Study of the plasma flow interaction with the borehole surface in the process of its thermal reaming

Purpose. Study of the plasma flow interaction with the borehole surface in the process of its thermal reaming for determination of transient temperature distribution along the borehole surface and the average coefficient of heat transfer from the plasma flow to the borehole surface. Methods. Experimental study of the plasma flow interaction with the flange union with internal lateral surface simulating the rock surface in a borehole has been carried out. The essence of the experimental study is in measuring temperature of the flange union external side while the plasma flowing inside the flange union. To measure temperature on the external surface of the flange union, a chromel-alumel thermocouple with thermoelectrodes of 1.2 mm in diameter was used. In experimental research, plasma flows out through a nozzle directly to the flange union made of copper. The parameters of the flange union and the nozzle of plasmatron are geometrically similar. Findings. Experimental data are processed as a relationship between the temperature of the copper flange union lateral surface, i.e. borehole surface, and the time of the copper flange union heating by the heat carrier. Experimental data are processed as a dependence of temperature of the tin pipe side surface, i.e. surface of the borehole, on the location of temperature measurement point along the tin pipe and the time of the tin pipe heating by the heat carrier. Originality. Physical simulation modeling of the heat carrier (low temperature plasma) flow interaction with the borehole surface simulated by the copper flange union and the tin pipe in a certain range of geometrical parameters of the copper flange union, tin pipe and the plasmatron nozzle as well as thermophysical properties of the heat carrier assumed in accordance with geometrical similarity to the technological and design parameters of the plasmatron and borehole diameter before the beginning of thermal reaming process. Practical implications. Methodology of experimental research of the heat carrier (low temperature plasma) flow interaction with the borehole surface that was simulated by the copper flange union of the tin pipe is developed. The results of the influence by high-temperature heat carrier jets on the processes of fragile rock destruction are rather useful in the borehole drilling processes.Мета. Дослідження взаємодії потоку плазми з поверхнею свердловини в процесі її термічного розширення для визначення нестаціонарного розподілу температури вздовж поверхні свердловини та усередненого коефі-цієнта тепловіддачі від потоку плазми до поверхні свердловини. Методика. В роботі виконано експериментальне дослідження взаємодії струмини плазми з фланцевим патрубком, внутрішня бокова поверхня якого імітувала поверхню гірської породи в свердловині. Сутність експерименту полягала у вимірюванні температури зовнішньої бічної поверхні фланцевого патрубка при течії плазмової струмини всередині патрубка. Для вимірювання температури на зовнішній поверхні фланцевого патрубка застосовувалась хромель-алюмелева термопара з термоелектродами діаметром 1.2 мм. В експериментальному дослідженні струмина плазми через сопло витікає безпосередньо у фланцевий патрубок, вироблений з міді. Дотримано геометричну подобу параметрів фланцевого патрубка та сопла плазмотрона. Результати. Виконано обробку дослідних даних у вигляді залежності температури бічної поверхні мідного фланцевого патрубка, тобто поверхні свердловини, від часу нагрівання мідного фланцевого патрубка теплоносієм. Виконано обробку дослідних даних у вигляді залежності температури бічної поверхні жерстяної труби, тобто поверхні свердловини, від розташування точки вимірювання температури вздовж жерстяної труби та часу нагрівання жерстяної труби теплоносієм. Виявлено залежності зміни температури бічної поверхні жерстяної труби від часу її нагрівання; розподілу температури потоку плазми за довжиною жерстяної труби в залежності від діаметру жерстяної труби та діаметру вихідного отвору сопла плазмотрона; діапазон коефіцієнтів тепловіддачі від потоку плазми до поверхні свердловини. Наукова новизна. Проведення фізичного імітаційного моделювання взаємодії потоку теплоносія, в якості якого виступає низькотемпературна плазма, з поверхнею свердловини у вигляді мідного фланцевого патрубка та жерстяної труби в певному діапазоні геометричних параметрів мідного фланцевого патрубка, жерстяної труби та сопла плазмотрона, а також теплофізичних характеристик теплоносія, які прийняті у відповідності до геометричної подоби технологічним і конструктивним параметрам плазмотрона та діаметра свердловин перед початком процесу термічного розширення. Практична значимість. Розроблено методику експериментального дослідження взаємодії струмини теплоносія, в якості якого виступає низькотемпературна плазма, з поверхнею свердловини у вигляді мідного фланцевого патрубка жерстяної труби, яка імітувала свердловину. Отримані результати впливу високотемпературних струмин теплоносія в процесах крихкого руйнування гірських порід є корисними при виконанні процесу буріння свердловин.Цель. Исследование взаимодействия потока плазмы с поверхностью скважины в процессе ее термического расширения для определения нестационарного распределения температуры вдоль поверхности скважины и усредненного коэффициента теплоотдачи от потока плазмы к поверхности скважины. Методика. В работе выполнено экспериментальное исследование взаимодействия струи плазмы с фланцевым патрубком, внутренняя боковая поверхность которого имитировала поверхность горной породы в скважине. Сущность эксперимента заключалась в измерении температуры внешней боковой поверхности фланцевого патрубка при течении плазменной струи внутри патрубка. Для измерения температуры на внешней поверхности фланцевого патрубка применялась хромель-алюмелевая термопара с термоэлектродами диаметром 1.2 мм. В экспериментальном исследовании струя плазмы через сопло вытекает непосредственно во фланцевый патрубок, выполненный из меди. Соблюдено геометрическое подобие параметров фланцевого патрубка и сопла плазмотрона. Результаты. Выполнена обработка опытных данных в виде зависимости температуры боковой поверхности медного фланцевого патрубка, то есть поверхности скважины, от времени нагревания медного фланцевого патрубка теплоносителем. Выполнена обработка опытных данных в виде зависимости температуры боковой поверхности жестяной трубы, то есть поверхности скважины, от расположения точки измерения температуры вдоль жестяной трубы и времени нагревания жестяной трубы теплоносителем. Научная новизна. Проведение физического имитационного моделирования взаимодействия потока теплоносителя, в качестве которого выступает низкотемпературная плазма, с поверхностью скважины в виде медного фланцевого патрубка и жестяной трубы в определенном диапазоне геометрических параметров медного фланцевого патрубка, жестяной трубы и сопла плазмотрона, а также теплофизических характеристик теплоносителя, которые приняты в соответствии с геометрическим подобием технологическим и конструктивным параметрам плазмотрона и диаметра скважин перед началом процесса термического расширения. Практическая значимость. Разработана методика экспериментального исследования взаимодействия струи теплоносителя, в качестве которого выступает низкотемпературная плазма, с поверхностью скважины в виде медного фланцевого патрубка жестяной трубы, которая имитировала скважину. Полученные результаты влияния высокотемпературных струй теплоносителя в процессах хрупкого разрушения горных пород будут полезными в процессе бурения скважин.The authors express their gratitude to V.P. Teplyi, Chief Project Designer at the Department of Vibropneumatic Transport Systems and Complexes of Institute of Geotechnical Mechanics named after M.S. Polyakov of the National Academy of Sciences of Ukraine, and S.V. Shniakin, Chief Engineer at the Department of Vibropneumatic Transport Systems and Complexes of Institute of Geotechnical Mechanics named after M.S. Polyakov of the National Academy of Sciences of Ukraine, for their valuable help during the experimental studies. The authors are also grateful to L.T. Kholiavchenko, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher at the Department of Rock Breaking Problems of Institute of Geotechnical Mechanics named after M.S. Polyakov of the National Academy of Sciences of Ukraine, for his valuable guidelines and comments relating to the experimental studies

Optimization of analitycal control over residues of active ingridients of modern pesticides in reservoirs water.

A highly sensitive and selective method of pyraclostrobin, boscalid, tebufenpyrad and prohexadione-calcium determination under their combined presence in water sample, using high-performance liquid chromatography was developed. On the base of mentioned active ingredients (combined fungicide Bellis, insecto-acaricide Masai and plant growth regulator Regalis) pesticides may be used in one vegetation season for fruit trees protection. Method of co-determination of these substances is based on the preparation of water samples for extraction, extraction of pyraclostrobin, boscalid, tebufenpyrad and prohexadione-calcium, concentrating of extract of substances mixtures and chromatographic deter­mination with ultraviolet detection. A distinctive feature of this method is changing of ratio of components of mobile phase (mixture of acetonitrile and 0,1 % aqueous solution of phosphoric acid) in the process of chromatographic analysis, which allowed to clearly visualize test substances in case of their joint presence in one sample. Imple­mentation of developed and patented method into practice optimizes control over application of pesticides in agri­cul­ture and their monitoring in reservoirs water by significant acceleration of analysis and reduction of expenses in its carying out

Effect of self-consistent electric field on characteristics of graphene p-i-n tunneling transit-time diodes

We develop a device model for p-i-n tunneling transit-time diodes based on single- and multiple graphene layer structures operating at the reverse bias voltages. The model of the graphene tunneling transit-time diode (GTUNNETT) accounts for the features of the interband tunneling generation of electrons and holes and their ballistic transport in the device i-section, as well as the effect of the self-consistent electric field associated with the charges of propagating electrons and holes. Using the developed model, we calculate the dc current-voltage characteristics and the small-signal ac frequency-dependent admittance as functions of the GTUNNETT structural parameters, in particular, the number of graphene layers and the dielectric constant of the surrounding media. It is shown that the admittance real part can be negative in a certain frequency range. As revealed, if the i-section somewhat shorter than one micrometer, this range corresponds to the terahertz frequencies. Due to the effect of the self-consistent electric field, the behavior of the GTUNNETT admittance in the range of its negativity of its real part is rather sensitive to the relation between the number of graphene layers and dielectric constant. The obtained results demonstrate that GTUNNETTs with optimized structure can be used in efficient terahertz oscillators.Comment: 8 pages, 9 figure

Biochemical blood parameters and level of endogenous intoxication in cows suffering from hepatopathies under heat stress

Global warming results in increased extreme weather  events, including heatwaves,  droughts and floods, which exceed plants’and animals’tolerance thresholds, thus posing a threat to the economy and agriculture. Under these conditions, heat stress becomes a vital problem for animal husbandry. The paper presents the study results of biochemical blood parameters and endogenous intoxication in cows suffering from hepatopathies  under heat stress. Based on the calculated temperature-humidity  index, it was established that during the summer season in the conditions of the Krasnodar  Krai lowlands, cows are under heat stress. Using the method of paired comparisons, two groups of animals (n = 10) were formed: the first group was a healthy livestock; and the second group consisted of animals suffering from hepatic pathologies.  Blood was sampled from all cows at the beginning of the experiment (the first decade of May) and at the end (the last decade of July). Laboratory tests of blood revealed that as the heat stress develops healthy cows show the increase in the protein concentration in blood, and, on the contrary, animals with hepatic pathologies demonstrate the inhibition of protein synthesis. The higher activity of aminotransferases and alkaline phosphatase in the bovine serum in the summer season when compared to the spring season was established. The study of the endogenous intoxication level dynamics in cattle during the development of heat stress, showed that in both groups the concentrations of middle molecules (ММ) increased relative to the background data: in the first group (healthy cows) MM 237 – by 11.8%,  MM 254 – by 14.4%,  MM 280 – by 16.9%; in the second group (cattle with liver pathology)  MM 237 – by 16.9%,  MM 254 – by 20.3%,  MM 280 – by 33%. Thus, under heat stress, the endogenous intoxication in healthy livestock was almost 1.5 times less intense as compared to the animals suffering from hepatopathies

Доміно-реакції 3-метил-5-амінопіразолу з 1-феніл-3-(4-алкоксифеніл)піразол-4-карбальдегідами та 2,2-диметил-1,3-діоксан-4,6-діоном

Aim. To synthesize 1-phenyl-3-(4-alkoxyphenyl)pyrazole-4-carbaldehydes and determine the direction of their interaction in the three-component condensation with 3-methyl-5-aminopyrazole and 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione.Results and discussion. A series of 1-phenyl-3-(4-alkoxyphenyl)pyrazole-4-carbaldehydes was synthesized from arylhydrazone by the Vilsmeier–Haak reaction. The domino-reactions of these aldehydes with 3-methyl-5-aminopyrazole and 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione lead to pyrazolo[3,4-b]pyridone systems.Experimental part. The synthesis of 1-phenyl-3-(4-alkoxyphenyl)pyrazole-4-carbaldehyde was carried out by formylation of arylhydrazones under the conditions of the Vilsmeier–Haack reaction with the yield of 55 – 88 %. Refluxing in 2-propanol equimolar amounts of these aldehydes, 3-methyl-5-aminopyrazole and 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione gave 3-methyl-4-(1',3'-diarylpyrazol-4'-yl)tetrahydropyrazolo[3,4-b]pyridin-6-ones with the yield of 48 – 75 %. The structure and composition of all substances synthesized were proven by 1H NMR, IR-spectra and elemental analysis.Conclusions. It has been found that the reactions of 1,3-diaryl substituted pyrazole-4-carbaldehydes with 3-methyl-5-aminopyrazole and 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione are regioselective and lead to the formation of pyrazolo[3,4-b]pyridone systems. This orientation of the process corresponds to the interaction of the β-carbon atom of the probable intermediate, which is formed at the first stage of the reaction from dioxandione and aldehyde, with the carbon nucleophilic center in the aminoazole molecule, and then the exocyclic amino group in the heterylamine attacks the C=O group in the dioxane-4,6-dione fragment.Цель. Синтезировать 1-фенил-3-(4-алкоксифенил)пиразол-4-карбальдегиды и установить направленность их взаимодействия в трехкомпонентной конденсации с 3-метил-5-аминопиразолом и 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дионом.Результаты и их обсуждение. Формилированием арилгидразонов по Вильсмейеру–Хааку синтезирован ряд 1-фенил-3-(4-алкоксифенил)пиразол-4-карбальдегидов. Домино-реакции этих альдегидов с 3-метил-5-амино­пиразолом и 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дионом завершаются образованием пиразоло[3,4-b]-пиридоновых систем.Экспериментальная часть. Синтез 1-фенил-3-(4-алкоксифенил)­пира­зол-4-карбальдегидов осуществлен  формилированием арилгидразонов в условиях реакции Вильсмейера–Хаака с выходом 55 – 88 %. Кипячением в 2-пропаноле эквимолярных количеств этих альдегидов, 3-метил-5-аминопиразола и 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона получены 3-метил-4-(1′,3′-диарилпиразол-4′-ил)тетрагидропиразоло[3,4-b]пиридин-6-оны. Выход целевых соединений – 48 – 75 %. Строение и состав всех синтезированных веществ доказаны данными 1Н ЯМР-, ИК-спектров и элементным анализом.Выводы. Установлено, что реакции 1,3-диарилзамещенных пиразол-4-карбальдегидов с 3-метил- 5-аминопиразолом и 2,2‑диметил-1,3-диоксан-4,6-дионом региоселективны и завершаются образованием 3,4-пиразоло[3,4-b]пиридоновых систем. Такая направленность процесса отвечает взаимодействию β-углеродного атома возможного интермедиата, образующегося на первой стадии из диоксандиона и альдегида, с углеродным нуклеофильным центром в молекуле аминоазола, а атома углерода С=О группы диоксан-4,6-диона – с экзоциклической аминогруппой гетериламина. Received: 13.01.2019Revised: 31.01.2020Accepted: 27.02.2020Мета. Синтезувати 1-феніл-3-(4-алкоксифеніл)піразол-4-карбальдегіди і встановити направленість їх взаємодії у трикомпонентній конденсації з 3-метил-5-амінопіразолом та 2,2-диметил-1,3-діоксан-4,6-діоном.Результати та їх обговорення. Синтезовано ряд 1-феніл-3-(4-алкоксифеніл)піразол-4-карбальдегідів формілюванням арилгідразонів за Вільсмейером–Хааком. Доміно-реакції цих альдегідів з 3-метил-5-амінопіразолом та 2,2-диметил-1,3-діоксан-4,6-діоном завершуються утворенням піразоло[3,4-b]піридонових систем.Експериментальна частина. Синтез 1-феніл-3-(4-алкоксифеніл)піразол-4-карбальдегідів здійснено формілюванням арилгідразонів в умовах реакції Вільсмейера–Хаака з виходом 55 – 88 %. Кип’ятінням у 2-пропанолі суміші еквімольних кількостей цих альдегідів, 3-метил-5-амінопіразолу та 2,2-диметил-1,3-діоксан-4,6-діону одержано 3-метил-4-(1',3'-діарилпіразол-4'-іл)тетрагідропіразоло[3,4-b]піридин-6-они. Вихід цільових сполук – 48 – 75 %. Структуру і склад усіх синтезованих речовин доведено даними 1Н ЯМР-, ІЧ-спектрів та елементним аналізом.Висновки. Встановлено, що реакції 1,3-діарилзаміщених піразол-4-карбальдегідів з 3-метил-5-амінопіразолом та 2,2‑диметил-1,3-діоксан-4,6-діоном є регіоселективними і завершуються утворенням виключно 3,4-піразоло[3,4-b]-піридин-6-онових систем. Така направленість процесу відповідає взаємодії β-вуглецевого атома ймовірного інтермедіату, який утворюється на першій стадії з діоксандіону та альдегіду, з вуглецевим нуклеофільним центром у молекулі аміноазолу, а атома вуглецю С=О групи діоксан-4,6-діону – з екзоциклічною аміногрупою гетериламіну. Received: 13.01.2019Revised: 31.01.2020Accepted: 27.02.202

Detailed analysis of the cell-inactivation mechanism by accelerated protons and light ions

Published survival data for V79 cells irradiated by monoenergetic protons, helium-3, carbon, and oxygen ions and for CHO cells irradiated by carbon ions have been analyzed using the probabilistic two-stage model of cell inactivation. Three different classes of DNA damages formed by traversing particles have been distinguished, namely severe single-track damages which might lead to cell inactivation directly, less severe damages where cell inactivation is caused by their combinations, and damages of negligible severity that can be repaired easily. Probabilities of single ions to form these damages have been assessed in dependence on their linear energy transfer (LET) values. Damage induction probabilities increase with atomic number and LET. While combined damages play crucial role at lower LET values, single-track damages dominate in high-LET regions. The yields of single-track lethal damages for protons have been compared with the Monte Carlo estimates of complex DNA lesions, indicating that lethal events correlate well with complex DNA double-strand breaks. The decrease in the single-track damage probability for protons of LET above approx. 30 keV/$\mu$m, suggested by limited experimental evidence, is discussed, together with the consequent differences in the mechanisms of biological effects between protons and heavier ions. Applications of the results in hadrontherapy treatment planning are outlined.Comment: submitted to Physics in Medicine and Biolog

Обгрунтування використання декскетопрофену для знеболення в ранньому післяопераційному періоді в онкохірургії

Дослідження проведені у 64 пацієнтів (16,4 ± 1,2 років), прооперованих з приводу пухлин заочеревинного простору (44 пацієнти, 69 %), пухлин яєчника (20 пацієнтів, 31 %). Дослідження проводилися у двох групах хворих (n = 64), знеболення морфіном у дозі 10 мг (НА, 34 пацієнтів) у стандартному виконанні та декскетопрофен («Кейвер») (ДА, 30 пацієнтів) за схемою: 1-ше введення в дозі 50 мг «Кейверу» внутрішньом’язово за 40 хв до оперативного втручання, 2-ге введення в тій же дозі (50 мг в/м) через 8 год від 1-го введення і 3-тє – в тій же дозі (50 мг в/м) через 8 год від 2-го введення. Добова доза лікарського засобу не перевищувала 150 мг/добу. Використання декскетопрофену дозволяє значно знизити потребу в опіоїдах, а їх комбінування може відновити аналгетичний потенціал останніх. Різні механізми дії даних препаратів дозволяють призначати їх у комбінації і в малих дозуваннях з метою досягнення значного аналгетичного ефекту. Призначення декскетопрофену дозволяє значно знизити прояви синдрому абдомінальної гіпертензії та покращить кровоплин у магістральних судинах черевної порожнини за даними ультразвукового дослідження. Ключов

Anisotropic Magnetoconductance in Quench-Condensed Ultrathin Beryllium Films

Near the superconductor-insulator (S-I) transition, quench-condensed ultrathin Be films show a large magnetoconductance which is highly anisotropic in the direction of the applied field. Film conductance can drop as much as seven orders of magnitude in a weak perpendicular field (< 1 T), but is insensitive to a parallel field in the same field range. We believe that this negative magnetoconductance is due to the field de-phasing of the superconducting pair wavefunction. This idea enables us to extract the finite superconducting phase coherence length in nearly superconducting films. Our data indicate that this local phase coherence persists even in highly insulating films in the vicinity of the S-I transition.Comment: 4 pages, 4 figure RevTex, Typos Correcte

Клинико-лабораторные особенности первичной острой и реактивации хронической Эпштейна-Барр вирусной инфекции у детей (систематический обзор и метаанализ)

At the moment, the clinical differences between primary acute and reactivation of chronic infection caused by Epstein-Barr virus (EBV) have not been fully studied.The aim is to identify clinical and laboratory differences between primary acute and reactivation of chronic EBV infection in children aged 0—17 years.Materials and methods. A systematic review and meta-analysis of publications was carried out, which were searched through the bibliographic databases PubMed, Cyberleninka, eLibrary, as well as using the Researchgate scientific network. The total number of keyword search results was 1,830 publications, of which 26 were included in the study according to the results of the selection. 1318 cases of active EB infection were subjected to meta-analysis, including 917 cases of acute primary and 401 cases of reactivation.Results. Distinctive signs of primary acute EBV infection are fever, generalized lymphadenopathy, enlargement of cervical lymph nodes, acute tonsillitis, exanthema, excess of ALT reference values, leukocytosis, the presence of atypical mononuclears. With the reactivation of chronic EBV infection, the clinical manifestations are  less pronounced, but in 24% of cases the disease is accompanied by the development of interstitial pneumonia. Characteristic signs are hypertrophy of the lymphoepithelial pharyngeal ring and thymomegaly, not described in primary acute infection.Conclusion. The revealed clinical and laboratory differences between primary acute and reactivation of chronic EBV infection in children aged 0—17 years can be used for differential diagnosis of these conditions.На настоящий момент клинико-лабораторные особенности первичной острой и реактивации хронической инфекции, вызванной вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ), до конца не изучены.Цель — выявить клинико-лабораторные особенности первичной острой и реактивации хронической ВЭБ-инфекции у детей в возрасте 0—17 лет.Материалы и методы. Проведен систематический обзор и метаанализ научных публикаций, поиск которых осуществлялся по библиографическим базам PubMed, Cyberleninka, eLibrary, а также с использованием научной сети Researchgate. Общее число результатов поиска по ключевым словам составило 1830 публикаций, из которых по результатам отбора в исследование включены 26. Метаанализу подвергнуты 1318 случаев активной ВЭБ-инфекции, в том числе 917 — острой первичной и 401 — реактивации.Результаты. Отличительными признаками первичной острой ВЭБ-инфекции являются лихорадка, генерализованная лимфаденопатия, увеличение шейных лимфоузлов, острый тонзиллит, экзантема, превышение референсных значений АЛТ, лейкоцитоз, наличие атипичных мононуклеаров.При реактивации хронической ВЭБ-инфекции клинические проявления менее выраженные, однако в 24% случаев заболевание сопровождается развитием интерстициальной пневмонии. Характерными признаками являются гипертрофия лимфоэпителиального глоточного кольца и тимомегалия, не описанные при первичной острой инфекции.Заключение. Выявленные клинико-лабораторные различия между первичной острой и реактивацией хронической ВЭБ-инфекции у детей 0—17 лет могут быть использованы для дифференциальной диагностики указанных состояний

EVALUATION OF THE HEAT STATE OF RADIATION-RESISTANT ASYNCHRONOUS MOTOR

The paper presents an analysis of the temperature of the nodes of an asynchronous motor, radiation-resistant. The results of the analysis of the difference of the diverted losses in the axial direction are presented. The evaluation of the effect of coolant on the temperature inside the engine was performed.В работе представлен анализ температур узлов радиационно-стойкого асинхронного двигателя. Произведена оценка влияния расхода охлаждающей жидкости на температуру элементов конструкции двигателя