AGRIS - 

Data provenance by Country

2024

Оськин С.В. | Цокур Д.С. | Федак С.М.

Повышение экологической чистоты продукции сельскохозяйственного производства невозможно получить без использования новых электрофизических способов борьбы с вредителями. Проведенные многими исследователями научные изыскания доказывают перспективность применения электроактивированных растворов – анолитов для бактерицидных обработок сельскохозяйственных объектов. В работе раскрывается проблема описания физических и химических процессов, происходящих при электрохимической активации воды в электролизере диафрагменного типа. Моделирование проводилось в программном пакете Comsol, который позволяет провести совместное исследование различных физических процессов. Авторам удалось описать основные физико-химические процессы и получить решения с высоким уровнем совпадения с экспериментальными данными.

Show more [+]

Less [-]

Marina Sokolova Publishings - Russian Federation

2024

Vladislav A. Martynov | Mikhail S. Lisyatnikov | Anastasiya V. Lukina | Svetlana I. Roshchina

Приведены результаты экспериментальных исследований деревоклееных балочных конструкций, выполненных с применением ламелей, изготовленных из деревьев сосны, частично поврежденных в лесонасаждениях. Цель – изучение напряженно-деформированного состояния деревоклееных балочных конструкций с применением древесины, нарушенной термическим воздействием лесного пожара. Ранее авторами выполнен значительный объем исследований физико-механических и прочностных свойств термически поврежденной древесины сосны, установлены зависимости прочностных характеристик древесины от степени огневого повреждения, мест отбора древесины по высоте ствола. Перед началом описанного в статье эксперимента на крупномасштабных моделях в программном комплексе «Лира 10.12» проведены численные исследования 4 серий однопролетных балок пролетом 6,0 м и сечением 140×500 мм, изготовленных в верхней и нижней частях сечения из древесины сосны 1-го сорта, а в средней части – из термически поврежденной древесины сосны. Выполнен сопоставительный анализ балок с различной долей замещения здоровой древесины сосны на ослабленную огневым воздействием пожара по высоте сечения: 76, 62, 51 и 36 %. В результате численного расчета исследуемых балок с применением выведенного коэффициента запаса (1,136) определена их фактическая несущая способность. Установлено, что снижение несущей способности балок БК-2 составляет 12,2 кН, это 16,05 % относительно эталонной балки БК-5, выполненной полностью из древесины сосны 1-го сорта; балок БК-4 – 7,4 кН, 9,74 % относительно балки БК-5. Разница между расчетными и экспериментальными разрушающими нагрузками равняется 9,5…14,3 %. Введение коэффициента запаса 1,136 при численном расчете обеспечивает достаточную сходимость расчетных и экспериментальных данных – погрешность составляет 3 %. Несущая способность эталонной балки БК-5 – 12,38 кН/м, балок БК-1– БК-4 – 8,53…12,06 кН/м, относительное снижение несущей способности не превышало 31,1…32,5 %. Установлено, что балка БК-4 с 34 % термически поврежденной древесины сосны позволяет обеспечить несущую способность на 97,5 % относительно балок, полностью выполненных из древесины сосны 1-го сорта. | This paper deals with the experimental research results of laminated wood beam structures made using lamellas produced from the pine trees, partially damaged in forest plantations. The purpose of the research has been to study the stress-strain state of laminated wood beam structures utilizing the wood damaged by the thermal exposure caused by a forest fire. Previously, the authors have carried out a significant amount of research into the physical, mechanical and strength properties of thermally damaged pine wood. They have established the dependence of the strength properties of the wood on the degree of fire damage and the wood sampling points according to the height of the stem. Prior to the experiment on the large-scale models in the “Lira 10.12” software complex, numerical studies of four series of single beams with a span of 6.0 m and a section of 140×500 mm produced from the 1st grade pine wood in the upper and lower parts of the section and from thermally damaged pine wood in the middle part of the section. A comparative analysis of the beams has been performed with varying percentages of replacement of the healthy pine wood with the one weakened by the fire along the height of the section: 76, 62, 51 and 36 %. As a result of the numerical calculation of the beams under study using the derived safety factor equaling 1.136, their actual load-bearing capacity has been determined. It has been established that a decrease in the load-bearing capacity of the СB-2 beams equals 12.2 kN, which is 16.05 % relative to the reference beam CB-5, made entirely of the 1st grade pine wood. For the CB-4 beams a decrease in the load-bearing capacity equals 7.4 kN, which is 9.74 % relative to the reference beam CB-5. The difference between the calculated and experimental breaking loads is 9.5 to 14.3 %. The introduction of the safety factor equaling 1.136 in the numerical calculation ensures sufficient convergence of the calculated and experimental data (the measurement error is 3 %). The load-bearing capacity of the reference beam СB-5, made entirely of the 1st grade pine wood, is 12.38 kN/m. For beams CB-1 to CB-4 it equals from 8.53 to 12.06 kN/m. The relative decrease in the load-bearing capacity did not exceed 31.1 to 32.5 %. It has been established that the CB-4 beam, made using 34 % of lamellas produced from thermally damaged pine wood, allows for the load-bearing capacity of 97.5 % relative to the beams made entirely of the 1st grade pine wood.

