Проведено исследование зарубежных и отечественных моделей ветроэнергетических установок (ВЭУ) малой мощности и их сравнительный анализ. Методология проведения исследования - решение поставленных задач методами математического моделирования с использованием имитаторов ветротурбин. Приведен обзор зарубежных и отечественных ВЭУ малой мощности. В результате исследований выявлены достоинства и недостатки существующих моделей. На основании патентного поиска разработана новая модель контрроторной ветроустановки, разработаны схемы алгоритмизации создания новых моделей ветроустановок и генераторов к ним. Произведен анализ зарубежных и отечественных моделей электрических генераторов для ВЭУ. На основании изучения их достоинств и недостатков предложено использование в ВЭУ вибрационных электрических генераторов. Рассмотрены возможности использования для выработки электроэнергии ВЭУ колебательного типа, по которым ведутся дальнейшие исследования. Разработан имитатор поведения ветротурбин в составе экспериментальной лабораторной установки.*

Рассмотрена опытно-конструкторская разработка визуального изображения информации, основанная на применении светодиодных ламп. В разработке используются: механическая развертка, быстродействующие сдвиговые регистры, программируемые логические интегральные схемы. Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики создания светодинамического устройства с минимизированным энергопотреблением, работающего на основе механической развертки, основаны на использовании светодиодных ламп, работающих на быстродействующих сдвиговых регистрах и программируемых логических интегральных схемах "ПЛИС". Разработан опытно-конструкторский образец светодинамического устройства с графическим выводом информации в виде полупрозрачного изображения на сферическом экране. Результаты могут быть использованы в качестве энергосберегающей альтернативы для используемых в настоящее время светодиодных экранов и интерьерных информационных устройств.*

Исследована оптимизация технологических условий выделения гуминовых веществ из углей Казахстана. Показано, что в бурых углях Казахстана содержится от 4,5 до 50 % гуминовых веществ в расчете на органическую массу угля (ОМУ). Угли месторождений Ой-Карагай (40,5 %) и Киякты (54 %) являются прочной базой для выработки из них очень нужных гуминовых удобрений, стимуляторов роста растений и других гуминовых препаратов. С помощью метода матричного планирования оптимизированы условия экстракционного выделения гуматов на пилотном стенде производительностью 5 кг/час. Найдено, что предварительная обработка углей в мельницах различного типа, когда реализуется диспергирование угольного вещества, при незначительной активации в присутствии воздуха происходит окисление углей и повышение выхода гуминовых кислот (до 60 %). Воздействие высоких энергий и эффективное диспергирование, реализуемое в дезинтеграторе, приводит к увеличению выхода гуминовых кислот не более чем на 25 %. В этих условиях существенный вклад оказывают время нахождения обрабатываемого материала в рабочей зоне аппарата, соответственно и время окисления, которое составляет доли секунды. С помощью современных методов (ИК-, ЭПР-, УФ-спектроскопии) изучены состав и структура выделенных гуматов, определены их кислотные свойства, удельная поверхность, пористость и поверхность монослоя ГК по уравнению БЭТ. Оставшаяся часть техногенных отвалов углей отгружена на переработку угля в жидкое топливо и на брикетируемую фабрику для брикетирования, что решает экологическую проблему ликвидации опасных техногенных отвалов и комплексную переработку углей.*

Исследованы наноразмерные катализаторы, метанол. Рассмотрено создание пилотной установки и энергосберегающей каталитической технологии синтеза формальдегида из продуктов газификации угля для промышленного внедрения. Разработаны и изучены новые наноструктурированные железо-молибденовые катализаторы, иммобилизованные на основе силанольных групп силикогуматных композитов и микросферических алюмосиликатов энергетических зол Алматинской ТЭЦ-2. В ИК-спектрах алюмосиликатного катализатора наблюдаются интенсивные полосы поглощения, характерные для групп S-O, AL-O, Si-O-AL. Полосы поглощения в низкочастотной области спектра указывают на присутствие Fe{3+} и Mo{6+} в оксидах. Удельная поверхность катализаторов вычислена по полным изотермам низкотемпературной адсорбции азота по методу БЭТ. Интегральный объем пор для силикатного катализатора, прокаленного при 400 град.С, составляет 0,44 мл/г, для алюмосиликатного - 0,57 мл/г. Оптимальный размер активных частиц разработанных катализаторов - 40-50 нм. Найдены оптимальные условия для окисления метанола в формальдегид для силикатного и алюмосиликатного катализаторов. В оптимальных условиях степень превращения метанола находится на уровне 99,8 % при 100 % селективности превращения его в формальдегид.*

Исследованы угольные брикеты Казахстана. Разработана проектно-конструкторская документация пилотного стенда для брикетирования угля производительностью 5 кг/час, приобретено типовое оборудование, изготовлено экспериментальное оборудование для пилотного стенда брикетирования угля, произведен монтаж, испытан пилотный стенд. Показано, что используя гуматы натрия, аммония и силиката в качестве связующего, можно получить из мелочи углей брикеты с прочностью, достигающей 3 МПа или 3,0 кг/см. При всех концентрациях гуматов от 0,01 до 10 % с небольшими отклонениями прочность угольных брикетов одинаковая. Для практических целей можно рекомендовать водные растворы гуматов аммония, натрия и силиката натрия концентрацией от 0,1-2 %. Оптимальные параметры прочности были достигнуты в случае применения гумата силиката. Гумат силиката в экономическом плане выгодно отличается от гуматов аммония и натрия. Для получения гуматов аммония и натрия требуется импортное сырье, а для гумата силиката необходимое сырье в республике имеется (продукция стекольных заводов). При необходимости длительного хранения (более года) угольных брикетов на основе гумата аммония рекомендуется их подвергать термообработке при температуре 200 град.С. Такой процесс позволяет сохранить прочность и влагостойкость брикетов длительное время. Оптимизированы технологические условия брикетирования угля и разработан технологический регламент брикетирования.*

Изучены влияния режимов тепловых и плазменных потоков на эрозию поверхности и физико-механические свойства вольфрама - материала защиты первой стенки термоядерного реактора (ТЯР). Разработана физическая модель расчҒта температурных полей и скорости испарения, учитывающая излучение с поверхности и зависимость физических параметров материала от температуры. Проведены расчҒты температурных полей и величины тепловой эрозии вольфрама при импульсном электронном облучении. Показано, что количество испаряемого вольфрама определяется величиной потока выделяемой на поверхности энергии и длительностью импульса. Подготовлены образцы вольфрама для экспериментального исследования эффектов тепловой эрозии. Проведено облучение образцов вольфрама импульсными электронами и измерена величина потери массы при облучении однократным и двукратным электронными импульсами. Показано, что измеренное значение потери массы совпадает с теоретическими расчетами.*

Исследована адаптация модели WRF (Weather Research and Forecasting) для проведения численного моделирования погоды в Казахстане с учетом антропогенных факторов. Исходными данными для модели служат результаты работы модели GFS. Проанализировано состояние WRF-модели, ее программного обеспечения, создан пилотный полигон для проведения расчетов по модели WRF на базе 16-ти ядерного сервера, разработаны и внедрены процессы автоматической подкачки данных, получения прогноза погоды. Отработана процедура обучения пользователей WRF-модели, проведены исследования в области повышения эффективности WRF-модели.*

Исследованы материалы чехлов отработанных ТВС с реактора БН-350, необлученные материалы конструкционных сталей и алюминиевого сплава CAB. В 2009 году был проведен анализ материаловедческих проблем обеспечения безопасного обращения с отработанным топливом реакторных установок. Разработана концепция модели, проведена адаптация методик для механических испытаний материалов чехлов ТВС. Проведены механические испытания необлученных образцов конструкционных материалов. В 2010-2011 годах были проведены испытания на длительную прочность облученной нержавеющей стали 12Х18Н10Т при температурно-силовых условиях, имитирующих длительное хранение отработанного топлива. Проведены комплексные материаловедческие исследования необлученных конструкционных материалов топливных сборок для последующего сравнения с результатами испытаний облученных конструкционных материалов. Разработана концептуальная модель деградации физико-механических свойств материалов оболочек отработанного топлива для безопасного обращения с отработанным ядерным топливом.*

В качестве объекта исследования использовались никелид титана, покрытия титан-хром-азот на стали и кристаллы фторида лития. Выявлены особенности последовательного воздействия облучения ионами криптона и пострадиационного отжига на структуру и физико-механические свойства никелида титана, исследование радиационной стойкости тройных покрытий титан-хром-азот и кристаллов фторида лития. Установлено, что предложенный вид обработки никелида титана позволяет варьировать структуру далеко в запробежной области за счет образования новых фаз, изменять температурные интервалы мартенситных переходов, приводить к повышению эффекта памяти формы и термическому упрочнению по сравнению с чисто ионным облучением. Показано, что особенностью облучения низкоэнергетическими ионами криптона тройных покрытий титан-хром-азот является протекание на поверхности процесса распыления, что приводит к ее большей степени гладкости и термической стойкости до температур 500 град.С. Обнаружено, что при малых углах падения для дислокационных петель характерно кристаллографическое направление <100> и более высокая твердость облученных кристаллов. Установлено, что с увеличением флюенса облучения происходит насыщение F центров, обнаружено увеличение центров окраски в результате отжига при 400 К.*

Рассмотрена модель равновесия химических реакций в препарате. Разработана модель формирования гетерогенной системы в растворах препарата. Выявлено влияние комплексообразования на структуру препарата. Методом расчета установлено влияние электролитных равновесий на формирование структурных единиц препарата. Выявлены факторы, определяющие процессы в сопряженных гетерогенных и гомогенных равновесиях в растворах препарата. Результаты исследований будут внедрены в производство лекарственных форм препарата, разрабатываемые в РГП НЦПП.*