Analitic Investigation of the Regularities of Changing Dust Concentration During the Abrasive Decrease of Stone Structures

In the process of repair or restoration of building structures, it is often necessary to strengthen building structures from limestone-shell rock, concrete, reinforced concrete, hard materials-granite, basalt, etc. by cutting or making cuts of the required size with detachable circles of synthetic diamond and cubic boron nitride (CA and CBN)The cutting process is accompanied by considerable dust formation, which can be both harmful and dangerous factor in the work.The aim of the work is studying the process of dust sedimentation and the regularity of the change in dust concentration during the abrasive cutting of concrete and stone materials.Mathematical models have been developed – dust emission from under the wheel, speed of sedimentation of dust particles depending on their material, size and shape, and also depending on temperature, pressure and humidity, the concentration of dust in the working space and the concentration change during the cutting cycle are calculated.It is shown that the velocity of the sedimentation of particles depends significantly on the shape. The higher the sphericity, the higher the sedimentation rate. The ambient temperature has little effect on the sedimentation rate, in the temperature range (-20 → + 40 °C) at which the operation takes place.The sedimentation rate of dust particles generated by cutting the most common building stone materials also differs slightly. Almost the same sedimentation rate has dust particles obtained by cutting basalt and concrete. A bit higher is the sedimentation rate of particles from granite.The sedimentation rate of particles of generated dust is about 600-700 cm/h or 10-11 cm/min for particles measuring 6 μm. This means that at a production height of about 2 m (200 cm) during the operating cycle (about 3 min), the dust will remain at an altitude of about 1.5 m, i.е. practically remains in the working area. This gives grounds to assert about a high concentration of dust during the cutting cycle (about 4.8 108/m3)

Symmetric achromatic low-beta collider interaction region design concept

We present a new symmetry-based concept for an achromatic low-beta collider interaction region design. A specially-designed symmetric Chromaticity Compensation Block (CCB) induces an angle spread in the passing beam such that it cancels the chromatic kick of the final focusing quadrupoles. Two such CCBs placed symmetrically around an interaction point allow simultaneous compensation of the 1st-order chromaticities and chromatic beam smear at the IP without inducing significant 2nd-order aberrations to the particle trajectory. We first develop an analytic description of this approach and explicitly formulate 2nd-order aberration compensation conditions at the interaction point. The concept is next applied to develop an interaction region design for the ion collider ring of an electron-ion collider. We numerically evaluate performance of the design in terms of momentum acceptance and dynamic aperture. The advantages of the new concept are illustrated by comparing it to the conventional distributed-sextupole chromaticity compensation scheme.Comment: 12 pages, 17 figures, to be submitted to Phys. Rev. ST Accel. Beam

Effect of rhenium on the structure and properties of the weld metal of a molybdenum alloy

The structure and properties of welds made in molybdenum alloy VM-1 as a function of rhenium concentrations in the weld metal were studied. Rhenium was introduced into the weld using rhenium wire and tape or wires of Mo-47Re and Mo-52Re alloys. The properties of the weld metal were studied by means of metallographic techniques, electron microscopy, X-ray analysis, and autoradiography. The plasticity of the weld metal sharply was found to increase with increasing concentration of rhenium up to 50%. During welding, a decarburization process was observed which was more pronounced at higher concentrations of rhenium

ГІДРОДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ СТОКУ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДРЕНАЖУ В УМОВАХ БЕЗСТІЧНИХ І СЛАБОДРЕНОВАНИХ ЗРОШУВАНИХ ЗЕМЕЛЬ СУХОСТЕПОВОЇ ЗОНИ УКРАЇНИ

The article presents the results of the research, which are the basis of making a hydrodynamic model of the formation of drainage runoff of closed horizontal drainage on drainless and slightly drained irrigated lands in the dry steppe zone of Ukraine. The relevance of the research is in their need when designing the systems of horizontal drainage, determining drain spacing, modes of operation and the evaluation of drainage efficiency during its operation when irrigating with the use of modern sprinklers from a closed farm network. The objective of the research is to develop a generalized hydrodynamic model of formation of closed horizontal drainage runoff when irrigating from a closed farm network on drainless and slightly drained lands, which are typical for the watershed plains and coastal lowlands of the dry steppe zone of Ukraine. The task of the research to determine the basic conditions and factors of formation of  horizontal drainage runoff, to specify the structure of groundwater inflow to the drains when having optimal drain spacing in the closed farm network and to define the prospects and areas of further research. Research methods and techniques: long-term (1975-2020) field experiments on drained areas with different drain spacing in typical hydrogeological conditions for watersheds and coastal lowlands; water balance studies; theoretical research methods (analysis and synthesis, comparison, generalization, zoning); to determine the structure of groundwater inflow to the drains, the method of electrohydrodynamic analogies when using the laboratory integrator EGDA 9/60 was applied. As a result of the research it was determined that in the conditions of a closed water farm network it is possible to increase drain spacing from 120-220 m to 240-400 m. When studying all the conditions of drainless and slightly drained watershed plains and coastal lowlands, the main sources forming the regime of groundwater and drainage runoff are the precipitation of 420 mm or 55.0% of water input, irrigation water - 340 mm or 45.0%, including 266 mm or 35,0% from irrigation and 75 mm or 10,0% from filtration from the canals. The analysis of the hydrodynamic model of drainage runoff formation shows that when having drain spacing as 240-400 m, the inflow from the zone located above the bottom of the drain is 2.6-4.8% of the total inflow to the drain. The ascending flow under the bottom of the drain enters it at an average angle of 600 and in all variants of drain spacing is 95.2-97.2% of the total inflow. When drain spacing increases from 240 to 300-400 m, the horizontal inflow from the area located below the bottom of the drain decreases with a corresponding increase in the ascending flow under the bottom of the drain. The average width of the ascending flow to the drain at the edge of the active zone of groundwater (9.0-10.0 m below the drain) is 13.0-20.0 m. The resulting model complements the existing theoretical and methodological knowledge base for designing horizontal drainage and is necessary in perspective researches on the formation of expert systems for optimization of the parameters and modes of irrigation and drainage functioning when applying modern broadcast sprinkler equipment irrigating from the closed farm network.У статті наведені результати досліджень, на основі яких одержана гідродинамічна модель формування дренажного стоку закритого горизонтального дренажу на безстічних і слабодренованих зрошуваних землях у  сухостеповій зоні України. Актуальність досліджень полягає в їх необхідності при проектуванні систем горизонтального дренажу, визначенні оптимальних міждренних відстаней, режимів функціонування та оцінки ефективності дренажу при його експлуатації в умовах зрошення сучасною дощувальною технікою із закритої внутрішньогосподарської мережі. Мета дослідження - розробка узагальненої гідродинамічної моделі формування стоку закритого горизонтального дренажу на фоні зрошення із закритої внутрішньогосподарської  мережі на безстічних і слабодренованих землях, якими характеризуються водороздільні рівнини та приморські  низовини сухостепової зони України. Завдання дослідження: визначення основних умов і факторів формування стоку горизонтального дренажу; визначення структури притоку ґрунтової води до дрен при оптимальних міждренних відстанях закритої внутрішньогосподарської мережі; визначення перспектив та напрямів подальших досліджень.  Методи і методика дослідження: багаторічні (1975-2020 рр.) польові досліди на дренажних ділянках із різними міждренними відстанями в типових гідрогеологічних умовах для водороздільних масивів та приморських низовин; водобалансові дослідження; теоретичні методи дослідження (аналіз і синтез, порівняння, узагальнення, районування); для визначення структури притоку ґрунтових вод до дрен застосовано метод електрогідродинамічних аналогій на лабораторному інтеграторі ЕГДА 9/60.  В результаті дослідження визначено, що в умовах закритої водогосподарської мережі можливо збільшення міждренних відстаней від 120-220 м до 240 - 400 м. При всіх вивчаємих умовах безстічних та слабодренованих водороздільних рівнин і приморських низовин основними джерелами, що формують режим ґрунтових вод і дренажного стоку, є атмосферні опади 420 мм або 55,0% приходної частини водного балансу, зрошувальна вода - 340 мм або 45,0 % приходної частини, в тому числі 266 мм або 35,0% від поливів і 75 мм або 10,0% від фільтрації з каналів. Аналіз гідродинамічної моделі  формування дренажного стоку показує, що при дренажних відстанях 240-400 м приток із зони вище дна дрени складає 2,6-4,8% від загального притоку до дрени. Висхідний потік під дном дрени попадає до неї під середнім кутом 600 і складає при всіх варіантах міждренної відстані 95,2-97,2% загального притоку. При збільшенні відстані між дренами з 240 до 300-400 м горизонтальний приток із зони нижче дна дрени зменшується при відповідному збільшенні висхідного потоку під дном дрени. Середня ширина висхідного потоку до дрени на межі активної зони ґрунтових вод (9,0-10,0 м нижче дрен) дорівнює 13,0-20,0 м. Одержана модель доповнює існуючу теоретико-методичну базу знань для проектування горизонтального дренажу і необхідна в перспективних дослідженнях із формування експертних систем для оптимізації параметрів і режимів функціонування зрошення і дренажу в умовах сучасної широкозахватної дощувальної техніки з поливом із закритої внутрішньогосподарської мережі

Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films

We report a naturally-occurring two-dimensional material (graphene that can be viewed as a gigantic flat fullerene molecule, describe its electronic properties and demonstrate all-metallic field-effect transistor, which uniquely exhibits ballistic transport at submicron distances even at room temperature

Effect of Anode Dielectric Coating on Hall Thruster Operation

An interesting phenomenon observed in the near-anode region of a Hall thruster is that the anode fall changes from positive to negative upon removal of the dielectric coating, which is produced on the anode surface during the normal course of Hall thruster operation. The anode fall might affect the thruster lifetime and acceleration efficiency. The effect of the anode coating on the anode fall is studied experimentally using both biased and emissive probes. Measurements of discharge current oscillations indicate that thruster operation is more stable with the coated anode

The topological structure of SU(2) gluodynamics at T > 0 : an analysis using the Symanzik action and Neuberger overlap fermions

We study SU(2) gluodynamics at finite temperature on both sides of the deconfining phase transition. We create the lattice ensembles using the tree-level tadpole-improved Symanzik action. The Neuberger overlap Dirac operator is used to determine the following three aspects of vacuum structure: (i) The topological susceptibility is evaluated at various temperatures across the phase transition, (ii) the overlap fermion spectral density is determined and found to depend on the Polyakov loop above the phase transition and (iii) the corresponding localization properties of low-lying eigenmodes are investigated. Finally, we compare with zero temperature results.Comment: 20 pages, 21 figures, one new figure, two overloaded figures split in two, minor clarifying changes throughout the text, final version accepted by Physical Review