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

А.К. Габделхаков | В.Ф. Коновалов | З.З. Рахматуллин | Л.Н. Блонская | И.И. Фазлутдинов

Цель исследования – анализ изменчивости и разработка математических моделей оценки биомассы и объема коры, объема ствола в коре, доли коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.), произрастающих в естественных порослевых и искусственных древостоях. Модели основаны на данных 107 и 95 деструктивно отобранных деревьев соответственно в естественных порослевых и искусственных древостоях – по 10 пробных площадей на каждый тип древостоев, представляющих различные стадии роста. Модельные деревья были распилены на 2-метровые секции, объемы которых в коре и без коры рассчитаны с использованием формулы Губера. Общий объем ствола дерева в коре и без коры получен суммированием объемов всех секций и конического объема вершины дерева. Разница двух этих параметров составила объем коры. Биомасса коры определена непосредственным взвешиванием с последующим переводом в абсолютно сухую массу. Оценены корреляционные связи дендрометрических параметров и выбранных характеристик дерева. В сравнительном аспекте изучена эффективность 3 моделей регрессии с использованием в качестве независимых переменных диаметра на высоте 1,3 м и высоты дерева. Биомасса и объем коры, объем ствола в коре сильно зависят от данных величин. Для объемной доли коры в естественных порослевых липняках эта корреляция очень слабая, в искусственных – незначимая. Объемная доля коры для каждого дерева рассчитана как отношение разности объема ствола в коре и без коры к объему ствола в коре. Для прогнозирования биомассы и объема коры, объема стволов в коре деревьев липы мелколистной выбрано уравнение, показавшее лучшие статистические характеристики с точки зрения соответствия. Модели оценены с использованием метода взвешенных наименьших квадратов, с учетом присущих ошибок, гетероскедастичности, путем придания каждой модели своей весовой функции отдельно для естественных порослевых и искусственных древостоев, существенно различающихся между собой по морфометрическим признакам. Для цитирования: Габделхаков А.К., Коновалов В.Ф., Рахматуллин З.З., Блонская Л.Н., Фазлутдинов И.И. Модели для оценки биомассы и объема коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 21–36. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-21-36 | The research is aimed at analyzing variability and developing mathematical models for estimating bark biomass and volume, volume of trunk with bark, and bark proportion of small-leaved linden (Tilia cordata Mill.) trees growing in natural coppice and artificial stands. The models are based on data from 107 and 95 destructively sampled trees in natural coppice and artificial stands, respectively. There were 10 sampling areas per stand type, representing different growth stages. The model trees were sawn into 2-meter sections, the volumes of which with and without bark were calculated using the Huber formula. The total volume of the tree trunk with and without bark is obtained by summing the volumes of all sections and the conical volume of the tree top. The bark volume was the difference between these two parameters. The bark biomass was determined by direct weighing, followed by conversion to absolutely dry mass. The correlations between the dendrometric parameters and the selected tree characteristics were estimated. The effectiveness of 3 regression models using the diameter at breast height (dbh = 1.3 m) and the tree height (h) as independent variables was studied in a comparative aspect. The bark biomass and volume, and the volume of trunk with bark are strongly influenced by these values. This correlation is very weak for the bark volume proportion in natural coppice stands, and insignificant in artificial stands. The bark volume proportion for each tree was calculated as the ratio of the difference between the volume of trunk with and without bark and the volume of trunk with bark. The equation that showed the best statistical characteristics in terms of consistency was chosen in order to predict the bark biomass and volume, the volume of trunks with bark of small-leaved linden trees. These models were estimated using the weighted least squares method taking into account the inherent errors and heteroscedasticity, by assigning each model its weight function separately for natural coppice and artificial stands that differ significantly from each other in morphometric features. For citaton: Gabdelkhakov A.K., Konovalov V.F., Rakhmatullin Z.Z., Blonskaya L.N., Fazlutdinov I.I. Biomass and Volume Estimation Models for Bark of Small-Leaved Linden (Tilia cordata Mill.). Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 21–36. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-21-36

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Войнов, Николай Александрович | Богаткова, Анастасия Викторовна | Дерягина, Нина Владимировна | Земцов, Денис Андреевич | Кожухова, Наталия Юльевна

A review of vortex apparatuses and processes in which a rotating gas-liquid flow is used as an intensification of heat and mass transfer is presented.It is shown that tangential swirlers, which are easy to manufacture and compact, have found the greatest application in industrial practice for creating gas (steam) rotation.It is experimentally established that tangential swirlers with annular walls of channels intended for gas passage have the lowest hydraulic resistance.The data on the hydraulic resistance of tangential swirlers with annular channels, velocity and pressure obtained experimentally and by calculation in a wide range of variation of the design parameters of the device are presented.The dependences between the hydraulic resistance of the swirler and its design parameters are revealed.Numerical simulation of the parameters of the gas flow in the channels is carried out. Diagrams of the pressure and velocity distribution are presented and analyzed, and experimental data on the influence of the design parameters of the swirler channel, such as width and length, on its hydraulic resistance are confirmed.An empirical dependence for determining the hydraulic resistance coefficient of a tangential swirler with annular channels is presented for engineering calculations. | Представлен обзор вихревых аппаратов и процессов, в которых в качестве интенсификации тепломассопереноса используется вращающийся газожидкостный поток.Показано, что наибольшее применение в промышленной практике для создания вращения газа (пара) нашли завихрители тангенциального типа, которые просты в изготовлении и компактны.Экспериментально установлено, что наименьшим гидравлическим сопротивлением обладают тангенциальные завихрители с кольцевыми стенками каналов, предназначенными для прохода газа.Представлены данные гидравлического сопротивления тангенциальных завихрителей с кольцевыми каналами, скорости и давления, полученные экспериментальным и расчетным путем в широком интервале варьирования конструктивных параметров устройства.Выявлены зависимости между гидравлическим сопротивлением завихрителя и его конструктивными параметрами.Осуществлено численное моделирование параметров газового потока в каналах. Представлены эпюры распределения давления и скорости и дан их анализ, а также подтверждены экспериментальные данные по влиянию конструктивных параметров канала завихрителя, таких как ширина и длина, на его гидравлическое сопротивление.Представлена для инженерных расчетов эмпирическая зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления тангенциального завихрителя с кольцевыми каналами.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2022

Войнов, Николай Александрович | Фролов, Александр Сергеевич | Богаткова, Анастасия Викторовна | Земцов, Денис Андреевич | Жукова, Ольга Петровна

The results of a study of hydrodynamics and mass transfer on bubbling-type trays with valve, valve-vortex and vortex contact devices are presented. By means of experimental studies and numerical modeling, the velocity fields of liquid and gas, as well as the structure of the gas-liquid layer on the tray are determined. The dependence of the relative amplitude of fluctuations in the level of the gas-liquid layer on the tray by the gas flow rate when placing various types of contact devices on it is obtained. The average surface diameter of gas bubbles is determined and the mechanism of their accumulation in the liquid on the tray is proposed. The relationship between the velocity of liquid circulation on the plate and the size of gas bubbles entrained by the circulation flow has been confirmed. The pressure drop of the investigated contact devices was measured and the value of the hydraulic resistance coefficient was determined. Experimental data on the intensity of mass transfer and efficiency on tray are presented. Specific fluid flow rates have been established to ensure high efficiency.It is shown that the most efficient, liquid- and gas-carrying capacity is possessed by trays with vortex cantate devices having a low amplitude of oscillation of the gas-liquid layer and a large interfacial surface. This is due to an increase in the energy dissipation of gas jets in the liquid on the tray, the uniform distribution of gas bubbles and the presence of rotational motion of the gas-liquid layer. | Представлены результаты исследования гидродинамики и массообмена на тарелках барботажного типа с клапанными, клапанно-вихревыми и вихревыми контактными устройствами. Путем экспериментальных исследований и численного моделирования определены поля скоростей жидкости и газа, а также структура газожидкостного слоя на тарелке. Получена зависимость относительной амплитуды колебаний уровня газожидкостного слоя на тарелке от расхода газа при размещении на ней различных типов контактных устройств. Определен среднеповерхностный диаметр пузырьков газа и предложен механизм их накопления в жидкости на тарелке. Подтверждена связь между скоростью циркуляции жидкости на тарелке и размерами пузырьков газа, увлекаемых циркуляционным потоком. Проведено измерение перепада давления исследуемых контактных устройств и определена величина коэффициента гидравлического сопротивления. Представлены экспериментальные данные интенсивности массоотдачи и эффективности на тарелке. Установлены удельные расходы жидкости, обеспечивающие высокую эффективность.Показано, что наибольшей эффективностью, пропускной способностью по жидкости и газу обладают тарелки с вихревыми контактными устройствами, обладающие низкой амплитудой колебания газо-жидкостного слоя и большой межфазной поверхностью. Это обусловлено увеличением диссипации энергии газовых струй в жидкости на тарелке, равномерным распределением пузырьков газа и наличием вращательного движения среды.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2022

Войнов, Николай Александрович | Богаткова, Анастасия Викторовна | Дерягина, Нина Владимировна | Земцов, Денис Андреевич | Кожухова, Наталия Юльевна

A review of vortex apparatuses and processes in which a rotating gas-liquid flow is used as an intensification of heat and mass transfer is presented. It is shown that tangential swirlers, which are easy to manufacture and compact, have found the greatest application in industrial practice for creating gas (steam) rotation. It is experimentally established that tangential swirlers with annular walls of channels intended for gas passage have the lowest hydraulic resistance. The data on the hydraulic resistance of tangential swirlers with annular channels, velocity and pressure obtained experimentally and by calculation in a wide range of variation of the design parameters of the device are presented. The dependences between the hydraulic resistance of the swirler and its design parameters are revealed. Numerical simulation of the parameters of the gas flow in the channels is carried out. Diagrams of the pressure and velocity distribution are presented and analyzed, and experimental data on the influence of the design parameters of the swirler channel, such as width and length, on its hydraulic resistance are confirmed. An empirical dependence for determining the hydraulic resistance coefficient of a tangential swirler with annular channels is presented for engineering calculations. | Представлен обзор вихревых аппаратов и процессов, в которых в качестве интенсификации тепломассопереноса используется вращающийся газожидкостный поток. Показано, что наибольшее применение в промышленной практике для создания вращения газа (пара) нашли завихрители тангенциального типа, которые просты в изготовлении и компактны. Экспериментально установлено, что наименьшим гидравлическим сопротивлением обладают тангенциальные завихрители с кольцевыми стенками каналов, предназначенными для прохода газа. Представлены данные гидравлического сопротивления тангенциальных завихрителей с кольцевыми каналами, скорости и давления, полученные экспериментальным и расчетным путем в широком интервале варьирования конструктивных параметров устройства. Выявлены зависимости между гидравлическим сопротивлением завихрителя и его конструктивными параметрами. Осуществлено численное моделирование параметров газового потока в каналах. Представлены эпюры распределения давления и скорости и дан их анализ, а также подтверждены экспериментальные данные по влиянию конструктивных параметров канала завихрителя, таких как ширина и длина, на его гидравлическое сопротивление. Представлена для инженерных расчетов эмпирическая зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления тангенциального завихрителя с кольцевыми каналами.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Алашкевич, Юрий Давыдович | Лурье, Михаил Семенович | Лурье, Ольга Михайловна | Фролов, Александр Сергеевич

Рассматривается вопрос применения вихревых расходомеров с различным исполнением тела обтекания (ТО) в условиях эксплуатации на технологических линиях целлюлозно-бумажного производства.Показано, что при использовании в вихревых расходомерах различных ТО возникает погрешность в рабочем диапазоне скоростей (расходов). Наблюдаемая погрешность возникает вследствие изменения числа Струхаля (Sh) и связана с методом измерения. В данном случае число Струхаля начинает зависеть не только от используемого ТО как генератора вихрей, но и от скорости набегающего потока и концентрации волокнистой суспензии. В качестве основного сравнительного фактора для исследуемых ТО было взято силовое воздействие на чувствительный элемент (гибкий электрод), располагающийся внутри ТО.Исследование было проведено в несколько этапов с применением численного моделирования и метода планирования эксперимента. По результатам численного исследования представлена зависимость числа Струхаля (Sh) от скорости потока (V) и концентрации суспензии (c).В сравнительном анализе по отклонению числа Струхаля от средних значений выявлено, что ТО №1 оказывает минимальное влияние концентрации суспензии в рабочем диапазоне скоростей потока (±0.5%). Такое обстоятельство позволяет поверять и испытывать расходомеры с такими ТО на обычных проливных установках.Проведенный анализ ТО по отношению сигнал/шум показывает, что наиболее чистый сигнал вырабатывается цилиндрическим ТО (ТО №3), а ТО №2 и №1 имеют заметно большие шумы. Полученные различия объясняются отсутствием на поверхности цилиндрического ТО лишних выступов, граней, что приводит к более плавному обтеканию его поверхности потоком суспензии, а также к снижению внутренних паразитных шумов. | The question of the use of vortex flowmeters with different versions of the flow body (TO) under operating conditions on the technological lines of pulp and paper production is considered.It is shown that when using different TO in vortex flowmeters, an error occurs in the working range of speeds (flow rates). The observed error arises due to a change in the Strouhal number (Sh) and is associated with the measurement method. In this case, the Strouhal number begins to depend not only on the TO used as a vortex generator, but also on the flow velocity and the concentration of the fibrous suspension. As the main comparative factor for the investigated TOs, the force action on the sensitive element (flexible electrode) located inside the TO was taken.The study was carried out in several stages using numerical modeling and experimental design method. According to the results of a numerical study, the dependence of the Strouhal number (Sh) on the flow rate (V) and the concentration of the suspension (c) is presented.In a comparative analysis of the deviation of the Strouhal number from the average values, it was revealed that MOT No. 1 has a minimal effect on the concentration of the suspension in the working range of flow rates (± 0.5%). This circumstance makes it possible to verify and test flow meters with such maintenance in conventional pouring installations.The analysis of the maintenance with respect to the signal-to-noise ratio shows that the purest signal is generated by the cylindrical maintenance (maintenance No. 3), and maintenance No. 2 and No. 1 have noticeably large noise. The differences are explained by the absence on the surface of a cylindrical TO of extra protrusions, faces, which leads to a smoother flow of a suspension around its surface, as well as to a decrease in internal spurious noise.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Алашкевич, Юрий Давыдович | Лурье, Михаил Семенович | Лурье, Ольга Михайловна | Фролов, Александр Сергеевич

Рассматривается вопрос применения вихревых расходомеров с различным исполнением тела обтекания (ТО) в условиях эксплуатации на технологических линиях целлюлозно-бумажного производства. Показано, что при использовании в вихревых расходомерах различных ТО возникает погрешность в рабочем диапазоне скоростей (расходов). Наблюдаемая погрешность возникает вследствие изменения числа Струхаля (Sh) и связана с методом измерения. В данном случае число Струхаля начинает зависеть не только от используемого ТО как генератора вихрей, но и от скорости набегающего потока и концентрации волокнистой суспензии. В качестве основного сравнительного фактора для исследуемых ТО было взято силовое воздействие на чувствительный элемент (гибкий электрод), располагающийся внутри ТО. Исследование было проведено в несколько этапов с применением численного моделирования и метода планирования эксперимента. По результатам численного исследования представлена зависимость числа Струхаля (Sh) от скорости потока (V) и концентрации суспензии (c). В сравнительном анализе по отклонению числа Струхаля от средних значений выявлено, что ТО №1 оказывает минимальное влияние концентрации суспензии в рабочем диапазоне скоростей потока (±0.5%). Такое обстоятельство позволяет поверять и испытывать расходомеры с такими ТО на обычных проливных установках. Проведенный анализ ТО по отношению сигнал/шум показывает, что наиболее чистый сигнал вырабатывается цилиндрическим ТО (ТО №3), а ТО №2 и №1 имеют заметно большие шумы. Полученные различия объясняются отсутствием на поверхности цилиндрического ТО лишних выступов, граней, что приводит к более плавному обтеканию его поверхности потоком суспензии, а также к снижению внутренних паразитных шумов. | The question of the use of vortex flowmeters with different versions of the flow body (TO) under operating conditions on the technological lines of pulp and paper production is considered. It is shown that when using different TO in vortex flowmeters, an error occurs in the working range of speeds (flow rates). The observed error arises due to a change in the Strouhal number (Sh) and is associated with the measurement method. In this case, the Strouhal number begins to depend not only on the TO used as a vortex generator, but also on the flow velocity and the concentration of the fibrous suspension. As the main comparative factor for the investigated TOs, the force action on the sensitive element (flexible electrode) located inside the TO was taken. The study was carried out in several stages using numerical modeling and experimental design method. According to the results of a numerical study, the dependence of the Strouhal number (Sh) on the flow rate (V) and the concentration of the suspension (c) is presented. In a comparative analysis of the deviation of the Strouhal number from the average values, it was revealed that MOT No. 1 has a minimal effect on the concentration of the suspension in the working range of flow rates (± 0.5%). This circumstance makes it possible to verify and test flow meters with such maintenance in conventional pouring installations. The analysis of the maintenance with respect to the signal-to-noise ratio shows that the purest signal is generated by the cylindrical maintenance (maintenance No. 3), and maintenance No. 2 and No. 1 have noticeably large noise. The differences are explained by the absence on the surface of a cylindrical TO of extra protrusions, faces, which leads to a smoother flow of a suspension around its surface, as well as to a decrease in internal spurious noise.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Юнин, В.А.

Технология заготовки сена в рулонах получила широкое применение по всей России, но в регионах Северо-Запада - характерных повышенным увлажнением, получение высококачественного корма из трав затруднительно из-за частых кратковременных дождей, утреней росы. В данной работе рассматривается технология заготовки травяных кормов на сено с использованием оборудования для сушки рулонов сена активным вентилированием. Приведены исследования потерь питательных веществ в процессе сушки в полевых условиях и потери при неблагоприятной погоде.

Show more [+]

Less [-]

Marina Sokolova Publishings - Russian Federation

2019

Карманов

The results of theoretical modeling of lignin biosynthesis in the system of peroxidase-hydrogen peroxide-monolignol are presented. The process under study is presented as a sequence of enzymatic and chemical reactions occurring in an open system. The growth of the lignin molecule is due to successive stages of the formation of phenoxyl radicals of different generation numbers and acts of recombination of these radicals. The mathematical model of the process in the form of a system of 14 differential equations is proposed for the first time. For the numerical solution of the system, the eighth order Runge-Kutta-Fehlberg method with an automatic integration step was applied. The results of numerical integration are presented, which indicate a significant dependence of the process dynamics on the initial conditions. Various modes of the process, including oscillatory modes, are found. Features of the system dynamics are due to the choice of the initial concentration of monolignol, hydrogen peroxide and the enzyme, as well as the nonlinearity of differential equations and the presence of feedbacks. The results of numerical experiments within the framework of the first proposed mathematical concept on dehydropolymerization of monolignols allow us to give a theoretical justification of the phenomena that are currently treated as the processes of dynamic self-organization in the biosynthesis of this polymer. | Приведены результаты теоретического моделирования биосинтеза лигнина в системе пероксидаза – пероксид водорода – монолигнол. Исследуемый процесс представлен как последовательность ферментативных и химических реакций, протекающих в открытой системе, при которой рост молекулы лигнина включает стадии образования феноксильных радикалов разного номера поколения и последовательных актов рекомбинации этих радикалов. Впервые предложена математическая модель процесса в виде системы из 14 дифференциальных уравнений. Для численного решения системы применялся метод Рунге-Кутты-Фельберга восьмого порядка с автоматическим выбором шага интегрирования. Приведены результаты численного интегрирования, которые свидетельствуют о существенной зависимости динамики процесса от начальных условий. Обнаружены различные режимы процесса, в том числе колебательные режимы. Особенности динамики системы обусловлены выбором начальной концентрации монолигнола, пероксида водорода и фермента, а также нелинейностью дифференциальных уравнений и наличием обратных связей. Результаты численных экспериментов в рамках впервые предложенной концепции по математическому описанию процесса дегидрополимеризации монолигнолов позволяют дать теоретическое обоснование тех явлений, которые трактуются в настоящее время как динамическая самоорганизация при биосинтезе этого полимера и формировании изменчивой структуры лигнина.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation