реальному снижению экологических рисков и стимулируют развитие отечественных аэрокосмических технологий.

Список используемой литературы 1. Lohn P.D., Wong E.Y. The effects of rocket exhaust on stratospheric ozone: chemistry and diffusion / Sci. Report by TRW Space & Electronics Group, MIT, Cambridge, MA, Lawrence LNL, Livermore, CA, 1996. 151 p.

2. Tyrrel W., Smith Jr., Edwards J.R. et al. Summary of the impact of launch vehicle exhaust and deorbiting space and meteorite debris on stratospheric ozone / Sci. report by TRW Space & Electronics Group, MIT, Cambridge, MA, Lawrence LNL, Livermore, CA, 1999. 146 p.

3. Экологические проблемы и риски воздействия ракетно-космической техники на окружающую природную среду. Справочное пособие / Под ред. А.В. Адушкина. М.: Анкил, 2000. 640 с.

4. Фадин И.М., Полетаев Б.И., Сидоров В.Н. Экология космоса. СПб.: Изд-во БГТУ «ВОЕНМЕХ», 2005. 280 с.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Хозяйственная значимость аэрокосмической техники (АКТ) ставит проблемы ее функциональности и надежности в ранг приоритетных направлений науки и техники. Рассчитанные на длительную орбитальную работу в целях сбора различной информации, искусственные спутниками Земли (ИСЗ) подвергаются оптическому экранированию со стороны приповерхностных свечений [1-3]. В результате требуются специальные меры для ослабления негативного влияния свечений на бортовые оптические системы. Выработка таких мер требует надежной идентификации как излучающих агентов, так и механизмов их образования и/или возбуждения.

Хотя свечений у малых ИСЗ имеют различную природу [1-4], мы ограничимся исследованием свечений над поверхностями, тормозящими набегающий поток: что свечения этого типа непременно сопровождают орбитальные полеты ИСЗ, в то время как сопоставимые с ними по интенсивности свечения других типов оказываются эпизодичны и/или нетипичны.

Скрупулезный анализ множественных экспериментальных данных, приведенных в обзорах [1-4] и появившихся в последние годы экспериментальных работах, позволил факторизовать зависимость яркости свечения над наветренными поверхностями ИСЗ от длины волны, угла атаки, высоты H и температуры поверхности Tw [5]. Для малых ИСЗ справедлива следующая эмпирическая зависимость [5]:

Зависимость (1) справедлива в диапазоне параметров (280 732 нм) (0 90 град) (140 Н 280 км) (170 Tw 470 К) и дает значение яркости приповерхностного свечения с погрешностью до 2 раз. Уточнить расчет характеристик свечения над малыми ИСЗ можно, подобрав физико-химического механизма, обеспечивающий наблюдаемую радиационную киТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Надежно установлено [1-4], что спектральный состав и пространственный масштаб свечения над малыми спутниками отвечает излучению колебательно-возбужденных частиц ОН(Х2П). Далее возможны два физико-химических сценария образования возбужденных ОН(Х2П): 1) т. н. процесс Лэнгмюра – Хиншельвуда, в котором налетающие на поверхность атомы О адсорбируются поверхностью и мигрируют по ней некоторое время адс до вступления в реакцию, затем сразу же после образования горячие частицы ОН покидают поверхность КЛА и 2) процесс Или – Ридела, состоящий в непосредственном ударном реагировании налетающих частиц О с адсорбированными на поверхности молекулами Н2О. В обоих случаях продукт реакции существенно и неравновесно возбужден.

Пользуясь одномерной моделью течения – не сталкивающихся друг с другом микроскопических частиц – не удается описать угловое распределение интенсивности свечения. Однако факт пропорциональность яркости и энергии торможения позволяет оценить энергию активации гетерогенного процесса на основе аррениусовской модели элементарного акта. Требуется только заменить температурный фактор (тепловую энергию) – на энергетический фактор набегающего потока, т. е. считать, что скорость W реакции (I) связана с энергией торможения Ек зависимостью вида Двойное логарифмическое дифференцирование зависимости (2) и последующее приравнивание величины дlnW/дlnEк к единице (отражает экспериментальный факт прямой пропорциональности яркости свечения и энергии соударения) дает возможность оценить снизу энергию активации ЕА = Ек как ~ 5 эВ или 500 кДж/моль. Это значение примерно в семь раз больше, чем для аналогичной (2) реакции в газовой фазе. Различие объясняется высокой степенью упорядоченности адсорбированных частиц Н2О в невыгодном для реакции направлении – атомами Н «под удар» набегающего потока атомов О. Эффективная «неупругость» столкновения, эквивалентная степени передачи поступательной энергии потока О в колебательные степени свободы Н2Оадс, оказывается в восемь раз (отношение массы атомов кислорода и водорода) меньше.

По-другому объяснить повышение энергии активации процесса (I) по сравнению с адиабатической газофазной реакцией между теми же реагентами – до уровня прочности связи О – НО можно, если предположить существенную неадиабатичность элементарного акта. Лимитирующей стадией такого процесса является отрыв водородного атома от адсорбированной молекулы воды; образующиеся в результате свободные атомы Н реагируют впоследствии с высокоТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

В предложенной трактовке игнорируется микроструктура поверхности ИСЗ, что оправдывается следующим обстоятельством: параметры свечений над малыми ИСЗ близки, несмотря на разнообразие материалов облицовки (покрытий), способов ее нанесения и обработки [1-3].

Следовательно, детализация механизма (I) качественно не повлияет на конечный результат.

Теоретическое рассмотрение кинетики радиационной дезактивации ОН(Х2П), выполненный в данной работе на основе подходов и результатов численного эксперимента [4,5], позволило выразить интенсивность свечения посредством однозначной явной функции, аргументами которой служат перечисленные выше параметры, а областью работоспособности – диапазон (580 4200 нм) (0 90 град) (140 Н 280 км) (170 Tw 470 К) (2 кК T ). Полученная нами зависимость выражается формулой где – разность колебательных квантовых чисел комбинирующих уровней; r – расстояние от поверхности КЛА; S – интегральная интенсивность свечения в секвенции ; параметр буждения ОН(Х2П), а = 1/le()|T – величине, обратной временному масштабу радиационной релаксации ближайшей «накачивающей» секвенции. Значения параметров в (3) и зависимости = () и = (T) сведены в табл. 1-2.

Спектральное положение и интегральная сила секвенций ОН(Х2П) в излучении

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Зависимость длины е-кратного ослабления яркости свечения от номера секвенции и степени колебательного возбуждения ОН(Х2П) С помощью соотношения (3) можно не только оценивать параметры свечения перспективных ИСЗ, но также разрабатывать и уточнять процедуры регистрации свечений для определения количественных характеристик реакции (I). Из него, в частности, следует важность экспериментального определения профилей типа изображенных на рис. 1 при различных высотах и прочих условиях полета. Полученные путем непосредственных измерений данные о зависимости I = I(, r, H) позволят уточнить количественную сторону процесса.

Практически ценно, что предложенные модели пригодны для целенаправленного совершенствования техники орбитальных оптических измерений – как выбором надлежащих приборных единиц, так и средствами программной коррекции спектроскопических данных.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

2. Хантон Д.И. // В мире науки. 1990. № 1. С. 56-63.

3. Дорошенко В.М., Кудрявцев Н.Н., Мазяр О.А. и др. / Препринт ИВТАН № 8-340.

М., 1992.

4. Дорошенко В.М., Кудрявцев Н.Н., Яценко О.В. // Журн. прикл. спектр. 1992. Т. 57.

№ 5—6.

5. Яценко О.В. // Полет. 2005. № 10. С. 19-23.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

На кафедре «БЖиЗОС» ДГТУ в течение последних лет ведется НИР по исследованию аэродинамических характеристик и эффективности пылеулавливания циклонных аппаратов различной формы. Между геометрической формой циклонов и их эффективностью существует целый ряд связей, которые проявляются через сложную аэродинамику течений, возникающих в этих аппаратах.

Одним из технических решений, разработанных на кафедре, является циклонный аппарат, выполненный в виде прямого конуса без цилиндрической части. Для решения поставленной задачи была собрана экспериментальная установка, на которой проводились испытания циклонных аппаратов двух форм: цилиндрической и конической. В ходе эксперимента выяснилось, что коэффициент гидравлического сопротивления (КГС) конического циклона выше, чем цилиндрического на 15 % во всем диапазоне расходов воздуха (13-40 м3/ч). Скорость движения вихря у стенки и ядра в коническом циклоне больше, чем в цилиндрическом. Далее исследовались зависимость полной скорости и динамического давления от текущего радиуса при разных расходах. На основании экспериментальных данных построены графики зависимостей, по которым была проведена аппроксимация полных скоростей, предложена математическая модель, описывающая аэродинамические процессы внутри циклонных аппаратов, которая идентифицируется по экспериментальным данным, полученным с использованием высокоточных приборов.

Прежде чем приступить к экспериментальному определению эффективности пылеулавливания исследуемых циклонных аппаратов проводился ситовой анализ. В результате материал разделяется на фракции, в каждой из которых частицы незначительно различаются размерами,

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Рис. 1. Сравнение эффективности пылеулавливания коническим и цилиндрическим циклонами с бункером объемом 30 л при расходе 27 м/ч: а) древесная пыль; б) электрокорунд Бункер участвует в аэродинамике циклонного процесса, поэтому использование циклонов без бункера или с уменьшенным по сравнению с рекомендуемыми размерами бункером снижает КПД аппаратов. Нарушение вращательного движения потока в бункере (в результате уменьшения его высоты или объема и др.) приводит к заметному снижению степени очистки, поэтому одной из целей данной работы является исследование влияния объема бункера на эффективность пылеулавливания и аэродинамические характеристики циклонных аппаратов.

Исследования производились для древесной пыли, электрокорунда и песка в диапазоне частиц 40-315 мкм при расходе 27 м3/ч. Эффективность пылеочистки выше у конического и

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Рис. 2. Сравнение эффективности пылеулавливания древесной пыли коническим и цилиндрическим циклонами с бункерами разного объема Были проведены исследования высоты погружения патрубка на эффективность пылеулавливания различных видов пыли в диапазоне частиц от 40 до 315 мкм.

С увеличением глубины погружения выхлопного патрубка, при одних и тех же значениях скоростей, значения изменения сопротивления циклона у конического аппарата больше чем у цилиндрического, наиболее четко данный эффект просматривается при скоростях 15-20 м/с.

Причем при глубине погружения выходного патрубка h = 300 мм эффективность пылеулавливания конического циклона возрастает. При глубине погружения патрубка 350 мм, эффективность вновь падает, вследствие действия радиальных скоростей и увеличения объема турбулентного вихря. Цилиндрический циклон обладает максимальной эффективностью пылеулавливания при глубине погружения выхлопного патрубка на h = 350 мм (рис. 3). В настоящее время проводятся испытания с мелкодисперсной пылью.

Рис. 3. Сравнение эффективности пылеулавливания коническим циклоном от глубины погружения патрубка

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

2. Лазарев В. А. Циклоны и вихревые пылеуловители: Справочник. — Нижний Новгород: «Фирма ОЗОН-НН», 2006. — 320 с.

3. Лазарев В. А. Применение циклонов в составе рециркуляционных аспирационных систем деревообрабатывающих производств // Инженерные системы. АВОК Северо-Запад, 2005. № 2. С. 34—39.

4. Ter Linden A., Investigation into cyclone Dust Collectors. Proc. Inst. Mech. Eng., 1949. Pp.

160-233.

5. Christian Fredriksson. Exploratory Experimental and Theoretical Studies of Cyclone Gasification of Wood Powder. Doctoral thesis. Lulea University of technology. Sweden. 1999.

6. Инструкция по эксплуатации Testo 521/526.

7. Руководство пользователя «Программное обеспечение ComSoft 3.4».

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Определение параметров состояния производственной среды в производственных помещениях с активной вентиляцией является актуальной технической задачей. Построение математических моделей распространения вредных веществ в воздушной среде и их численная реализация позволяет на стадии проектирования и модернизации машиностроительных производств рационально выбрать и использовать устройства вентиляции и очистки. Решение данных задач позволит снизить воздействие ОВПФ на операторов.

Ранее, авторами в работе [1] была исследована возможность определения полей подвижности воздуха, температур и концентраций вредных веществ на основе конечно-элементного моделирования процессов массопереноса загрязнений в производственной среде с учетом завихрений воздушных потоков. Однако, как показали результаты модельных расчётов, решение исследуемых уравнений в диапазоне нормированных (по санитарно-гигиеническим требованиям) скоростей воздуха U in (от 0,1 м/с до 0,6 м/с) неустойчиво и необходим переход к более сложным моделям движения воздушной среды, в которых учитывается явление турбулентности. Кроме того, необходимо использовать для решения задачи более производительное программное обеспечение, чем FLEX-PDE, например, ANSYS, Fluent или Solid works.

В настоящий момент создано большое количество разнообразных моделей для расчёта турбулентных течений. Они отличаются друг от друга сложностью решения и точностью описания течения. Ниже перечислены наиболее распространённые модели по возрастанию сложности. Основная идея, заложенная в моделях, сводится к предположению о существовании средней скорости потока и среднего отклонения от него: u u u '. После упрощения уравнений НаТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Практически все они реализованы в современных программах расчёта гидродинамических течений [2]. Приведём их ниже:

1. Модель Буссинеска (Boussinesq). Уравнения Навье — Стокса преобразуется к виду, в котором добавлено влияние турбулентной вязкости. Сокращается количество определяемых в процессе моделирования переменных.

2. Модель Спаларта - Альмараса. В данной модели решается одно дополнительное уравнение переноса коэффициента турбулентной вязкости.

3. k- модель. Уравнения движения преобразуется к виду, в котором добавлено влияние флуктуации средней скорости (в виде турбулентной кинетической энергии) и процесса уменьшения этой флуктуации за счёт вязкости (диссипации). В данной модели решается два дополнительных уравнения для транспорта кинетической энергии турбулентности и транспорта диссипации турбулентности. Наиболее часто используемая модель при решении инженерных задач.

4. k- модель. Похожа на предыдущую, однако вместо уравнения диссипации решается уравнение для скорости диссипации турбулентной энергии.

5. Модель напряжений Рейнольдса. В рамках усреднённых по Рейнольдсу уравнений (RANS) решается 7 дополнительных уравнений для транспорта напряжений Рейнольдса.

6. Метод крупных вихрей (LES, large eddy simulation). Занимает промежуточное положение между моделями, использующими осреднённые уравнения Рейнольдса и DNS. Решается для больших образований в жидкости. Влияние вихрей меньше, чем размеры ячейки расчётной сетки, заменяется эмпирическими моделями.

7. Прямое численное моделирование (DNS, direct numerical simulation). Дополнительных уравнений нет. Решаются нестационарные уравнения Навье — Стокса с очень мелким шагом по времени, на мелкой пространственной сетке. По сути не является моделью. Из-за громадного объёма информации, полученной при численном моделировании, ценность представляют средние значения потока, полученные при решении задачи с которыми могут сравниваться другие модели.

Все модели имеют преимущества и недостатки. Области применения, для которых получены модельные постоянные на основе сравнения результатов расчёта с экспериментами, ограничены. Как отмечается различными исследователями именно k- модель турбулентности наиболее часто используется при решении практических инженерных задач, например, дает вполне удовлетворительные результаты для расчетов вентиляционных процессов.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

где u – скорость потока, - плотность, H- удельная энергия, S i g i - гравитационная компонента; h – энтальпия, QН - объёмная интенсивность источника теплоты, ik - тензор напряжения вязкого сдвига, qi - изменение теплоты.

Для вычислений потока с высоким числом Маха, используется следующее энергетическое уравнение:

Для ньютоновских жидкостей тензор вязких напряжений определен как:

В соответствии с предположением Буссинеска, тензор напряжения Рейнольдса имеет следующий вид:

где ij - дельта функция Кронекера (равняется 1, если i = j, и нуль в противном случае), - коэффициент динамической вязкости, t - коэффициент турбулентной динамической вязкости, k турбулентная кинетическая энергия (в случае ламинарных потоков k=0).

Коэффициент турбулентной динамической вязкости определяется из выражения:

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Перенос кинетической энергии турбулентности и скорости диссипации турбулентной энергии учтены двумя дополнительными уравнениями:

где характеристики S и S определяются из выражений:

Здесь P представляет собой величину, учитывающую влияние сил плавучести на турбуB лентное течение: PB i, где gi - величина гравитационного ускорения в направлеB xi нии координаты xi, константа B= 0.9, константа CB = 1 когда PB 0, и 0 в противном случае:

ски. В рассматриваемой модели использованы следующие величины: C 0, 09, C 1, 44, При числе Льюиса Le1 уравнения диффузии и теплопроводности становятся идентичными и профили избыточных концентраций и температур оказываются подобными и qi опредеh лятся следующим образом: qi t, i=1, 2, 3.

Здесь константа c = 0.9, Pr - число Прандтля, и h – теплосодержание (энтальпия).

Модельные уравнения описывают как ламинарные, так и турбулентные движущиеся потоки. Уравнения модели решаются при определённых начальных и граничных условиях.

Выбор модели турбулентности и сравнительный анализ результатов моделирования. Проблема выбора моделей турбулентности весьма важна. При расчете конкретных течений необходимо не только выбрать наиболее подходящую модель турбулентности, но и оценить

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

В [1] были представлены результаты моделирования движения потоков воздуха методом «вектор завихренности – функция тока». Численные решения получены на основе метода конечных элементов, реализованного в среде FLEX-PDE. Оказалось, что на результаты модельных расчетов, оказывает влияние безразмерная величина приграничного слоя h h / Lx.

В математической модели также менялась величина входной скорости. Диапазон значений скорости U in (от 0,1 м/с до 0,6 м/с) был принят в соответствии с санитарногигиеническими нормативами. Однако сходимость решения при данных параметрах скорости не наблюдалась. Сходимость наблюдалась в диапазоне скоростей значительно ниже реальных величин ( U in 10 4 м/с и менее). Последнее подтверждается результатами расчёта полей подвижности воздуха в моделируемом помещении, выполненными на разных моделях, учитывающих завихренность, и при использовании различного программного обеспечения (рис. 1, а, б).

Как показывают результаты расчёта полей подвижности воздуха в рассматриваемом помещении (рис. 1, а, б), в исследуемом диапазоне параметров погрешность в определении величин скорости составляет 0,5-2 %. Также заметно, в периферических зонах от зоны протекания основного потока образуются вихревые течения воздуха, чего не наблюдалось в моделях тепломассопереноса для потенциального безвихревого поля.

Следует заметить, что представленные тестовые расчёты выполнены для стационарного двумерного случая. На рис. 2, а, б показаны результаты расчёта полей подвижности воздуха при входной скорости U in = 0,1 м/с, которая соответствует санитарно-гигиеническим нормативам.

При сравнении данных результатов следует, что модель «вектор завихренности – функция тока» и её реализация в среде FlexPDE не позволяют адекватно описать те реальные процессы, которые протекают в исследуемом помещении. Так, согласно расчётам (рис. 2, а), в помещении хаотично образуются вихри, скорость движения воздуха в которых достигает 7,56 м/с, что физически не объяснимо. При расчётах по k- модели мы имеем нормативные значения скоростей в диапазоне от 0,1 до 0,48 м/с. Незначительное увеличение скорости на выходных воротах связано здесь по-видимому с тем, что рассматривалась плоская задача.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

В результате проведённых тестовых расчётов от дальнейших исследований параметров состояния производственной среды методом «вектор завихренности – функция тока» пришлось отказаться, как и от расчётов в среде FlexPDE. В дальнейшем предлагается использовать стандартную k- модель турбулентности для численного решения уравнений которой вполне подходит программное обеспечение в виде пакета SolidWorks.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

2. http://ru.wikipedia.org /1.08.2012.

3. SolidWorks Flow Simulation 2012 Technical Reference.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

На протяжении ряда лет совместными усилиями кафедр «Производственная безопасность» и «Инженерная компьютерная графика» ведутся работы над конструкцией надповерхностного уловителя гальванических аэрозолей.

Основная идея полезных моделей - улавливание аэрозолей и вредных веществ непосредственно над поверхностью электролита, что позволяет осуществлять возврат раствора в гальваническую ванну и очищать уходящий воздушный поток от вредных примесей.

Разработка и внедрение технической идеи в плане научно-исследовательской работы со студентами (НИР, НИРС) в условиях учебного заведения — сложный и многогранный процесс.

Технический замысел требует принятия решений на базе теоретических основ, компилирующих знания из различных дисциплин, изучаемых в вузе, в том числе химии, физики, инженерной и компьютерной графики.

Для более эффективной организации работы выделены следующие её этапы, к которым можно подключать студентов разных курсов, заинтересовывая их творческим процессом:

1. выявление физико-химических основ и закономерностей явления капельного уноса. Математическое обоснование и оптимизация возможных вариантов решения проблемы улавливания на основе компьютерного моделирования процесса и обработки полученных данных (например, получение рис. 1);

2. поиск аналогов идеи и технических решений, информационный и патентный поиск, принятие решений о конструкции элементов улавливающих систем;

3. техническая сторона реализации идеи: компьютерное моделирование элементов конструкции уловителей на базе аналогов, разработка оригинальных элементов;

оптимизация изделий разрабатываемого прибора (рис. 2);

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Рис. 1. Компьютерный анализ траекторий капель над поверхностью гальванического раствора Рис. 2. Компьютерная модель одного из вариантов конструкторского решения

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Полезные модели прошли этапы развития от самодельной лабораторной установки до производственных образцов, модернизируемых в соответствии с требованиями конкретного производства, условий использования оборудования.

На основании анализа, качественной и количественной оценки физико-химических процессов, происходящих над поверхностью электролита, была разработана основная концепция надповерхностного улавливания аэрозолей в неоднородном электрическом поле, созданном определенной системой электродов. Ряд технических решений позволяет оптимизировать процесс.

Компьютерная графика – составляющая, которая не только упрощает и ускоряет процесс разработки чертежей, но повышает интерес молодых исследователей к процессу конструирования, воплощению технического замысла.

В перспективе предполагается организовать научно-исследовательскую работу в направлении оптимизации и унификации разрабатываемого оборудования, а также повышения эффективности технических решений по данному направлению. И одна из главных задач – повысить заинтересованность молодежи, привлекая к исследовательской работе с первых курсов обучения.

Привлечение студентов к научно-исследовательской работе подчинено главному — заинтересовать молодежь данным направлением исследований, с целью формирования специалистов с навыками научно-исследовательской деятельности.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Синдром профессионального выгорания (СПВ) – это состояние эмоционального, психического и физического истощения, развивающегося в результате хронического, неразрешенного стресса на рабочем месте, приводящее на личностном уровне к эмоциональному безразличию по отношению к своему труду, сопровождающееся высоким уровнем тревожности, субклинической и клинической депрессией (XXI Европейский форум медицинских ассоциаций и ВОЗ, 2005).

Об актуальности проблемы СПВ в современном обществе свидетельствует факт включения донного заболевания в номенклатурный классификатор болезней (МКБ – 10, рубрика Z73, «Стресс, связанный с трудностями поддержания нормального образа жизни»).

В интересах улучшения учебного процесса в вузе нами изучались психологический статус преподавателей и факторы, вызывающие СПВ. Исследование проводилось в двух вузах страны, имеющих различную архитектуру образовательного процесса и различную методику материального вознаграждения за труд (медицинский вуз МО и технический вуз Минобрнауки).

Из возможных методов изучения данного явления: психологической и клинической диагностики, оценки факторов риска возникновения СПВ [1] – мы выбрали метод анкетирования.

Разработанная нами оригинальная анкета представляет собой компиляцию нескольких документов: «Опросника для выявления выгорания» (MBI), «Методики диагностики мотивации к успеху» (Т. Элерса), «Методики диагностики уровня эмоционального выгорания» (В. Бойко).

Кроме того, в анкету включены собственные, отражающие специфику вузов, вопросы. Анкета подвергнута предварительной проверке на диагностическую эффективность, чувствительность и специфичность. Статистическая обработка материалов анонимного анкетирования преподавателей выполнена с использованием специально разработанной электронной версии программного приложения анкеты (программная среда Delphi 7, пакет STATISTIKA 6,0). Результаты исТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

По своей этиологии (генезису) стрессы делили на 4 вида: провоцируемые администрацией, возникающие при общении с коллегами, возникающие по личностным и семейно-бытовым причинам, возникающие при общении с обучаемыми.

Анализ результатов исследования показал, что у 80—83 % проанкетированных преподавателей имеются признаки стрессового состояния. Достоверных различий в уровне дезадаптации преподавателей с педагогическим и непедагогическим образованием не выявлено. У женщин в возрасте до 45 лет уровень тревожности достоверно выше, чем у мужчин (на 8 %, р < 0,001) и у женщин в более пожилом возрасте (на 6 %, р < 0,05). Доля респондентов с признаками субклинической депрессии составила 10 %, что на 27 % ниже, чем в других вузах (И. Сухенко, М. Рубанова, 2005). С ростом профессионального стажа у основной массы лиц, имеющих признаки стресса, изменилось представление о престижности педагогической работы (она в их глазах снизилась и стала казаться не такой интересной, как в начале карьеры). Около половины респондентов-трудоголиков, ранее работавших до самозабвения, сейчас так работать не видят смысла. Ощущение собственной бесполезности испытывают 17 %, утратили цели и идеалы 32 %, не видят стимулов для качественной работы 51 % респондентов. Все опрошенные (100 %) готовы уйти с преподавательской работы, если бы появилась возможность выбора иного рода высокооплачиваемой деятельности.

По этиологическому признаку в военно-медицинском и техническом вузах стрессы разделились по-разному. В военном учреждении (с жесткой трудовой и воинской дисциплиной, избыточным регулированием организации учебного процесса, жесткой соподчиненностью студента и преподавателя) 68 % стрессов провоцировались администрацией, 15 % - коллегами, 14 % - возникали по личностным и семейно-бытовым причинам, 3 % - провоцировались обучающимися. В техническом вузе (с либеральными отношениями между преподавателем и студентом, свободной траекторией обучения, возможностью получения дополнительных платных образовательных услуг) доля стрессов, вызванных студентами достоверно (р < 0,05) возросла до 28 %, администрация спровоцировала 41 % стрессов, коллеги – 25 % и семейно-бытовые причины – 6 %.

Из 45 предложенных факторов, мешающих преподавателям плодотворно и спокойно работать, анкетируемые выделили (в порядке снижения значимости) 10:

1. Отсутствие стимулов для качественной работы (низкая оплата труда и необходимость подработок, необходимость выполнять «чужую» работу, недооцененная добросовестная профессиональная деятельность, отсутствие культа лучшего методиста).

2. Отсутствие культа учебы у преимущественной части современных студентов.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

4. «Плохой» кафедральный коллектив (ненормальные отношения среди коллег, отсутствие коллегиальной помощи, высокая конкуренция в коллективе, отсутствие интеграции усилий в интересах улучшения ситуации).

5. Проблемы в семье (плохие жилищные условия, неудовлетворительный моральнопсихологический климат в семье, неблагополучное финансовое положение семьи, болезнь родных, домашняя загруженность).

6. Чрезмерная рабочая нагрузка.

7. Нереализованные (по причине собственной лени) личные деловые качества преподавателя.

8. Отсутствие условий для систематического повышения квалификации преподавателей в ведущих профильных вузах страны.

9. Плохие условия для занятий наукой (слабая лабораторная база, полное отсутствие федерального финансирования НИР).

10. Сверхконтроль со стороны руководства (зачастую – мелочность и необъективность со стороны учебного отдела вуза).

Факторы, указанные в пунктах 8, 9 и 10 отмечены респондентами только в военном вузе.

Выявленный в исследовании высокий уровень предпатологического и болезненного состояния преподавателей требует осмысления. Ведь на сегодняшний день в вузах существует хорошо продуманная служба охраны труда и техники безопасности, ведется (система контроля качества) обширная номенклатура дел и учетных документов, организованы аттестация рабочих мест и производственный контроль за выполнением санитарного законодательства, заключаются трудовые договоры (учитывающие государственные нормативные требования по охране труда), разработаны инструкции и проводится ступенчатая система инструктажей по технике безопасности.

По нашему мнению, сложившееся положение дел не учитывает того факта, что служба охраны труда занимается исключительно техносферными опасностями, не имеет специальной подготовки в рассматриваемом нами вопросе и не в состоянии отследить у педагогического состава наличие или формирование стресса (фазы напряжения, резистенции или истощения) [5], выявить и минимизировать породившие этот стресс факторы. Справедливо будет заметить, что перед службой охраны труда такие задачи и не стоят [2].

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Литературные данные свидетельствуют о необходимости координации усилий в рассматриваемом вопросе на личностном, организационном и межличностном уровнях [6]. К работе по профилактике синдрома профессионального выгорания необходимо привлекать психологическую службу, профсоюзную организацию, учебный отдел, методическую службу, службу охраны труда и техники безопасности, медицинскую службу и руководство кафедральных коллективов вуза. А профессиональное выгорание преподавателей (по нашему мнению) необходимо рассматривать как один из критериев уровня охраны труда в вузе.

Список используемой литературы 1. Большакова Т.В. Личностные детерминанты и организационные факторы возникновения психического выгорания у медицинских работников: Дис. … канд. психолог. наук / Т.В. Большакова. – Ярославль, 2004. - 167 с.

2. Приказ Минобразования РФ №2953 «Об утверждении отраслевого стандарта «Управление охраной труда и обеспечением безопасности образовательного процесса в системе Минобразования России», М, 2001.

3. Рыжов А.Я., Комин С.В., Копкарева О.О., Шверина Т.А. Физиолого-гигиеническая характеристика труда преподавателей вуза / А.Я. Рыжов и др. // Вестник ТвГУ, 2005.- №1, Серия:

Биология и экология.

4. Р 2.2.2006-05. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда.

5. Селье Г. Стресс без дистресса / Г. Селье. – М., 1979. - 185 с.

6. Сидоров П., Новикова И. Профилактика СПВ в медицинской среде / П. Сидоров, И. Новикова // Медицинская газета, 2006. - № 15.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Определение параметров состояния производственной среды в вентилируемых производственных помещениях является актуальной технической задачей. Построение математических моделей распространения вредных веществ в воздушной среде и их численная реализация позволяет на стадии проектирования и реконструкции производств рационально выбрать и использовать устройства вентиляции и очистки. Решение данных задач позволит улучшить условия труда операторов.

В работах [1, 2] определение полей концентраций вредных веществ, температуры и подвижности воздуха в производственной среде исследуемых помещений осуществлялось на основе моделирования тепло - массопереноса для потенциального безвихревого поля. Рассчитанные параметры производственной среды достаточно хорошо согласовывались с экспериментальными данными, полученными в помещениях с невысокой плотностью размещения стационарных источников загрязнения.

В общем виде математическая модель конвективно-диффузионного тепломассопереноса, сформулированная в безразмерных переменных[2], имеет вид представленный системой уравнений (1).

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Однако у источников загрязнения, где, как правило, размещаются рабочие места операторов и местные вентиляционные отсосы, создаются условия для возникновения турбулентных газо-воздушных потоков, которые существенно изменяют картину распределения подвижности воздуха и загрязнений в помещении, что необходимо учитывать в разрабатываемой модели. В рамках подхода, изложенного в [1, 2], задача корректно не решается.

Таким образом, для замкнутых производственных помещений с высокой плотностью размещения источников загрязнений в условиях работы активной вентиляции возникает проблема определения полей подвижности воздуха с учетом вихревых движений, точность определения которых влияет на поля концентраций и температур.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Обзор и анализ отечественных и зарубежных литературных источников [3, 4, 5], посвященных процессам массопереноса веществ в замкнутых средах, показал, что реализация модели «вектор завихренности – функция тока» имеет ряд преимуществ. Так, уравнения предлагаемого метода подобны по типу (по математическим свойствам), и их численное решение проще, чем решение уравнения Навье-Стокса. В работе [6] авторами исследовался перенос вредных веществ в вентилируемых производственных помещениях на основе совместного решения уравнений движения воздуха в рамках модели «вектор завихренности – функция тока» и уравнения конвекции-диффузии для распределения примесей.

Объект исследования представлял собой воздушную камеру с входными и выходными воротами и расположенным по центру источником выброса оксида углерода. Скорость газа, поступающего в камеру, являлась постоянной в течение всего процесса.

Вихревая модель массопереноса вредных веществ в безразмерной форме имеет вид:

где U U Re, V V Re, Re - скорости и функция тока системы уравнений с поправочным коэффициентом (2); X, Y - безразмерные координаты, соответствующие координатам X, Y; L x - длина области решения по оси; U, V - безразмерные скорости, соответствующие скоростям ; U in - скорость потока на входе в воздушную камеру; - безразмерный аналог функции тока; - безразмерный аналог вектора вихря; C - безразмерная концентрация примеси; CS - концентрация источника; Q - безразмерный аналог источника.

Численное решение (2) осуществлялось в конечно-элементном пакете FlexPDE. При проведении численных экспериментов меняли величину входной скорости. При достаточно малых скоростях были получены распределения примесей в исследуемом объеме. Однако для диапазона значений скорости от 0,1 м/с до 0,6 м/с, который соответствует санитарноТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Кроме того, одной из существенных проблем для модели «вектор завихренности – функция тока», остается задача расчета поля давления. Источником трудностей является система уравнений сжимаемого газа, в которой отсутствуют уравнение для давления. При переходе к переменным «вектор завихренности – функция тока» давление исключается из расчетов, поэтому определение всего комплекса аэродинамических параметров и микроклимата среды в рамках таких методов представляется проблематичным.

Также необходим переход к более производительной программной среде, например ANSYS и Solidworks.

Вышеприведённых недостатков лишена предлагаемая авторами стандартная k- модель, относящаяся к наиболее широко применяемым на практике моделям турбулентности, решаемым в современных конечно-элементных пакетах.

Обозначения коэффициентов и констант в обобщённом уравнении (3) тической энергии Скорости диссипации тической энергии равны: (,, c, T, С1, С2, С3, C)=(1,0, 1,314, 1,0, 1,0, 1,44, 1,92, 1,0, 0,09) Стандартная k- модель турбулентности применима для описания переноса примесей и теплоты в движущемся воздушном потоке помещения и может быть описана в самом общем виде усредненным по времени уравнением Навье-Стокса:

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Когда Ф 1, общее уравнение становится уравнением неразрывности. Эффективный коэффициент диффузии и функция источника, а также условия приведены в таблице 1. В табФ лице 1 эффективная вязкость является суммой молекулярной вязкости и турбулентной вязкости. Для решения уравнений (3) необходимо задать граничные и начальные условия (таблица 2).

условия Результаты модельных расчётов.

Объектом исследования явился участок обкатки комбайнов сборочного цеха ООО «КЗ Ростсельмаш» (рис. 1). Исходные данные для модельных расчётов: геометрические параметры помещения обкатки комбайнов (длина 132 м, ширина 60 м, высота 14 м); количество и геометрические размеры стендового оборудования и обкатываемых сборочных единиц; время работы, в соответствии с технологическим процессом обкатки; виды и расположение обкатываемых машин и рабочих мест; интенсивность движения газо-воздушных потоков (входная скорость м/с); граничное условие по давлению на выходных воротах - атмосферное давление; источники выделения ВВ - отключены; схема организации движения газо-воздушных потоков в вентилируемом помещении с различным расположением воздухораспределителей системы механической вентиляции (граничное условие для скорости вытяжки на крышевных вентиляторах м/с), а также приточных и вытяжных отверстий (рис. 1); расчётный период года (“теплый”);

параметры окружающей среды: атмосферное давление - 105 Па, температура - 293,2 К, скорость ветра - 0 м/с. Константы в модели: энергия турбулентности - 1 Дж/кг и диссипация турбулентности - 1 Вт/кг.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

2. Месхи Б.Ч, Маслов Е.И., Соловьёв А.Н., Булыгин Ю.И., Корончик Д.А. Математическая модель процессов распространения вредных веществ и избытков теплоты в производТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

3. Ясинский Ф.Н. О решении уравнения Навье-Стокса в переменных «функция тока – вихрь» на многопроцессорной вычислительной машине с использованием системы CUDA / Ф.Н. Ясинский, А.В. Евсеев // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. — 2010. — Вып. 3. — С. 73–75.

4. http://www.sciencedirect.com/.

5. Шеремет М.А. Математическое моделирование нестационарных режимов тепломассопереноса в элементе электронной техники / М.А. Шеремет, Н.И. Шишкин // Вестник Томского гос. ун-та. — 2011. — Т. 3. — № 2. — С. 124–131.

6. Булыгин Ю.И., Месхи Б.Ч., Корончик Д.А. Конечно-элементное моделирование процессов активной вентиляции с источниками вредных примесей // Математическое моделирование и биомеханика в современном университете: тр. VII Всерос. шк.-семинара, пос. Дивноморское, 28 мая-1 июня. – Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, 2012.

7. Том А., Эйплт К. Числовые расчеты полей в технике и физике. М.: Энергия, 1964.

8. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. Мир, М., 1980.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Необходимость снижения экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ требует более эффективных с точки зрения охраны окружающей среды мер. Инструментом компенсации и экономического стимулирования природоохранной деятельности является взимание платы за выбросы поллютантов в атмосферу, размер которой должен напрямую зависеть от наносимого вреда. Однако существующая нормативная база по определению размеров платежей за это не только не учитывает реального ущерба, но и не создает стимулы для экологичного поведения участников загрязнения окружающей среды. Экологические основы системы оценки экономического ущерба от выбросов и его возмещения в нашей стране заключаются в использовании значений предельно допустимой концентрации для дифференциации опасности загрязнителей. При этом отсутствует методика обоснования значения удельного ущерба, что вынуждает пользоваться устаревшими значениями и фактически способствует деградации экосистем. Традиционное определение экономического ущерба от загрязнения окружающей среды сводится к оценке расходов, необходимых на устранение негативных последствий (возможных или уже выявленных), например, для здоровья населения. Однако использование такого подхода при попытках интернализации внешних эффектов будет связано с трудностями распределения экономической ответственности. Даже возможность учета выбросов потребует обоснования причинно-следственных связей загрязнения окружающей среды и негативных последствий для объектов, испытывающих такое влияние (население, природные и материальные объекты).

Исследования поддержаны грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (МК 657.2011-6) и грантом ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» в рамках научного проекта «Элементы эколого-экономической стратегии снижения ущерба от выбросов автотранспорта на территории».

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Отсутствие взаимосвязи экологической выносливости экосистем, оценки негативных последствий от выбросов загрязняющих веществ и экономической ответственности всех участников загрязнения (прямо или косвенно влияющих на возникновение негативного антропогенного воздействия) в системе управления охраной окружающей среды представляет собой препятствие для перехода к устойчивому развитию. Поэтому совершенствование инструментария экологоэкономического регулирования техногенного воздействия на атмосферу в таком ракурсе является актуальной научной проблемой.

Создание системообразующих условий для функционирования источников загрязнения окружающей среды возложено на государство. В этих обстоятельствах основой системы инструментов экологической политики являются четкие целевые ориентиры, позволяющие двигаться в направлении устойчивого развития, действенные стимулы для достижения таких ориентиров и эффективные эколого-экономические региональные стратегии (с учетом особенностей конкретных экосистем) [1-3, 5-8]. В рамках рыночной экономики предпочтительной можно считать экономическую мотивацию экологически направленного поведения участников негативного влияния на окружающую среду. Для снижения негативного воздействия выбросов загрязняющих веществ передвижными источниками на окружающую среду, компенсации экономического ущерба от фактических продуктов эмиссии автотранспортных средств необходимо формирование системы инструментов экологической политики (рамочных условий ответственного поведения физических и юридических лиц) и методологической основы ее функционирования. Здесь основной целью является разработка теоретико-аналитической основы повышения эффективности принимаемых природоохранных решений органами власти (необходимой, в том числе, для обоснованного увеличения доли компенсации владельцами автомобилей экономического ущерба, наносимого выбросами автотранспорта) [5]. Мотивация представителей органов территориального управления должна осуществляться исходя из изменения реальной экологической ситуации на территории, информация о которой может быть получена посредством мониторинга и специальных исследований. Компенсацию ущерба государство уже сейчас вынуждено перекладывать на плечи всех налогоплательщиков и учитывать в бюджетных расходах на финансирование здравоохранения, социальных выплат, например, по нетрудоспособности и

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Отсутствие действенных стимулов снижения техногенного воздействия на экосистемы не позволяет обеспечить объективных условий для улучшения качества окружающей среды. Систему возмещения экономического ущерба от фактического техногенного загрязнения окружающей среды можно рассматривать в качестве природоохранного мероприятия. Предполагается, что такая система помимо финансирования затрат на охрану окружающей среды и фискальной функции экологических платежей (сборов) будет стимулировать экологичное поведение владельцев автотранспортных средств. Наличие связанных с автотранспортом экологических проблем в крупных городах наиболее развитых стран мира позволяет говорить о неспособности существующего инструментария управления охраной окружающей среды достаточно эффективно справляться с негативным антропогенным влиянием выбросов на экосистемы для перехода к устойчивому развитию. Это требует совершенствования механизмов, теоретической и методологической основы принятия природоохранных решений с целью снижения экономического ущерба от выбросов автотранспорта. При решении подобных комплексных проблем требуется учет системных пробелов территориального управления, построение прозрачных процедур принятия решений на основе обоснованных алгоритмов направленных на достижение оптимальных последствий. Ущерб от выбросов автотранспорта зависит от оценки затрат на устранение негативных последствий от загрязнения окружающей среды, что так или иначе отражается на экономике страны [5]. Последствия для экономики выражаются в ущербах от повышенной заболеваемости, смертности населения, негативных последствий соответствующим отраслям и предполагают дополнительную нагрузку на бюджет или ослабление налоговых поступлений [9]. Необходимо отметить, что на принятие управленческих решений основное влияние оказывает человеческий фактор, в связи с чем распределение экономической ответственности между участниками загрязнения окружающей среды автотранспортом представляет значительный интерес при формировании теоретико-аналитического инструментария перехода к устойчивому развитию.

ТРУДЫ X МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФОРУМА

«ИННОВАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ»