ТЕХНОГЕННОЕ НАРУШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ТЕХНОГЕННОЕ НАРУШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

ТЕХНОГЕННОЕ НАРУШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Вертинский П.А. Статья в формате PDF 223 KB

1. Вступление

03 Октября 2009 года «ВЕСТИ.РУ» опубликовали основные тезисы Доклада Ростехнадзора «О причинах аварии на Саяно-Шушенской ГЭС», которая произошла 17 августа 2009 года, представленный в Правительство России. В этом Докладе обращает на себя внимание большой комплекс организационно-технологических нарушений и упущений ведомственного и государственного руководства на СШГЭС, которые при объективном анализе присущи деятельности этого же руководства в осуществлении организационно-технологиче-ских мероприятий на любой другой ГЭС России, но почему-то даже не упоминается гидравлический удар, о котором сообщали со слов свидетелей все СМИ в первые дни после катастрофы.

2. Возникновение проблемы

Как известно, типичным примером возникновения гидравлического удара является трубопровод с постоянным напором и установившимся движением жидкости при резком перекрытии задвижки (клапана). Теоретически явление гидравлического удара объяснил ещё Н.Е. Жуковский [1]: Увеличение давления при гидравлическом ударе определяется выражением:

 

                       (1),

где: Dp - увеличение давления (Н/кв. м), ρ - плотность жидкости (кг/куб. м), v0 и v1 - средние скорости в трубопроводе до и после сpaбатывания клапана (м/сек), с - скорость распространения ударной волны вдоль трубопровода (м/сек).

С начала возникновения гидродинамики процессы распространения волн в среде и образование потоков среды изучаются и исследуются относительно самостоятельно [2]. Более того, классическая гидродинамика теоретически обосновала вывод о невозможности переноса вещества среды в потоке волн данной среды, поэтому даже прямые экспериментальные измерения оставляют в стороне вопрос о проверке или уточнении такого положения, заранее не предполагая обнаружить какие-либо потоки среды в потоках волн в данной среде. Таким образом, согласно современным представлениям гидродинамической теории суперпозиция ударных волн в среде не вызывает образования потоков данной среды, сопровождаясь лишь передачей энергии волн без перемещения вещества в среде. За исторический период после фундаментальных тpaктатов Д. Бернулли «Гидродинамика» (1738 г.) и Л. Эйлера «Общие принципы движения жидкости» (1755г.) в гидродинамике сформировалась система уравнений движения сплошной среды (жидкости или газа), которая рассматривает среду изотропной и гиротропной [2]:

Рис.1                                        Рис.2                                                      Рис.3

                              (2),

                                       (3),

                                    (4),

где обозначены: - скорость,V - объём, ρ- плотность и F- сила давления в заданной трубке тока жидкости. Для пpaктических расчетов  установившихся движений несжимаемой жидкости на основе уравнений (2), (3) и (4) широко используется первый интеграл Бернулли, частное решение которого для трубки тока как на рис.1 можно записать в виде уравнения:  (5). В сущности, выражение (1) Н. Е. Жуковского [1] является частным следствием известного уравнения Бернулли (5), которое выражает закон сохранения энергии для заданной трубки тока (трубопровода), где дополнительно к (1) обозначены: g- ускорение свободного падения (м/сек. сек.) и h- напор (м). Как известно, ещё Б. Риман в 1860 году в своем мемуаре "О распространении плоских волн конечной амплитуды» [2], рассматривая распространение возмущений в среде, пришел к выводу об образовании ударных волн в баротропных средах, так как:  (6). В соответствии с выводом (6) распространение возмущений плотности среды можно представить графически как на рис. 2, но с учетом второго начала термодинамики волны разрежения невозможны, поэтому реально выполняется лишь правая часть графика, то есть зависимость как на рис.3. Такие возмущения в среде называются акустическими, а описывающая их теория является линейной, не позволяя рассматривать импульсные явления с образованием в среде паро-газо-вакуумных полостей, когда жидкость уже нельзя рассматривать сплошной несжимаемой средой. Между тем, как это обнаружилось в изучении электрогидравлического эффекта, с помощью последнего представляется новая возможность техническими средствами подводить энергию в поток среды с установившимся движением, оказывая тем самым влияние на энергетический баланс заданной области среды. Боле того, оказалась справедливой теорема, что [2]: Суперпозиция волн в среде путем включения очередного источника в момент прохождения через него фронта ударной волны от предыдущего источника образует результирующий фронт волны кумулятивного хаpaктера, которая получила пpaктическое подтверждение в десятках изобретений автора в виде принципиально новых электрогидравлических движителях, насосах и других технических решениях (см. патенты РФ №№ 1824504, 1837447, 2041376 и др.). Таким образом, внешнее нарушение энергетического баланса в стационарном потоке среды порождает импульсную ударную волну, вызывая движение сплошной среды во все стороны, то есть взрыв, который может быть направлен, например, неоднородностью среды или специальными техническими приспособлениями (отражателями, экранами и т.п.).

3. Нарушения энергетического баланса природной среды вследствие техногенного воздействия

Как глубоко обосновано на обширной статистической информации в монографии [3], воздействий на геолого-геофизическую среду подразделяется на два этапа: 1901-1950 гг. - нарастание техногенного давления, включая и первые десятки ядерных взрывов (в основном воздушного типа), и первые paкетные пуски и 1950-1990 гг. - максимальное техногенное давление на геолого-геофизическую среду, включая тысячи ядерных взрывов и десятки тысяч тяжелых paкетных пусков. В упомянутой монографии особое внимание привлекает табл. 1. Встречаемость землетрясений за 1901-1990 гг. (М ≥ 7), которую ниже приведена полностью. В табл. 1 обозначены:

М - мелкофокусные землетрясения на глубинах Н < 70 км;

С - среднефокусные землетрясения, 70 < Н < 300 км;

Г - глубокофокусные землетрясения, Н > 300 км;

R - отношение числа мелкофокусных землетрясений к сумме средне- и глубокофокусных землетрясений.

Таблица 1

4. Геомагнитный механизм экологических последствий современной раетно-космической деятельности

Разумеется, ЭГЭ [2], взрывы ядерных зарядов, общая радиоактивность, paкетные пуски, электромагнитные воздействия, ресурсная добыча полезных ископаемых и другие факторы [3], не исчерпывают весь арсенал возможного нарушения энергетического баланс природной среды. Так, например, по сообщению на стр. 8 ПОИСК № 51 от 21.12.2007, откуда сканирован приведенный рис. 4, каждый запуск КЛА сопровождается всплеском возмущения магнитосферы Земли, носит ярко выраженный релаксационный хаpaктер. Поэтому на основании одного из основных принципов динамики систем Д,Аламбера - Лагранжа, означающего, что действующие на каждую точку системы активные силы и силы реакций всевозможных связей полностью компенсированы силами инерции, то есть:

                                    (7),

где  - векторы возможных перемещений точек системы, необходимо отметить непременным условием стационарного состояния геомагнитного поля выполнение этого требования (7) динамики. Так, например, в работах автора [4] и др. на объективных геофизических положениях убедительно обоснован вывод и раскрыт механизм запуска землетрясений вследствие возмущения магнитосферы Земли запусками КЛА. Одним из мощных энергетических способов вмешательства в состояние открытых водоёмов всегда являлись сейсмические волны, постоянно порождаемые тектоническими процессами в недрах нашей планеты.

Рис. 4 (рис. на стр. 28 по [4])

Рис. 5

Рис. 6 (рис. 1.6.17 по [6])

Как известно [5], сейсмические волны - это колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и других источников. Вблизи очагов сильных землетрясений сейсмические волны обладают разрушительной силой при доминирующем периоде в десятые доли сек. На значительных расстояниях от эпицентров сейсмические волны являются упругими волнами. Продольные сейсмические волны переносят изменения объёма в среде - сжатия и растяжения. Колебания в них совершаются в направлении распространения (см. вектор V2 на рис. 5). Поперечные сейсмические волны не образуют в среде объёмных изменений и представляют собой колебания частиц, происходящие перпендикулярно направлениям распространения волны (см. вектор V1 на рис. 5). Известной особенностью [5] распространения сейсмических волн является их способность при косом падении на поверхность раздела сред с различными параметрами (скоростями и плотностями) порождать волнами одного типа, например, продольными, кроме отражённой и преломленной продольных волн, дополнительно волны отраженные и преломленные поперечные. Таким образом, к поверхности Земли после землетрясения приходят потоки и поверхностных, и продольных сейсмических волн. Другими словами, сейсмические волны от эпицентра наведенного запуском КЛА землетрясения у поверхности Земли порождают минимум два потока сейсмических волн, обозначенных на рис. 5 векторами V1 и V2, энергии которых оказывают своё влияние на энергобаланс внутри водоёмов на пути потоков этих сейсмических волн. Действительно, амплитуда - сейсмических волн потока  вносит свой динамичный вклад в изменение члeна потенциальной энергии , а изменение плотности  в потоке V2 неизбежно вносит свой энергетический дисбаланс в уравнение Бернулли (5). Как известно [6], сложение периодических сил давления приводит к импульсному хаpaктеру силы результирующего давления при достижении полигармонического резонанса в случаях действия нескольких периодических возмущающих сил давления (см. рис. 6):

                                           (8)

в зависимости от соотношения частот  и  возмущающих сил. Пусть сейсмические волны V1 и V2 выражены законами:

                  (9)

и

                               (10),

где  и  согласно эмпирическим сведениям по рис. 4 (рис. на стр. 28 по [5]) убывающие амплитуды сейсмических волн соответствующих частот  и , тогда в потоках водоёма, расположенном на пути сейсмических волн  и  происходит сложение этих волн, результатом которого является изменение энергетического баланса, одним из последствий которых является результирующий импульс сил давления, то есть гидравлический удар. Конкретное проявление такого гидравлического удара может быть подобно цунами в Индийском океане 27. 12. 2004 или аварии на Саяно-Шушенской ГЭС, которая произошла 17. 08. 2009 года, как результаты возмущений магнитосферы Земли запусками КЛА, в зависимости от конкретных параметров наведенных запусками КЛА возмущений магнитосферы Земли и конкретными гидрогеологическими хаpaктеристиками региона и водоёма. Из тех запусков КЛА здесь можно вспомнить [7]: 1) в ночь с 21 на 22 декабря с. г. пуск с мыса Канаверал paкеты-носителя Delta-4 Heavy, 2) 22 декабря 2004 года в 08:30 UTC (11:30 мск) из позиционного района в Оренбургской области боевыми расчетами РВСН России осуществлен учебно - боевой пуск межконтинентальной баллистической paкеты РС-20В "Воевода". 3) 22 декабря в 22:32:06 UTC (23 декабря в 01:32:06 мск) была включена тормозная двигательная установка корабля и он устремился в земную атмосферу, 4) 11 августа 2009 запуск paкеты-носителя "Протон-М" с космическим аппаратом AsiaSat-5 [8].

5. Выводы:

1. Гидравлический удар в потоке жидкости по Н. Е. Жуковскому является частным следствием известного уравнения Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии для заданной трубки тока (трубопровода).

2. Внешнее нарушение энергетического баланса в стационарном потоке среды порождает импульсную ударную волну, вызывая движение сплошной среды во все стороны, то есть взрыв, который может быть направлен, например, неоднородностью среды или специальными техническими приспособлениями (отражателями, экранами и т.п.).

3. Сейсмические волны от эпицентра наведенного запуском КЛА землетрясения у поверхности Земли порождают два потока (продольных и поперечных) волн, энергии которых оказывают своё влияние на энергобаланс внутри водоёмов на пути потоков этих сейсмических волн.

4. Конкретное проявление такого гидравлического удара может быть подобно цунами в Индийском океане 27. 12. 2004, или аварии на Саяно - Шушенской ГЭС, которая произошла 17. 08. 2009 года, как результаты возмущения магнитосферы Земли на многочисленные запуски КЛА, в зависимости от конкретных параметров наведенных запусками КЛА возмущений магнитосферы Земли и конкретными гидрогеологическими хаpaктеристиками региона и водоёма.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Жуковский Н. Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. М.-Л., Гостехиздат, 1949. 103 с.
  2. Вертинский П. А. Электрогидродинамические задачи гидравлики. В. 3, Иркутск, ИрГТУ. 2008.
  3. Дмитриев А.Н., Шитов А.В. Техногенное воздействие на природные процессы Земли. Проблемы глобальной экологии. Новосибирск, ИД "Мaнycкрипт", 2003 // http://pulse.webservis.ru/ANDmitriev/Books/TechOnNature/index.html
  4. Вертинский П. А. Геоэкологические проблемы современной paкетно-технической деятельности // журнал «Успехи современного естествознания» №10, 2009, стр. 22-29.
  5. Саваренский Е. Ф. Сейсмические волны. - М. «Недра», 1972, 292 с.
  6. Яворский Б. М. и Детлаф А. А. Справочник по физике (для инженеров). М., «НАУКА», 1985, стр. 109 и далее.
  7. Железняков А.Б. Космическая энциклопедия // http://www.cosmoworld.ru/
    spaceencyclopedia/hotnews/index.shtml?itogi_20...
  8. Вертинский П.А. Причиной аварии на СШГЭС является запуск КЛА // www.gzt.ru/topnews/accidents/256940.html


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИАГОНАЛЬНОЙ СЕГМЕНТАРНОЙ АМПЛИТУДОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИАГОНАЛЬНОЙ СЕГМЕНТАРНОЙ АМПЛИТУДОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ Методика диагональной сегментарной амплитудометрии, заключающаяся в регистрации амплитуды колебаний активного и реактивного сопротивления тканей человеческого организма, широко используемая в медицинской пpaктике, начинает применяться в спорте для контроля за функциональным состоянием спортсменов в различные периоды учебно-тренировочного процесса. Результаты, полученные данным методом, показывают, что различия в проводимости тканей определяются видом спорта, а также квалификацией спортсменов. Проводимость тканей более устойчива в подготовительный период по сравнению с соревновательным. Суммарная нестабильность проводимости тканей выше на соревнованиях более высокого уровня. ...

30 09 2022 17:23:17

Оценка состояния кроветворной СИСТЕМЫ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ С ТЕРРИТОРИЙ с низким уровнем радиационного ЗАГРЯЗНЕНия

Оценка состояния кроветворной СИСТЕМЫ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ С ТЕРРИТОРИЙ с низким уровнем радиационного ЗАГРЯЗНЕНия Исследованы количество клеток и клеточный состав крови и кроветворных органов мелких млекопитающих (Mus musculus, Apodemus sylvaticus, Clethrionomys rutilus) с территорий, подвергшихся радиационному влиянию (Восточно-Уральский радиоактивный след, Свердловская область, Тоцкий радиоактивный след, Оренбургская область). Установлены изменения состава и структуры клеток крови, клеточного состава и концентрации клеток кроветворной ткани в зависимости от вида животных и места их обитания. Влияние на организм мышей и полевок радиационного фактора среды подтверждает обнаружение в тушках животных радионуклидов. ...

29 09 2022 16:53:39

ПРИОРИТЕТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ

ПРИОРИТЕТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ Показано значение естественнонаучной составляющей образования для развития способов умственной деятельности у одаренных детей и значение основополагающих знаний естественных наук для будущих поколений. ...

23 09 2022 15:26:42

ВЫВОД УРАВНЕНИЙ МАКСВЕЛЛА ИЗ ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ. ЗАРЯДОВАЯ ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ И ЕЁ СВЯЗЬ С ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА

ВЫВОД УРАВНЕНИЙ МАКСВЕЛЛА ИЗ ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ. ЗАРЯДОВАЯ ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ И ЕЁ СВЯЗЬ С ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА На основе введённых функций состояния для электромагнитного поля и зарядовой функции состояния для частиц выведена полная система уравнений Максвелла для электродинамики. Показано, что закон сохранения зарядов есть следствие существования этой функции. Показано также, что в вакууме электромагнитное поле отсутствует, что подтверждает справедливость теории дальнодействия. ...

20 09 2022 18:31:55

КАРГИН ИВАН ФЕДОРОВИЧ

КАРГИН ИВАН ФЕДОРОВИЧ Статья в формате PDF 352 KB...

18 09 2022 6:26:41

ГАЗИФИКАЦИЯ АСФАЛЬТОВЫХ ЗАВОДОВ

ГАЗИФИКАЦИЯ АСФАЛЬТОВЫХ ЗАВОДОВ Статья в формате PDF 135 KB...

15 09 2022 2:46:44

МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСЛУГ

МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСЛУГ Статья в формате PDF 483 KB...

13 09 2022 15:18:40

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭКОСИСТЕМ СЕВЕРА ПРИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭКОСИСТЕМ СЕВЕРА ПРИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ На основе анализа природных условий залегания месторождений полезных ископаемых Якутии обоснованы основные группы геоэкологических факторов, влияющие на динамику и степень преобразования экосистем при недропользовании. Формы, масштабы воздействия на природную среду зависят от стадии развития горных работ, вовлеченности отдельных участков месторождения в разработку. ...

09 09 2022 17:26:16

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ МОРСКИХ ПОРТОВ

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ МОРСКИХ ПОРТОВ Статья в формате PDF 110 KB...

06 09 2022 8:11:16

МЕСТО ТОРГОВОЙ СФЕРЫ ЭКОНОМИКИ В СИСТЕМЕ РЫНОЧНОГО ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ

МЕСТО ТОРГОВОЙ СФЕРЫ ЭКОНОМИКИ В СИСТЕМЕ РЫНОЧНОГО ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ В данной работе авторами выдвигается и обосновывается тезис о том, что торгово-коммерческая деятельность является определяющим фактором в системе рыночных отношений. ...

25 08 2022 3:27:21

УТИЛИЗАЦИЯ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

УТИЛИЗАЦИЯ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В работе рассматривается процесс утилизации ртутьсодержащих соединений с использованием в качестве активного соединения кремния, что экономически более выгодно, чем использование порошкообразного титана. Рассматривается возможность миграции ртути в условиях возрастающей техногенной деятельности человечества. ...

24 08 2022 14:24:10

ВЫБОР СПОСОБА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОУДАРНИКА

ВЫБОР СПОСОБА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОУДАРНИКА Статья в формате PDF 284 KB...

22 08 2022 23:38:38

СОХРАНЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНОФОНДА ЯКОВ ТЫВЫ

СОХРАНЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНОФОНДА ЯКОВ ТЫВЫ Статья в формате PDF 120 KB...

20 08 2022 6:20:13

СТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЧНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ НЕРВОВ

СТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЧНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ НЕРВОВ Изучены коррелятивные взаимоотношения внутриствольной структуры и деформативно-прочностных свойств срединных, локтевых и седалищных нервов трупов людей обоего пола в возрасте от 21 до 60 лет. Установлено, что на стадии малых деформаций основными структурными компонентами нервов, определяющими их прочность и упругость, являются эластические и коллагеновые волокна соединительнотканных оболочек, преимущественно эпиневрия. Причем роль коллагена с возрастом увеличивается вследствие его накопления и снижения порога компенсации продольных растяжений. При больших деформациях прочность и жесткость нервов детерминируются, преимущественно, нервными волокнами и, в меньшей степени, соединительной тканью оболочек. В момент разрыва, так же как и при пластической деформации, прочность и жесткость нервов определяются в большей степени нервными волокнами и, в меньшей степени, коллагеновыми волокнами эпиневрия и периневрия. ...

16 08 2022 11:20:43

ТИПИЗАЦИЯ ГРАНИТОИДОВ НА ОСНОВЕ СОСТАВОВ БИОТИТОВ

ТИПИЗАЦИЯ ГРАНИТОИДОВ НА ОСНОВЕ СОСТАВОВ БИОТИТОВ Статья в формате PDF 393 KB...

15 08 2022 7:41:35

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГЕРТ-СЕТИ

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГЕРТ-СЕТИ Статья в формате PDF 130 KB...

14 08 2022 12:27:55

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::