Computer simulation of operation plant effective modes for water disinfection by electrical discharges in gas bubbles

Purpose. Determination by means of computer simulation of the most efficient modes of operation of the installation for water disinfection using discharges in gas bubbles, in which (modes) the amplitude of voltage pulses at the processing unit and on the layer of treated water is not less than the voltage amplitude immediately after the switching discharger. Methodology. To achieve this goal, we used computer simulation using Micro-Cap 10. We used two different electrical circuits that simulate the operation of the experimental setup in two different modes: in a mode with a restoring electrical strength of the discharge gap in the gas bubble between two adjacent voltage pulses on the discharge node and in the mode without restoring this dielectric strength. In computer simulation, we varied the following factors: the maximum simulation step, inductances, capacitances, active resistances, wave resistance of a long line, and the delay time for the operation of a spark gap simulating a discharge gap in a gas bubble. Results. Computer modeling has shown that in order to increase the voltage amplitude at the treatment unit and on the layer of treated water, it is necessary to reduce the load capacitance – the capacitance of the water layer in the treatment unit to 10 pF or less, to increase the active resistance of the water layer to 500 W or more. An important factor for increasing the voltage and electric field strength in the discharge unit and, consequently, for increasing the efficiency of treated water disinfection is the discharge delay time in gas bubbles. The most rational delay time for the operation of the arrester, which is the gap in the gas bubble inside the water, under the conditions considered by us is 4–5 ns. It is with this delay time that the amplitude of voltage pulses at the node of disinfecting water treatment and on the layer of treated water is maximum, all other things being equal. Furthermore, with such a delay time this amplitude of voltage pulses significantly exceeds the voltage amplitude directly after the main high-voltage discharger, switching energy from the high-voltage capacitive storage to the processing unit through a long line filled with water. Originality. Using computer simulation, we have shown the possibility of increasing the voltage at the discharge unit of the experimental setup by 35 % without increasing the voltage of the power source. This provides a higher efficiency of microbiological disinfection of water by nanosecond discharges in gas bubbles and lower specific energy consumption. Practical value. The obtained results of computer simulation confirm the prospect of industrial application of installations using nanosecond discharges for disinfection and purification of wastewater, swimming pools and post-treatment of tap water.Мета. Визначення за допомогою комп’ютерного моделювання найбільш ефективних режимів роботи установки для знезараження води за допомогою розрядів у газових бульках, при яких (режимах) амплітуда імпульсів напруги на вузлі обробки та на шарі води, що обробляється, не менше амплітуди напруги безпосередньо після комутуючого розрядника. Методика. Для досягнення поставленої мети ми використовували комп’ютерне моделювання за допомогою Micro-Cap 10. Ми використовували дві різні електричні схеми, що моделюють роботу експериментальної установки в двох різних режимах: в режимі з електричною міцністю, що відновлюється, розрядного проміжку в газовій бульці між двома сусідніми імпульсами напруги на розрядному вузлі та у режимі без відновлення цієї електричної міцності. При комп’ютерному моделюванні варіювалися такі фактори: максимальний крок при моделюванні, індуктивності, ємності, активні опори, хвильовий опір довгої лінії, час затримки спрацьовування розрядника, що моделює розрядний проміжок у газовому міхурі. Результати. Комп’ютерне моделювання показало, що для збільшення амплітуди напруги на вузлі обробки і на шарі води, що обробляється, слід зменшувати навантажувальну ємність – ємність шару води у вузлі обробки до 10 пФ і менше, збільшувати активний опір шару води до 500 Ом і більше. Важливим чинником збільшення напруги і напруженості електричного поля в розрядному вузлі і, отже, збільшення ефективності знезараження оброблюваної води є час затримки розряду в газових бульбашках. Найбільш раціональний час затримки спрацьовування розрядника, яким є зазор у газовій бульці всередині води, у розглянутих умовах становить 4-5 нс. Саме при такому часі затримки амплітуда імпульсів напруги на вузлі знезаражувальної обробки води і на шарі оброблюваної води є максимальною за інших рівних умов і істотно перевищує амплітуду напруги безпосередньо після основного високовольтного розрядника, що комутує енергію з високовольтного ємнісного нагромаджувача у вузол обробки. Наукова новизна. За допомогою комп’ютерного моделювання показана можливість підвищення напруги на розрядному вузлі експериментальної установки на 35 % без збільшення напруги джерела живлення, що забезпечує більш ефективне мікробіологічне знезараження води за допомогою наносекундних розрядів у газових бульбашках за малих питомих витрат енергії. Практична значущість. Отримані результати комп’ютерного моделювання підтверджують перспективу промислового застосування установок з використанням наносекундних розрядів для знезараження та очищення стічних вод, басейнів та доочищення водопровідної води

Can Hall drag be observed in Coulomb coupled quantum wells in a magnetic field?

We study the transresistivity \tensor\rho_{21} (or equivalently, the drag rate) of two Coulomb-coupled quantum wells in the presence of a perpendicular magnetic field, using semi-classical transport theory. Elementary arguments seem to preclude any possibility of observation of ``Hall drag'' (i.e., a non-zero off-diagonal component in \tensor\rho_{21}). We show that these arguments are specious, and in fact Hall drag can be observed at sufficiently high temperatures when the {\sl intra}layer transport time $\tau$ has significant energy-dependence around the Fermi energy $\varepsilon_F$. The ratio of the Hall to longitudinal transresistivities goes as $T^2 B s$, where $T$ is the temperature, $B$ is the magnetic field, and $s = [\partial\tau/ \partial\varepsilon] (\varepsilon_F)$.Comment: LaTeX, 13 pages, 2 figures (to be published in Physica Scripta, Proc. of the 17th Nordic Semiconductor Conference

Transitions/relaxations in polyester adhesive/PET system

The correlations between the transitions and the dielectric relaxation processes of the oriented poly(ethylene terephthalate) (PET) pre-impregnated of the polyester thermoplastic adhesive have been investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic dielectric spectroscopy (DDS). The thermoplastic polyester adhesive and the oriented PET films have been studied as reference samples. This study evidences that the adhesive chain segments is responsible for the physical structure evolution in the PET-oriented film. The transitions and dielectric relaxation modes’ evolutions in the glass transition region appear characteristic of the interphase between adhesive and PET film, which is discussed in terms of molecular mobility. The storage at room temperature of the adhesive tape involves the heterogeneity of the physical structure, characterized by glass transition dissociation. Thus, the correlation between the transitions and the dielectric relaxation processes evidences a segregation of the amorphous phases. Therefore, the physical structure and the properties of the material have been linked to the chemical characteristics

Порівняльна оцінка антигенності аутогенної вакцини проти сальмоне-льозу телят в РА і РНГА

The results of the comprehensive approach to the diagnosis, general and special measures for the elimination of the infection center for the outbreak of Salmonella in calves in one of the large dairy farms in the Volyn region are presented. The use of classical diagnostic methods using modern environments and approaches made it possible to isolate and identify two types of Salmonella Typhimurium and S. dublin. Antibiotic therapy of calves for salmonellosis calves was carried out with labeled antibiotics in combination with medicinal products of symptomatic nature. Forced current and final disinfection of cages and whole calf, as well as wicker yards and cows were carried out with a 0.1% solution of the new disinfection preparation “Epydes”, created on the basis of derivatives of polyhexamethylenguanidine (PGMG), at a rate of 0.3 l/m2. For a specific prevention of salmonellosis, we designed our two series of autogenic vaccines from isolated strains of salmonella, the difference between which was the choice of adsorbent. The study of the tension of humoral immunity in cats and calves vaccinated against salmonellosis in agglutination and indirect hemagglutination reactions revealed high levels of antibodies to immunogens that were part of two experimental autopsy series of autogenic vaccines. In this case, the immune response to the antigens of the Tifimurium was higher than that of Dublin antigens. Titres of antibodies from cats and calves vaccinated with a vaccine in which the aerosol was used as an adsorbent were higher than those for a vaccine in which an aluminum hydroxide was used as an adsorbent. The reaction of indirect agglutination showed several times the higher sensitivity to detect salmonella antibodies than the agglutination reaction, which is the basis for recommending it as an immunological method of tension of humoral immunity for animal salmonellosis. The comprehensive approach to diagnosis of disease, modern approaches to the treatment of calves with salmonella, the destruction of the pathogen in the environment and the modern approach to the immunization of the infection, made it possible to improve the economy throughout the year from salmonella caused by two types of salmonella.У роботі наведено результати комплексного підходу до встановлення діагнозу, проведення загальних і спеціальних заходів із ліквідації вогнища інфекції за спалаху сальмонельозу в телят на одній із крупних молочнотоварних ферм Волинської області. Застосування класичних методів діагностики з використанням сучасних середовищ та підходів дало можливість виділити та ідентифікувати два види сальмонел – Salmonella typhimurium і S. dublin. Антибіотикотерапію хворих телят на сальмонельоз телят проводили підтитрованими антибіотиками в комплексі із лікарським засобами симптоматичного характеру. Вимушену поточну і заключну дезінфекцію кліток і всього телятника, а також вигульних двориків і корівників проводили 0,1% розчином нового дезінфекційного препарату “Епідез”, створеного на основі похідних полігексаметиленгуанідину (ПГМГ), з розрахунку 0,3 л/м2. Для специфічної профілактики сальмонельозу нами застосовано сконструйовані нами дві серії аутогенних вакцин із виділених штамів сальмонел, відмінність між якими полягала у виборі адсорбента. Вивченням напруженості гуморального імунітету у щеплених проти сальмонельозу корів і телят в реакціях аглютинації та непрямої гемаглютинації встановлено високі рівні антитіл до імуногенів, що входили до складу двох експериментально-дослідних серій аутогенних вакцин. При цьому імунна відповідь до антигенів Тифімуріум була вищою, ніж як до антигенів Дублін. Титри антитіл у корів і телят, щеплених вакциною, в якій як адсорбент використано аеросил, були вищими, ніж такі до вакцини, в якій як адсорбент використано гідроксид алюмінію. Реакція непрямої аглютинації показала в декілька разів вищу чутливість для виявлення сальмонельозних антитіл, ніж реакція аглютинації, що є підставою для рекомендування її як імунологічного методу напруженості гуморального імунітету за сальмонельозу тварин. Комплексний підхід до діагностики хвороби, сучасні підходи до терапії хворих на сальмонельоз телят, знищення збудника в об’єктах довкілля та сучасний підхід до імунопрофілактики інфекції дали змогу впродовж року оздоровити господарство від сальмонельозу, спричиненого двома видами сальмонел

Assessment of the condition severity and prediction of postoperative complications in elderly and senile patients with perforated gastric and duodenal ulcer

Aim. To assess the condition severity and predict postoperative complications and mortality in elderly and senile patients with perforated gastric and duodenal ulcer using the P-POSSUM score. Materials and methods. To conduct a scientific study, 80 (100.0 %) cases of treatment for patients aged 60 to 89 years with a diagnosis of gastric or duodenal ulcer perforation were analyzed. At the stage of hospitalization, the general condition was assessed using the variables of the P-POSSUM score. All patients underwent emergency surgery. Results. The obtained sum of points was compared with postoperative complications and mortality. We defined the discrimination point as >43 points for postoperative complications and >48 points for mortality. Based on the result, the patients were divided into group A with a sum of points up to 43 inclusive – 39 patients (48.8 %), and with a greater number of points – 41 patients (51.2 %) – group B. Evaluation of the detected complications in the postoperative period and comparison with the sum of points significantly confirmed an increase in their frequency in group B (sum of points >43) as compared to group A (sum of points ≤43) – p = 0.0018, U = 474.0. To compare the mortality rate, all the patients were divided into group C – 48 (60.0 %) patients with a sum of points ≤48, and group D – 32 patients (40.0 %) with a sum of points ≥49. In the group of patients with a total score >48 (group D), the mortality rate was significantly increased compared to group C with a score ≤48, p = 0.0002, U = 384.0. Conclusions. Our study has led to the following conclusions: the P-POSSUM score use in elderly and senile patients with perforated gastric and duodenal ulcers significantly confirms the increase in the frequency of postoperative complications, in group A – 6 (15.4 %) patients, while in group B – 23 (56.1 %), p = 0.0018, U = 474.0 and increased mortality, in group C – 6.3 %, in group D – 56.3 %, p = 0.0002, U = 384.0; the P-POSSUM score provides reliable prediction an increase in the risk of postoperative complications and mortality. This, in turn, makes it possible to predict and change treatment approaches and improve the quality of emergency surgical care for elderly and senile patients

Magneto-Coulomb drag: interplay of electron--electron interactions and Landau quantization

We use the Kubo formalism to calculate the transresistivity $\rho_{21}$ for carriers in coupled quantum wells in a large perpendicular magnetic field $B$. We find that $\rho_{21}$ is enhanced by approximately 50--100 times over that of the B=0 case in the interplateau regions of the integer quantum Hall effect. The presence of both electron--electron interactions and Landau quantization results in (i) a twin-peaked structure of $\rho_{21}(B)$ in the inter-plateau regions at low temperatures, and, (ii) for the chemical potential at the center of a Landau level band, a peaked temperature dependence of $\rho_{21}(T)/T^2$.Comment: 4 pages, RevTeX, 4 PS figures in text using eps

Mathematical modelling of the liquid atomization process by cocurrent gas flow

This paper focuses on the physical-mathematical model of liquid atomization in the spray pattern of an ejection nozzle. A flow field of a gas phase behind the nozzle section is computed using the Ansys Fluent package. Dynamics of molten metal droplets in the gas phase within a trajectory approach is calculated. Using the presented model, numerical calculation results are given

Magnetoconductivity of quantum wires with elastic and inelastic scattering

We use a Boltzmann equation to determine the magnetoconductivity of quantum wires. The presence of a confining potential in addition to the magnetic field removes the degeneracy of the Landau levels and allows one to associate a group velocity with each single-particle state. The distribution function describing the occupation of these single-particle states satisfies a Boltzmann equation, which may be solved exactly in the case of impurity scattering. In the case where the electrons scatter against both phonons and impurities we solve numerically - and in certain limits analytically - the integral equation for the distribution function, and determine the conductivity as a function of temperature and magnetic field. The magnetoconductivity exhibits a maximum at a temperature, which depends on the relative strength of the impurity and electron-phonon scattering, and shows oscillations when the Fermi energy or the magnetic field is varied.Comment: 21 pages (revtex 3.0), 5 postscript figures available upon request at [email protected] or [email protected]