КВАНТОВО-ХІМІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ІНГІБУВАЛЬНОГО ВПЛИВУ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ НЕОРГАНІЧНИХ СОЛЕЙ КУПРУМУ(II) НА ГОРІННЯ ВУГЛЕВОДНІВ

Introduction. The search for chemicals that would have an effective fire extinguishing effect and the development of new fire extinguishers based on them is an extremely important problem of fire safety. It is known from the literature that new aqueous fire extinguishing agents (AFEAs) based on dissolved inorganic salts of transition metals, in particular, copper(II) chloride salts, have a rather efficient inhibitory effect on the hydrocarbon flame. However, the mechanism of inhibition of hydrocarbon combustion by this class of substances is not completely ascertained. However, it is reliable information about the processes that take place in the flame after the bringing in there of the aerosol of the mentioned AFEA will allow a systematic search for more optimal chemical composition of dissolved inorganic salts of d-metals. Purpose. The purpose of the work is to reveal the peculiarities of the interaction of concentrated aqueous solutions of copper(II) chloride salts with chemically active flame particles.Methods. Quantum chemical calculations of the chemical activity of radicals that appear in the flame and the physicochemical processes that occur in the flame after the bringing on there of AFEA aerosol.Results. The mechanism of a fire-extinguishing effect of aqueous solutions of inorganic copper(II) salts on a hydrocarbon flame is investigated by a calculation method. The sequence of stages of chemical processes that occur in the flame during the inhibiting combustion of hydrocarbons by AFEAs—concentrated solutions of CuCl2 and K2[CuCl4]—and the thermal effects of all reactions that accompany each of these stepwise transformations were ascertained. The stages of the interaction of gaseous Cu2Cl4 molecules with ×OH and ×H radicals in flame with the formation of first a radical-molecular complex and then a molecular complex are decisive in the process of inhibition and display the processes of interruption of chain reactions, i.e. deactivation of radicals in a flame.Conclusion. Thus, using the method of quantum chemical calculations the mechanism of inhibition of hydrocarbon combustion by copper(II) salts was offered. The mechanism of this process is considered to be associative, the decisive elementary act of which is carried out according to the scheme of addition of active radicals of a flame (×OH particles) to gaseous molecules Cu2Cl4 with the formation of radical-molecular complex [{Cu(×OH)Cl2}2] and with its subsequent deactivation by ×H particles.Вступ. Пошук хімічних речовин, здатних проявляти значну вогнегасну дію та створення на їх основі нових вогнегасних засобів – це вкрай актуальне завдання пожежної безпеки. З літературних джерел відомо, що доволі ефективний інгібувальний вплив на горіння вуглеводнів здатні чинити водні вогнегасні речовини (ВВР) нового типу на основі розчинених у воді неорганічних солей перехідних металів, зокрема, хлоридів купруму(ІІ). Втім, механізм інгібування горіння вуглеводнів цим класом речовин досі до кінця не вивчений. Проте достовірна інформація про процеси, які відбуваються в полум’ї після внесення туди аерозолю згаданих ВВР, дає змогу здійснювати систематичний пошук більш оптимального хімічного складу розчинених у воді неорганічних солей інших d-металів, і таким чином створювати вогнегасні засоби нового покоління.Мета. Розкрити особливості взаємодії концентрованих водних розчинів хлоридів купруму(ІІ) з хімічно активними частинками в полум’ї.Методи. Квантово-хімічні розрахунки хімічної активності радикалів, які з’являються в полум’ї та фізико-хімічних процесів, що відбуваються в полум’ї після внесення туди аерозолю ВВР.Результати. Розрахунковими методами досліджено механізм вогнегасної дії водних розчинів неорганічних солей купруму(ІІ) на горіння вуглеводнів. Була встановлена послідовність стадій хімічних перетворень, які відбуваються в полум’ї під час інгібування горіння вуглеводнів концентрованими розчинами CuCl2 та K2[CuCl4], та теплові ефекти всіх реакцій, що супроводжують кожне з цих постадійних перетворень. Виявилося, що стадії взаємодії газоподібних молекул Cu2Cl4 з радикалами ОН і Н в полум’ї з утворенням спочатку радикально-молекулярного комплексу, а потім і молекулярного комплексу є визначальними в цьому процесі інгібування і відображають процеси переривання ланцюгових реакцій, тобто деактивації радикалів в полум’ї.Висновки Отже, методом квантово-хімічних розрахунків був запропонований механізм інгібування горіння вуглеводнів солями купруму(ІІ). Цей процес описується асоціативним механізмом, визначальний елементарний акт якого здійснюється за схемою приєднання в полум’ї активних радикалів (частинок ОН) до газоподібних молекул Cu2Cl4 з утворенням радикально-молекулярного комплексу [{Cu(ОН)Cl2}2] і подальшою його деактивацією частинками Н. Цей процес є стереоспецифічним, де найбільш ймовірним місцем атаки є координо-ваний з Cu атом О частинки ОН, на pz-орбіталі якого розміщений неспарений електрон

ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ СИЛІЦІЙУМІСНИХ АНТИПІРЕНІВ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ ГОРЮЧОСТІ ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИЦІЙ

The analysis and survey of the literature data relating to the combustibility lowering of the epoxy composites with the using the silicon-containing fire retardants are considered in this article. The action mechanisms of the proposed compounds and fire hazard indices of the epoxy composites containing combustion retarders have been analyzed. Utilization prospects of the copper(II) hexafluorsilicate, included in ion-molecular complexeswith amine curing agents of epoxy resins as a fire retardant of the epoxy-amine composites has been foreseen.Проаналізовано та узагальнено літературні дані щодо зниження горючості епоксидних композицій шляхом застосування силіційумісних антипіренів. Розглянуті механізми дії запропонованих сполук та пожежонебезпечні властивості епоксидних композицій, що містять сповільнювачі горіння. Передбачено перспективність застосування купрум(ІІ) гексафлуорсилікату в складі іонно-молекулярних комплексів з амінними затвердниками епоксидних смол в якості антипіренів епоксидних композицій

Prompt, early, and afterglow optical observations of five gamma-ray bursts (GRBs 100901A, 100902A, 100905A, 100906A, and 101020A)

We present results of the prompt, early, and afterglow optical observations of five gamma-ray bursts, GRBs 100901A, 100902A, 100905A, 100906A, and 101020A, made with the Mobile Astronomical System of TElescope-Robots in Russia (MASTER-II net), the 1.5-m telescope of Sierra-Nevada Observatory, and the 2.56-m Nordic Optical Telescope. For two sources, GRB 100901A and GRB 100906A, we detected optical counterparts and obtained light curves starting before cessation of gamma-ray emission, at 113 s and 48 s after the trigger, respectively. Observations of GRB 100906A were conducted with two polarizing filters. Observations of the other three bursts gave the upper limits on the optical flux; their properties are briefly discussed. More detailed analysis of GRB 100901A and GRB 100906A supplemented by Swift data provides the following results and indicates different origins of the prompt optical radiation in the two bursts. The light curves patterns and spectral distributions suggest a common production site of the prompt optical and high-energy emission in GRB 100901A. Results of spectral fits for GRB 100901A in the range from the optical to X-rays favor power-law energy distributions with similar values of the optical extinction in the host galaxy. GRB 100906A produced a smoothly peaking optical light curve suggesting that the prompt optical radiation in this GRB originated in a front shock. This is supported by a spectral analysis. We have found that the Amati and Ghirlanda relations are satisfied for GRB 100906A. An upper limit on the value of the optical extinction on the host of GRB 100906A is obtained.Comment: 18 pages, 14 figures, 14 tables, 5 machine readable tables; accepted for publication in MNRA

Каталитические системы для реакций кросс-сочетания на основе модифицированных ультрадисперсных алмазов

Methods for preparation of nanocomposites of modified detonation nanodiamonds (DND) with metallic palladium have been developed and their catalytic activity in the Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction in various reaction media has been studied. Methods for the regeneration of palladium-containing nanocomposites from the reaction mixture have been developed. The high catalytic activity of nanocomposites is confirmed by kinetic analysis based on the results of chromatographic analysis of the reaction mixture and is comparable to the literature data about similar catalytic systems. Regenerated nanocomposites showed the retention of catalytic activity for 3 consecutive cross-coupling cycles on model systems.Разработаны методы получения нанокомпозитов модифицированного ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза с металлическим палладием и изучена их каталитическая активность в реакции кросс-сочетания Сузуки-Мияуры в различных реакционных средах. Исследованы методики регенерации палладийсодержащих нанокомпозитов из реакционной смеси. Каталитическая активность нанокомпозитов подтверждена исследованием кинетики реакции кросс-сочетания хроматографическим анализом реакционной смеси и сопоставима с уже используемыми подобными катализаторами. Регенерированные нанокомпозиты показали сохранение каталитической активности для 3 последовательных циклов кросс-сочетания на модельных системах

Analysis of Sea Ice Cover Sensitivity in Global Climate Model

The paper presents joint calculations using a 3D atmospheric general circulation model, an ocean model, and a sea ice evolution model. The purpose of the work is to analyze a seasonal and annual evolution of sea ice, long-term variability of a model ice cover, and its sensitivity to some parameters of model as well to define atmosphere-ice-ocean interaction.Results of 100 years simulations of Arctic basin sea ice evolution are analyzed. There are significant (about 0.5 m) inter-annual fluctuations of an ice cover.The ice - atmosphere sensible heat flux reduced by 10% leads to the growth of average sea ice thickness within the limits of 0.05 m – 0.1 m. However in separate spatial points the thickness decreases up to 0.5 m. An analysis of the seasonably changing average ice thickness with decreasing, as compared to the basic variant by 0.05 of clear sea ice albedo and that of snow shows the ice thickness reduction in a range from 0.2 m up to 0.6 m, and the change maximum falls for the summer season of intensive melting. The spatial distribution of ice thickness changes shows, that on the large part of the Arctic Ocean there was a reduction of ice thickness down to 1 m. However, there is also an area of some increase of the ice layer basically in a range up to 0.2 m (Beaufort Sea). The 0.05 decrease of sea ice snow albedo leads to reduction of average ice thickness approximately by 0.2 m, and this value slightly depends on a season. In the following experiment the ocean – ice thermal interaction influence on the ice cover is estimated. It is carried out by increase of a heat flux from ocean to the bottom surface of sea ice by 2 W/sq. m in comparison with base variant. The analysis demonstrates, that the average ice thickness reduces in a range from 0.2 m to 0.35 m. There are small seasonal changes of this value.The numerical experiments results have shown, that an ice cover and its seasonal evolution rather strongly depend on varied parameters. The spatial and seasonal structure of changes has rather complex non-uniform character. There are great areas of changes with opposite signs. This is due to nonlinear behavior of feedback and interactions in model system including an atmosphere, a sea ice, and an ocean.</p

Implementing Numerical Experiments Based on the Coupled Model of Atmospheric General Circulation and Thermohaline Ocean One

The paper presents a realized hydrodynamic three-dimensional global climatic model, which comprises the model blocks of atmospheric general circulation, thermohaline large-scale circulation of the ocean, and sea ice evolution. Before rather strongly aggregated heat-moisturebalance model of the atmosphere for temperature and humidity of a surface layer was used as a model of the atmosphere. The atmospheric general circulation model is significantly more complicated and allows us to describe processes in the atmosphere more adequately. Functioning of a coupled climatic model is considered in conditions of the seasonal cycle of solar radiation.The paper considers a procedure for coupled calculation of the ocean model and atmospheric general circulation model. Synchronization of a number of parameters in both models is necessary for their joint action. In this regard a procedure of two-dimensional interpolation of data defined on the grids of the ocean model and atmosphere model and back is developed. A feature of this task is discrepancy of grid nodes and continental configurations in models. Coupled model-based long-term calculations for more than 400 years have shown its stable work. Calculation results and comparison with observation data are under discussion.The paper shows distribution of mean global atmosphere temperature versus time in stable conditions to demonstrate that there is inter-annual variability of atmosphere temperature at the steady state of a climate system. It presents distribution of temperature difference of the ocean surface from the observations and from the model of the ocean thermohaline circulation for January. Noticeable deviations of temperature are observed near Antarctica. Apparently, it is because of inaccurate calculation of the sea ice distribution in model. The geographical distribution of the ocean surface temperature for January with coupled calculation shows, in general, a zonal uniform structure of isolines with noticeable deviations from zonality near continents that will be in compliance with observation data. The calculated field of January surface atmosphere temperatures close to the underlying surface possesses strong variability over continents.</p

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ ПРИ ПОМОЩИ СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ARENA

The article presents a manufacturing processes simulation model of industrial car valves production enterprises. A description of the model building and simulation results were considered.Анотаці

Експериментальні дослідження способів підсилення трубобетонних конструкцій з експлуатаційними пошкодженнями

In this paper on the basis of the realized investigations it was determined that the linear heat-transfer coefficient of a wall structure with a U-shaped profile dependence on the geometric parameters of the profile is well described by a linear function. This function could be used to analyze the effect of geometrical parameters of the profile on the thermal resistance of the wallНа основе проведения анализа авторами было предложено несколько способов усиления для трубобетонных элементов, уже имеют повреждения трубы-оболочки. В статье приведены результаты экспериментальных исследований различных способов усиления трубобетонных элементов с локальными повреждениями трубиоболонкы. Определены наиболее эффективный способ усиления, включается в совместную работу с опытным образцом и увеличивает эффект обоймы.На основі проведено аналізу авторами було запропоновано декілька способів підсилення для трубобетонних елементів, що уже мають пошкодження труби-оболонки. У статті наведені результати експериментальних досліджень різних способів підсилення трубобетонних елементів з локальними пошкодженнями трубиоболонки. Визначено найбільш ефективний спосіб підсилення, що включається в спільну роботу з дослідним зразком та збільшує ефект обойми

Peculiarities of forming radioactive contamination of higher aquatic plants from Kyiv reservoir

Peculiarities of forming radioactive contamination of higher aquatic plants from Kyiv reservoir in 2010 was studied. For the first time the levels of content 137Cs and 90Sr in plants from different parts of reservoir was ana-lyzed. Content of 137Cs in plants was registered on the level from 5 to 588 Bq/kg, 90Sr – from 0,5 to 50 Bq/kg. Levels of radioactive contamination of higher aquatic plants depended on peculiarities of radionuclides migra-tion in water area of the reservoir with water masses