Сборник материалов IV международной научно-практической конференции «Роль физико-математических наук в современном образовательном пространстве»

108
 
 
ара  қашықтық  табылады. 
1
v
  төбесіне  дейінгі  ара  қашықтық  ең  аз  болатын  төбені  таңдаймыз,  айталық  бұл 
i
v
 
төбесі  болсын.  Бұдан  соң,  1
v
  төбесінен  бастап  i
v
  төбесі  арқылы  өтетін  жол  бойынан 
i
v
  төбесімен  сыбайлас 
болатын  әрбір  төбеге  дейінгі  қашықтықты  табамыз.  Егер  бұл  қашықтық  ағымдағы  төбелердің  әрқайсысына 
тағайындалған  ара  қашықтықтан  аз  болса,  онда  олармен  ағымдағы  ара  қашықтықты  алмастырамыз.  Қайтадан 
алдыңғы таңдалған төбеден басқа 
1
v
 төбесіне жақын төбені таңдап, процесті қайталап жүргіземіз.  
Дейкстра (1) алгоритмі  
Алгоритм  салмағы  берілген  графтар  үшін 
1
v
  төбесінен 
п
v
  төбесіне  дейінгі  ең  қысқа  ара  қашықтықты 
анықтайды. Әрбір төбеге 


0
,

 реттелген парын сәйкестікке қоямыз. 


r
i
v
m
v
,
 төбесінің бірінші координатасы 
1
v
  төбесінен 
i
v
  төбесіне  дейінгі  тағайындалған  ара  қашықтықты,  ал  екінші  координата 
1
v
  төбесінен 
i
v
 
төбесіне дейінгі жолдың алдыңғы төбесін білдіреді.  
(1) 


0
,
1

v
  төбесінен  бастау  керек,  оны 


0
,
0
1
v
  деп  өзгертіп,  тұрақты  ретінде  алу  керек.  Басқа 
төбелер бұл кезде уақытша болып қалады.  
(2)  k
v
  төбесіне  сыбайлас  болатын  әрбір 
j
v
  төбесі  үшін 


r
k
v
m
v
,
  төбесі  тұрақты  болған  кезде 
k
v
 
төбесінен 
j
v
 төбесіне дейінгі қашықтыққа 
т
 шамасын қосу керек. Егер алынған мән 
j
v
 төбесіне тағайындалған 
ағымдағы  қашықтықтан  аз  болса,  онда  ағымдағы  қашақтықты  осы  қосындымен  алмастыру  керек  және  екінші 
координатаны 
k
v
 төбесі деп өзгерту қажет. 
(3)  Уақытша  төбелерге  жазылған  қашықтықтардың  ішінен  ең  аз  (минимум)  мәнді  табу  керек.  Осындай 
қашықтықтағы төбелердің біріншісін тұрақты ретінде алу керек. 
(4) Егер 
п
v
 - тұрақты төбе болмаса, онда (2) пунктке қайта оралу керек. 
(5) Егер 
п
v
 - тұрақты төбе болса, онда 
п
v
 төбесіне тағайындалған қашықтық 
1
v
 төбесінен 
п
v
 төбесіне 
дейінгі ең қысқа ара қашықтық болып табылады. 
(6)  Жолды  табу  үшін 
п
v
  төбесінен  бастау  керек,  жолдың  алдыңғы  төбесін  (екінші  координата)  табу 
керек.  Жолдың  әрбір 
j
v
  төбесі  үшін  оның  алдында  тұрған  жол  төбесін 
1
v
  төбесіне  жеткеше  табу  керек. 
Керісінше реттегі төбелерді алмастыру ең қысқа жолды береді. [2,3] 
Мысал.  1-суретте  келтірілген  салмақты  графтың  А  төбесінен  Ғ  төбесіне  дейінгі  ең  қысқа  ара  қашықтықты  табу 
керек. 
 
1-сурет 
Шешуі. Әрбір төбеге 


0
,

 реттелген парын сәйкестікке қоямыз да, берілген  графты  
2-суретте көрсетілгендей түрге келтіреміз.  
 
2-сурет 
 
А  төбесінен  басқа  төбелерге  дейінгі  жолды  тұрғызу  керек.  Реттелген  пардың  бірінші  компоненті  төбеге  жеткен 
уақыттағы ең қысқа жолдың ұзындығын көрсетеді, ал екінші компонент қысқа жолдың алдыңғы төбесін көрсетеді. 
Жол табылғанша бірінші компонент құрамында  

, ал екіншіде 0 болады. Тұрақты болған төбе қою шрифтімен 
бөлініп белгіленіп тұрады. Алгоритмнің 1 қадамын орындап, 3-суретте көрсетілгендей граф аламыз. 

109
 
 
 
3-сурет 
 
В  және  С  төбелері  А  төбесімен  сыбайлас  болғандықтан,  2  қадамды  орындаймыз  және  В  төбесінің  реттелген 
парына (5, А)  мәнін  береміз,  ал,  С төбесінің реттелген  парына (6, А)  мәнін  тағайындаймыз. (Шындығында, төбе 
координаталары  жаңа  ара  қашықтық  бұрынғы  ара  қашықтықтан  аз  болғанда  ғана  өзгертіледі,  бірақ  В  және  С 
төбелеріне дейінгі бұрынғы ара қашықтық ∞-ке тең, берілген жағдайда бұл маңызды емес.) 3 қадамды орындап, 
уақытша  тағайындалған  мәндердің  ішінен  ең  кішісін  таңдаймыз.  Бұл  жағдайда  А  төбесіне  дейінгі  бұл  ара 
қашықтық  5-ке  тең,  осы  В(5,  А)  төбесін  тұрақты  етіп  аламыз.  Сонда  берілген  граф  4-суретте  көрсетілгендей 
болады. 
 
4-сурет 
 
2 қадамға қайтып келіп, В төбесімен сыбайлас болатын С, D, E, F уақытша төбелерін қарастырамыз. Әрбір 
жағдайда  да  В төбесінен  берілген  төбеге  дейінгі  қашықтыққа А  төбесінен  В  төбесіне  дейінгі  қашықтықты  қосып 
отырамыз.  Сонда,  С  төбесі  үшін  бұл  5+3=8  болады,  сол  сияқты  D  төбесі  үшін  5+7=12,  E  төбесі  үшін  5+2=7,  F 
төбесі үшін 5+10=15 болады. С төбесіне дейінгі соңғы алынған 8-ге тең ара қашықтық бұл төбеге тағайындалған 
бұрынғы  6-ға  тең  ара  қашықтықтан  кіші  (аз)  болмағандықтан  С  төбесінің  С(6,  А)  реттелген  парын  бұрынғыша 
өзгеріссіз  қалдырамыз.  Соңғы  алынған  D,  E,  F  төбелеріне  дейінгі  ара  қашықтық  бұл  төбелерге  тағайындалған 
бұрынғы  ара  қашықтықтардан  кіші  болғандықтан,  оларға  В  төбесінен  шығатын  жол  арқылы  алынған  мәндерді 
береміз,  яғни  оларды  D(12,  В),  E(7,  В),  F(15,  В)  мәндерімен  алмастырамыз.  3  қадамды  орындап,  уақытша 
төбелерге берілген ара қашықтықтардың ішінен ең кішісін табамыз, сондықтан min{6, 12, 15, 7}=6 мәнін аламыз. 
С  төбесінің  ара  қашықтығы  осы  6  болғандықтан,  енді  осы  С(6,  А)  төбесін  тұрақты  етіп  аламыз.  Нәтижесінде 
берілген граф 5-суретте көрсетілгендей болады. 
 
5-сурет 
Енді жаңа тұрақты С төбесін алып, 2 қадамды орындағанда, төбелердің реттелген парларында өзгерістер 
болмайды,  себебі  соңғы  алынған  ара  қашықтықтар  алдыңғы  берілген  ара  қашықтықтардан  кіші  емес  (С(6,  А) 
тұрақты төбесімен сыбайлас болатын төбе Е төбесі, С төбесінен Е төбесіне дейінгі қашықтыққа 6 саны қосылады, 
яғни, Е төбесі үшін 6+7=13, Е(13, С) болады, бұл мән бұрынғы тағайындалған Е(7, В) мәнінен кіші емес, ендеше 
бұрынғы E(7, В) мәні өзгеріссіз қалады), төбелер мына түрде болады: D(12, В), E(7, В), F(15, В).    
3  қадамды  орындап,  уақытша  төбелерге  берілген  ара  қашықтықтардың  ішінен  ең  кішісін  табамыз, 
сондықтан  min{12,  15,  7}=7  мәнін  аламыз.  Е  төбесінің  ара  қашықтығы  осы  7  болғандықтан,  енді  осы  Е(7,  В) 
төбесін тұрақты етіп аламыз. Граф төбелеріне сәйкесті реттелген парлар 6-суретте келтірілген.  

110
 
 
 
6-сурет 
 
Е төбесін тұрақты етіп алып, 2 қадамды орындаймыз. Ғ төбесінің реттелген пары бұрын F(15, В) болатын, 
енді ара қашықтықты Е төбесі арқылы тапсақ Ғ төбесінің бірінші координатасы 7+4=11 болады, яғни F(11, Е). 3 
қадам бойынша min{15, 11}=11 болады, ендеше F(11, Е) төбесін тұрақты етіп аламыз. Бұл өзгерістен кейінгі граф 
кескіні 7-суретте берілген.  
 
7-сурет 
Ғ  төбесі  тұрақты  болған  соң  процесс  аяқталады,  яғни  11  -  А  төбесінен  Ғ  төбесіне  дейінгі  ең  қысқа  ара 
қашықтық  болып  табылады.  Ең  қысқа  жолды  табу  үшін  Ғ  төбесінің  алдында  орналасқан  төбе  Е,  Е  төбесінің 
алдындағы төбе В, ал В төбесінің алдында орналасқан А төбесі екендігін ескереміз. Сондықтан ең қысқа жол АВЕҒ 
болады. 
 
Әдебиеттер тізімі 
1. Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики.-М.,1992. 
2. Джеймс А.Андерсон. Дискретная математика и комбинаторика.-Москва-Санкт-Петербург-Киев, 2004. 
3. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов.-Санкт-Петербург, 2002.  
 
 
 
 

111
 
 
СЕКЦИЯ 2. 
 
ҚАЗІРГІ БІЛІМ БЕРУ КЕҢІСТІГІНДЕГІ ФИЗИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМНЫҢ ДАМУ 
 
РАЗВИТИЕ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ 
 
DEVELOPMENT OF PHYSICAL SCIENCES IN CONTEMPORARY EDUCATIONAL ENVIRONMENT 
 
УДК 004.94 
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИСТЕМ 
МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ  
 
Б.А. Жаутиков
1
, А.А. Айкеева
2
, А.М. Айдарханов
3
,  
Ф.Б. Жаутиков
2
, П.А. Мухтарова
2
 
 
Атырауский государственный университет имени Х. Досмухамедова
1
, 
г. Атырау, e-mail: 
bakhyt.zhautikov@atgu.kz
 
Карагандинский государственный университет имени академика Е.А. Букетова
2
,  
г. Караганда, e-mail: aikeeva@mail.ru 
Рудненский индустриальный институт
3
, г. Рудный, 
e-mail: aidarkhanov@rambler.ru> 
 
В настоящее время наряду с построением аналитических моделей большое внимание уделяется задачам 
оценки характеристик больших систем на основе имитационных моделей, реализованных на современных ЭВМ с 
высоким  быстродействием  и  большим  объемом  оперативной  памяти.  Причем  ориентация  на  персональные ЭВМ 
для  реализации  экспериментов  с  имитационными  моделями  больших  систем  позволяет  проводить  не  только 
анализ их характеристик, но и решать задачи структурного, алгоритмического и параметрического синтеза таких 
систем при заданных критериях оценки эффективности и ограничениях, в отличие от метода прямой аналогии и 
метода электрического моделирования [1]. 
Имитационное моделирование сложных систем часто является единственным практически реализуемым 
методом  исследования  процесса  функционирования  таких  систем  на  этапе  их  проектирования.  Для  полного 
анализа  характеристик  процесса  функционирования  систем  приходится  многократно  воспроизводить 
имитационный эксперимент, варьируя  исходные  данные задачи. То есть можно получить полное, а не частное 
решение поставленной задачи исследования. 
Одним  из  самых  распространенных  программных  комплексов  сегодня  является  пакет  прикладных 
программ ANSYS, использующий метод конечных элементов.  Метод конечных элементов ANSYS широко известен 
и пользуется популярностью среди инженеров-исследователей, занимающихся вопросами, не только динамики и 
прочности, но исследованиями электромагнитного поля [2]. 
При  расчете  этим  методом  строится  сеть  конечных  элементов:  пространство,  занимаемое  полем, 
разбивается с помощью прямых и кривых линий при двумерной задаче, а также с помощью плоских или кривых 
поверхностей  при  трехмерной  задаче,  на отдельные части,  имеющие  достаточно  малые,  но конечные  размеры. 
Эти  части  называются  конечными  элементами.  При  решении  двумерной  задачи  конечные  элементы чаше  всего 
имеют  форму  треугольников  или  прямоугольников,  а  при  трехмерной  —  форму  параллелепипедов  тетраэдров, 
все боковые поверхности которых представляют собой треугольники. 
В  нашей  работе  был  проведен  2-D  статический  магнитный  анализ.  В  статическом  магнитном  анализе 
можно  моделировать  насыщаемые  и  не  насыщаемые  магнитные  материалы,  а  также  постоянные  магниты. 
Статический  магнитный  анализ  был  проведен  в  пять  этапов:  создание  физической  окружающей  среды; 
построение модели и назначение физических атрибутов для каждого области; применение граничных условий и 
нагрузки (возбуждения); получение решения; просмотр результатов. 
Для моделирования электромагнитной системы мы использовали элемент PLANE233, который является 2-
D  элементом  для  моделирования  плоских  или  осесимметричных  электромагнитных  полей.  Элемент состоит  из 8 
или  6  узлов  и  имеет  до  2  степеней  свободы  на  узел.  Элемент  также  имеет  возможность  выполнять 
электромагнитный анализ с интегрированным по времени электрическим потенциалом (напряжением) в качестве 
степени  свободы.  В  электромагнитном  анализе  электрическая  степень  свободы  это  электрический  потенциал 
(напряжение), определенный в каждом узле. Многожильная катушка может управляться напряжением или током, 
а также схемой питания. Элемент PLANE233 имеет нелинейный магнитный потенциал для моделирования кривых 
B-H или кривых размагничивания постоянных магнитов для статических и переходных по времени анализов.  
Целью  работы  является  определить  взаимодействия  электромагнита  и  постоянного  магнита.  Для  этого 
изменяется  параметры  электромагнита  и  постоянного  магнита.  В  результате  расчета  получены  магнитная 
индукции  B,  напряженность  магнитного  поля  H  и  сила  Лоренца  F.  Расчеты  проводились  для  различных 
параметров электромагнита и постоянного магнита. Изменяя один параметр, остальные оставались неизменными. 

112
 
 
Модель  системы  электромагнит  -постоянный  магнит  и  полученные  линии  электромагнитного  поля  показан  на 
рисунке 1.  
 
 
Рисунок 1. Результаты расчетов модели системы электромагнит - постоянный магнит 
 
В  результате  расчета  также  получены  значения  векторного  магнитного  потенциала  AZ  (в  двумерном 
анализе предполагается, что векторный магнитный потенциал имеет одни лишь составляющую- по оси Z, то есть 
в  направлении,  перпендикулярным  рассматриваемой  области).  Математический  ротор  векторного  потенциала 
электромагнитного поля равен магнитной индукции.   
По результатам были построены зависимости магнитной индукции и напряженности магнитного поля от 
переменного (изменяемого) параметра электромагнита и постоянного магнита для дальнейшего анализа свойств 
электромагнита  и  влияния  его  параметров  на  магнитное  поле.  Функции  зависимостей  параметров 
электромагнитного поля от изменения параметров постоянного магнита показаны на рисунке 2. 
 
 
 
Рисунок 2. Зависимости параметров электромагнитного поля от изменения параметров  постоянного 
магнита 
 
При  изменении  магнитной  индукции  постоянного  магнита,  его  длины,  коэрцитивной  силы  параметры 
магнитного  поля  увеличиваются,  а  при  изменении  магнитной  проницаемости  свободного  пространства 
уменьшаются. 
Данные результаты необходимы для дальнейших исследований электромагнитных установок [3]. В ходе 
исследования изучен метод конечных элементов для решения электромагнитных задач, разработаны алгоритмы 
определения  механизма  электромагнитного  взаимодействия  структурных  составляющих  электромагнитной 
системы в среде программы ANSYS. 
На  основании  проведенных  исследований  были  получены  следующие  новые  научно-обоснованные 
теоретические  результаты:  функциональные  зависимости  параметров  электромагнитного  поля  от  изменения 
параметров постоянного магнита. 
Данная  статья  написана  на  основании  результатов  исследований,  выполняемых  в  рамках  грантового 
финансирования  МОН  РК  по  подприоритету  «Технологии  разработки  полезных  ископаемых»,  по  теме 
«Обоснование и разработка энергосберегающей технологии выемки горной массы  
путем создания электромагнитной подъемной установки». 

113
 
 
Список литературы 
1.  Алиевский  Б.Л.,  Октябрьский  A.M.,  Орлов  В.  Л.  Расчет  параметров  магнитных  полей  осесимметричных 
катушек: Справочник. — М.: Изд-во МАИ, 1999. 
2.  Руководство по использованию пакета прикладных программ 
ANSYS.
 
3.  Meeker 
D. 
Finite 
Element 
Method 
Magnetics. 
User's 
Manual. 
Version 
4.0; 
June 
17, 
2004 
(dmeeker@ieee.orgиhttp://femm.foster-miller.com). 
 
УДК  53    ББК 22.3 я73   С 95 
12-ЖЫЛДЫҚҚА  КӨШУ ЖАҒДАЙЫНДА ОҚУШЫЛАРҒА ФИЗИКА ПӘНІН 
 ОҚЫТУДАҒЫ БЕЙІНДІК ЖӘНЕ ТАНДАУ КУРСЫНЫҢ РОЛІ 
 
п.ғ.к., доцентСырбаева  Ш.Ж., Абилова Г.Ж.I-санатты физика пән мұғалімі 
Х. Досмұхамедов  атындағы  Атырау  мемлекеттік  университеті, 
№24 орта мектепАтырау қаласы 
 
Аннотация 
В данной статье обоснованы значение и роль выбора дисциплины физики при перехода учащихся  к 12-
летней форме обучения. 
Abstract 
“12-th anniversary on the way to move to the status of students the subject of physics worship on to teach, and 
to choose the direction the role of the course" reported.
 
12 жылдық білім беру жүйесіндегі басты артышылық – баланың тек қана білім алып қана қоймай, бейімі 
мен  икемділігіне,  таңдайтын  мамандығына  қарай  алғашқы  кәсіби  бағдар  алып  шығуы.  Жеке  тұлғаны  бейіндеп 
оқыту  –  бүгінгі  күн  талабы.  Бұл  бейіндік  оқыту  оқушыларға  жалпы  және  кәсіби  білім  берудің  сабақтастығын 
қамтамасыз ету. Сонымен қатар оқушылардың өздерінің танымдық қызығушылықтарына, қабілеттілігіне, оқудағы 
жеткен  жетістіктеріне  және  кәсіби  ниеттеріне  байланысты  олардың  оқыту  бағдарын  еркінше  таңдап  алуға 
негізделген білім. Бүгінгі күні білім алушылар өз мүмкіндіктерін толық көрсете  білуі ақпаратты өз бетінше таба, 
талдай  қолдана  білуі  және  ерте  кәсіби  айқындалуы  маңызды  болып  отыр.  Ол  тек  қана  мектептің  жоғарғы 
сатысында  жүзеге  асады.  Ендеше  бүгінгі  таңда  ұстаздың  алдында  тұрған  міндет:  табысты  және  тиімді  әрекетке 
дайын,  өзінің  іс  әрекетімен  өмір  сүріп отырған  қоғам  үшін  жауапкершілігін  түсінуге,  қоғамдағы  әлеуметтік  ролін 
сезінетін тұлғаны қалыптастыру. Осы бағытта жаратылыстану – математика бағытындағы 10 сынып оқушыларына 
арналған  «Физика  тұрмыста»  атты»  бейіндік    курсының  бағдарламасын  ұсынамын.  Бағдарламаның  негізгі 
мазмұнынқоршаған  ортаның  жалпы  сипаттамасы,  заттардың  құрылымы  туралы  мәліметтер  табиғаттың  түрлі 
құбылыстары (механикалық, жылулық, электр, жарық) физикалық заңдардың практикада қолданылу мысалдары 
адам  өміріндегі  күнделіктегі  тұрмыстағы  орындары  жайлы  мәліметтер  құрайды.  Бағдарлама  оқушылардың 
зерттеушілік  қабілетін  дамытуға,  байқаулар  жүргізу  мен  шығармашылық  тапсырмалар  орындау  біліктерін 
қалыптастыруға  бағытталған.  Бағдарламада  материалдық  оқыту  сабақтастық  биология,  химия,  техника, 
медицина,  астрономия  пәнаралық  байланыстар  ескерілген.  Осының  нетижесінде  оқушылардың  политехникалық 
білімдерінің негізі қаланады. 
 
Курс мақсаты:  Физика ғылымының қазіргі қоғам өміріндегі және адамзат мәдениет дамытудағы ролі мен 
мәнін,  өміршеңдігін  көрсете  отырып,  оқушыларды  болашақ  кәсіпті  таңдап  алуға  дайындау  немесе      кәсіптікке 
бағдарлау.  
 
Курс  міндеті:  Физикалық  заңдар  мен  теориялардың  күнделікті  өмірде  басқа  да  ғылым  салаларын 
(биология,  астрономия,  медицина,  химия)  дамытуда  кеңінен  қолданыс  тапқанына  оқушының  көзін 
жеткізу.Оқушылардың    шығармашылық  қабілеттіліктерін  дамыту,  білім  алуға  ынталандыру,  ғылыми 
көзқарастарын қалыптастыру; Әр түрлі ғылым салаларындағы ашылып өндірісте, өмірде қолданыс тауып жатқан 
жаңа технологиялардың физика заңдарына негізделіп жұмыс жасайтынын түсіндіру.  
 
 
 
Курс  мазмұны:  Курс  бойынша  орта  мектеп  оқушылардың  физика  заңдарының  өндірісте,  тұрмыста 
ғылымның түрлі салаларында мамандық таңдауына бағыт – бағдар береді. Курс сабақ кестесіне енгізілген, уақыт 
қоры  34  сағатқа  құрылған.  Курсқа  келесе    тақырыптар    енгізілген:
Кіріспе.  І.  Физикалық  шамалар(3  сағ.),  ІІ. 
Механиканың физикалық негіздері(6 сағ.),  ІІІ. Сұйықтар мен газдардың бір – біріне айналуы (9 сағ.),  IV. Физика 
мен медицина(15 сағ.), Қорытынды(1 сағ.).
 
 
Физика тұрмыста  атты   бейіндік  курсының бағдарламасы (34 саг.) 
№ 
Сабақтың тақырыбы 
Сағат саны 
Өтетін 
уақыты 
 
 
1 
 
2 
 
І. Кіріспе 
І. Физикалық шамалар 
Физикалық  шама.  Шамаларды  өлшеу  (тікелей  және  жанама)  ықшамдап 
(стандартты) жазу. 
Физикалық  құралдар  (термометр,  секундомер,  таразы,  танометр  т.б.) 
өлшеу дәлдігі, қателігін есептеу 
1 
 
1 
 
1 
 
 

114
 
 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
ІІ. Механиканың физикалық негіздері. 
Куштер. Бұлшық ет пен сүйекке әсер ететін күштер.  
Ньютон заңдарынын қолданылуы 
Ньютон заңдарына  есептер шығару  
Архимед күшінің тұрмыста қолданысы 
Есептер шығару 
Жай механизмдер. Рычагтардың қолданылуы 
ІІІ. Сұйықтар мен газдардың бір – біріне айналуы 
 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
 
 
 
1 
2 
 
3 
 
4 
 
5 
6 
7 
8 
9 
Булану. Сублимация, десублимация  
Эксперимент « Мектеп кітапхана бөлмесінің ауа ылғалдылығын анықтау »  
Табиғаттағы, тұрмыстағы  булану және конденсация процестері 
Эксперимент «Сұйықтың меншікті булану жылуын анықтау» 
Капиллярлық құбылыстар.Олардың табиғаттағы маңызы 
Қан қысымын өлшеу 
 Практикалық жұмыс: Қан қысымын өлшеу әдістері 
Энергетиканың дамуындағы жылу қозғалтқыштарының ролі 
Жылу машиналары және табиғатты қорғау. Жылу машиналарының ПӘК-ін 
есептеу. 
1 
1 
 
1 
 
1 
 
1 
1 
1 
1 
1 
 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
 
15 
16 
IV. Физика мен медицина 
ХХІ ғасырдағы медицина жетістіктері 
Лазерлік  сәуленің  қолданылуы 
Механикалық тербелістердің адам ағзасына әсері 
Ренген сәулесі  
Инфрақызыл, ультракүлгін сәуленің медицинадағы ролі 
Радиоактивті сәулелердің тірі ағзаға әсері 
Организмді сәулеленуден сақтау 
Магнит өрісін емдеуге қолдану 
Көз –оптикалық жүйе 
Томография  
Медицинадағы изотоптар 
Адам тіршілігі және табиғи орта 
Емханаға саяхат 
Практикалық 
сабақ                                
(пікір талас, дөңгелек үстел) ұйымдастыру 
Қорытынды сынақ  
Қорытынды  
 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
 
1 
1 
 
 
 
34 
 
Осы курста оқушылардың өз бетімен жұмысы, шығармашылық жұмыс, эксперимент есептер шығарылады. 
Осы  бағытта  лазерлік  сәуленің  қолданылуы  сабағын  айтуыма  болады.  Ол  дәріс  сабағы  түрінде  өтті.  Лазердің 
құрлысы,  түрлері,  олардың  қолданылуы  қарастырылды.  Бұл  сабақты  дәріс  түрінде  өткізудегі  мақсатым  лазерлік 
сәулелердің  қолданысы  туралы  білімдерін  жетілдіре  отырып,  шығармашылық  қабілеттерін  шыңдау.  Жалпы 
оқушылар  лазердің  медицина  саласында    қолданысын  заман  талабына  қарай  көріп,  білгенімен  олар  жөнінде 
толық  мағлұматтар  білмейді.  Компьютер  тышқандарында  (қызыл  және  жасыл  сәуле  шығаратын)DVD  -    CD 
ойнатқыштарын  және  дисктеріндеГазды лазердің өзі  гелий  –  неондық,  аргондық,  азоттық  түрлері бар. Олардың 
қолданылуыда  әртүрлі:  гелий  –  неондық:  Интерферометрия,  голография,  спектроскопия,  штрих  –  кодты  оқуда, 
оптикалық құбылыстардың демонстрациясында. Аргондық: Көздің торлы қабығын емдеуде, литографияда, басқа 
лазерді толтыру жүйесінде. Азоттық:Атмосфераның ластануын зерттеуде; металды кесу, жапсыру, дәнекерлеуде; 
медицинада-  хирургия жөнінде  айтылып,  оқушылар  лазер  туралы  пікірлерін  ортаға салып,  өз  ойларын  жүйелей 
білді.  Лазердің  қолданысының  кең  салада,  өмірде  тұрмыста  қолданысын  айтты.    Сонымен  қатар  Радиоактивті 
сәулелердің тірі ағзаға әсері тақырыбы семинар сабағы түрінде өтілді. Оқушыларға  тапсырмалар берілді. Бұнда 
оқушылар  9  сыныпта  алған  мағлұматтарын  білімдерін  биология  пәнімен  байланыстыра  отырып  ізденеді.  Бұдан 
оқушының  өз  бетімен  ізденіс  жұмысының  нәтижесін  көруге  болады.  Бұл  курстан  күтілетін  нәтижелер 
Оқушылардың  өмірлік  ұстанымдары  нақтыланады,  білім  сапасы  артады.  Курс  бағдарламасы  бойынша  алған 
білімдері  олардың  өзіндік  ізденушіліктерін  оята  отырып,  жобаны  қорғай  білуге  бағыттайды.  Оқушылар  жеке 
ғылымды меңгеруге бағдарланады. Тұлғаны өмірге даярлай отырып, даралай оқытудың маңыздылығын арттыруға 
қол жеткізіледі.   Қорыта айтқанда, 
-
Физика пәнінен меңгерген білім, іскерлік дағдыларын басқа пәндерден алған 
білімдерімен ұштастыра біледі; 
-Білімді  жетілтірудің  жеке  траекториясы  бойынша  мақсатты  оқытуға  баулу 
жүйеленеді; 
-Физикалық  құбылыстар  мен  заңдылықтардың  медицинада  қолдана  білуін  түсіндіре  алады;-
Мамандық таңдау мүмкіншілігін арттырады; 
-Жоғарғы 
оқу 
орындарына 
сапалы 
даярлау 
мүмкіндігі 

115
 
 
туындайды. Сондықтан бейіндік және таңдау курстарының 12 жылдыққа көшу жағдайында болашақтағы  ролі зор 
деп есептейміз.  
 
Әдебиеттер тізімі 
1.  Қазақстан Республикасы білім беруді дамытудың 2011-2020 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы 
2.  В.Радионов «Жаратылстану және техника» Знание баспасы, 1989ж.
 
3.   Юная техническая энцеклопедия, «Педагогика» баспасы, 1989ж. 
 
 
ӘОК 373(075.3:)  
ТОКТАР РЕЗОНАНСЫН ЗЕРТТЕУ 
(виртуалды зертханалық жұмыс) 
 
Абыканова Б.Т.- доцент, Бекова Г.Т.- аға оқытушы, 
Жұмабаева А., Ибатоллина А. – 4 курс студенттері 
 
Х.Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті 
 
Жұмыстың  мақсаты
:  параллель    LC  тізбегі  үшін  токтар  резонансын  виртуальды  эксперимент  арқылы 
зерттеу. 
Теориядан  қысқаша  мағлұмат:
  Токтар  резонансы  тербелістер  көзінен  және  параллель  тербелмелі 
контурдан  тұратын  айнымалы  ток  тізбектерінде  пайда  болады.  Токтар  резонансы  кезінде  параллель  контур 
элементтері  арқылы токтардың артуы байқалады, сонымен қатар, қорек көзінен ток тұтынылмайды. Параллель 
қосылған конденсатор мен катушка индуктивтілігінен тұратын параллель тербелмелі контурды қарастырайық. Бұл 
контур  ЭҚК-і    Е=
sinωt    айнымалы  кернеу  генераторына  қосылған.  Сұлбаны  суретте  бейнеленген  тізбекте  әрі 
активті  кедергі,  әрі  реактивті  кедергі  болады.  Токтар  резонансы  пайда  болу  үшін  контурдағы  конденсатор  мен 
катушка индуктивтілігінің реактивті кедергілері тең болуы керек [4]. 
 
 
Сонымен  бірге,  контур  тармақтары  бойымен  өтетін  токтар  шамасы  бойынша    нөлге  тең  болады. 
Тербелмелі  контур  кедергісі  тербелістер  көзіне  қатысты  таза  белсенді  сипатта  болады  (не  сыйымдылық,  не 
индуктивті  құраушысы  байқалмайтын  болады).  Ал  бұл,  I  ток  пен  U  кернеу  арасындағы  фазалық  ығысу 
болмайтынын білдіреді. Сол уақытта, ток   индуктивтілік арқылы Е кернеуден π/2 шамасына озып отырады. Бұл 
=
=0 болатын жағдайда. Ал токтар қосындысы I= 
=
=0. Бұл кірістегі кедергінің шексіз үлкен болатынын 
білдіреді.  Бұл  жағдай  сол  жақтағы  векторлық  диаграммада  келтірілген.  Нақты  тізбек  үшін 
(
≠ 0жəне
≠0) 
фазалық  ығысу  π/2  шамасынан  төмен,  ал  ток 
≠ 0  болады.  Бұл  жағдайда,  векторлық  диаграмма  оң  жақтағы 
бейнеленген суреттегі түрге келеді [1]. 
Контур тармақтарында активті кедергі болған жағдайда, резонансты жиелік мынаған тең болады: 
′
=
ƿ
ƿ
 
Мұндағы 
= 1/√
-идеал    тербелмелі  контурдың  резонансты  жиілігі, 
ƿ
=L/С.    Келесі  жағдайларды 
қарастырайық: 
 

116
 
 
1.  Резонанс  құблысы
 жəне 
 
кедегілердің  екеуі  де 
ƿ
− дан   артық  немесе  кем  болғанда  байқалады.  Кері 
жағдайда, жалған жиілік алынады,  яғни резонанс құблысы орын алатын жиілік болмайды. 
2. 
=
≠
ƿ
  болғанда резонанс  жиілігі   
′
=
,  
яғни  тербелмелі  контурдағыдай мәнге тең болады. 
3.
=
=
ƿ
      жағдайында,  резонансты  жиілік 
′
=
  кез  келген  мәнді  қабылдайды,    ал  бұл  резонанстың  кез  – 
келген  жиілікте  байқалатынын  білдіреді.    Сәйкесінше,  ток  фазасы  бойынша  кез  –  келген  жиілікте  кернеумен 
сәйкес келеді,  ал ток мәнінің шамасы   
Е /(
ƿ
√2)-ге тең [2]. 
Резонанс кезінде конденсатордың электр қірісінде жинақталған энергия катушка индуктивтілігінің магнит өрісінің 
энергиясына  көшеді.  Одан  әрі,  индуктивтілік    сыйымдылық    энергиясын  қайтарады.  ЭҚК  көзі  контурдың  активті 
кедергісіндегі    жылу  энергия  шығындарын  компенсациялауы  керек.  Суретте  токтар  резонансының  сұлбалық 
графигі (I ток күшінің жиілікке  тәуелділігі )  келтірілген.  
 
Жұмыстың орындалу тәртібі.
Суретте электр тізбектерін  жинауға болатын өңдеу үстелінің интерфейсі 
келтірілген. Сұлбасы суретте келтірілген тізбекті жинаймыз 
 
 
Бұдан  тізбек  элементтері  алынады.    Мұндағы  Е(t)-  айнымалы  ток      көзі;    к-
«кедергі»    ұяшығынан  кілт;        с-сыйымдылық;    L-катушка  индуктивтілігі,  V-
айнымалы ток вольтметрі  
Курсорды электр  тізбегінің кез-келген элементіне  сілтеген  кезде сары нүктелер 
пайда болады.  
Одан  кейін  «параметрлерді  таңдау»        батырмасын  басып,  келесі  терезені  аламыз.  Бұл 
терезеде  элемент  параметрлеріне    мәндер  беруге  болады.  Берілген  жағдайда,  «ток  көзі» 
элементі  көрсетілген.  Жиілік  пен  кернеуге  де  мән  беруге  болатынын  көріп  отырмыз. 

117
 
 
Тізбектің  басқа  элементтері  үшін  де  осындай  жағдай  орындалады.    Айнымалы  ток  волтьметрлері  ретінде  
осциллографтарды    анализ  «құрал  саймандар  тақтасында  айнымалы  вольтметрлер  болмайды».  Айнымалы  ток 
айнымалы  кернеуге  пропорционал болатындықтан,    кернеу өзгерісі  бойынша тізбек бөлігіндегі   токтың  өзгерісін 
де  сипаттауға  болады.  Міне,  сондықтан  тізбекке  жаңа  R  резисторы    енгізілген.  Келесі  суретте,  өңдеу  үстелінде  
жасалған ақырғы тізбек сұлбасы келтірілген [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
А-А  қысқыштары  –  жоғары  синусоидаға,  В-В  –  қысқыштары    төменгі  синусоидаға  сәйкес  келеді.    Конденсатор 
қосылған  бөліктегі  ток    жанып,  токтан  артық  болатынын  көреміз.  Салыстыру  үшін  резонанстан  өзгеше  басқа 
осциллограммаларды келтірейік.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Жалпы  ток  конденсатор  арқылы  өтетін  токтан  артық  болатынын  байқау  қиын  емес.        Берілген 
батырманы  шертіп,  құралдарды,  әсіресе  осциллографты  қалай  пайдалану  керектігі  көрсетілген 
анықтаманы  алуға  болады.  Токтар  резонансын  зерттеу  мақсаты  тізбек  параметрлерін  резонанс 
байқалатындай  таңдау  [3].  Содан  кейін,  жиілік  мәндері  әр  түрлі  болғанда  синусоиданың 
амплитудалық  мәндерінің  көрсеткіштерін  алу  керек  (алдын  ала  тәжірибеде  резонансты  жиілікті 
есептеп алған дұрыс).  Мәліметтерді кестеге енгізу:  
1)С = 5мкф,        = 1 Гц,   
= 6,283 Гц,     = 50 В,    
= 45   
=
= 6,283 ∙ 5 ∙ 10
∙ 45 = 1,413 ∙ 10
 
2)  = 1,5 Гц,
= 9,245 Гц
 

118
 
 
=
= 9,245 ∙ 5 ∙ 10
∙ 45 = 2,080 ∙ 10
 
3)  = 2 Гц,
= 12,566  Гц
 
=
= 12,566 ∙ 5 ∙ 10
∙ 45 = 2,827 ∙ 10
 
4)  = 2,5 Гц,
= 15,708  Гц
 
=
= 15,708   ∙ 5 ∙ 10
∙ 45 = 3,534 ∙ 10
 
5)  = 3 Гц,
= 18,850  Гц
 
=
= 18,850 ∙ 5 ∙ 10
∙ 45 = 4,241 ∙ 10
 
 
 
 
2) 
=
=
45
9,245 ∙ 2 ∙ 10
= 2,43 ∙ 10
 
3) 
=
=
45
12,566 ∙ 2 ∙ 10
= 1,79 ∙ 10
 
4) 
=
=
45
15,708 ∙ 2 ∙ 10
= 1,43 ∙ 10
 
5) 
=
=
45
18,850 ∙ 2 ∙ 10
= 1,19 ∙ 10
 
 
, рад/с 
6,283 
9,245 
12,266 
15,708 
18,850 
 ×10
-3
,А 
1,413 
2,080 
2,827 
3,534 
4,241 
×10
4
, А 
3,58 
2,43 
1,79 
1,43 
1,19 
~
, ал   ~Е болатынын  білеміз.  Сондықтан  осциллограф  көмегімен  көрсеткіштерді  аламыз.  Одан  әрі 
  үшін 
I=
ʄ
( ) графигін тұрғызамыз (  үшін де тұрғызуға болады). Алынған график токтар резонансын бейнелеуі керек. 
Мысал үшін мынадай график тұрғызамыз [3]. 
 
      Бізде  активті  кедергі  екендігін  естен шығармауымыз  керек, сондықтан  алынған  қисық  идеал  түрінен  өзгеше 
болады.   
 
Әдебиеттер тізімі 
1. http:// www.softportal.com/software-12305-nachala-elektroniki.html  
2. Первая помощь 2.0. ЭОР нового поколения. DVD диск.  
3. Бутиков Е. И., Кондратьев А.С.Физика. Электродинамика. Оптика. М.: Физматлит,-2004. 352 с.  
4. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: - М.: Дрофа, 2003. – 416 с.  
 
 
УДК 534.321.9.004 
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ 
 
АкжигитовА.Ш., Кабекесова З.Ж. 
 
Атырауский институт нефти и газа, г. Атырау 
Атырауский государственный университет имени Х. Досмухамедова, г. Атырау. 
 
Ультразвук представляет собой механические периодические упругия колебания с частотами лежащими 
выше  верхного  предела  слышимости.  Распространение  упругих  колебаний  происходит  в  среде  обладающей 
упругими свойствами. Ультразвуковые колебания начинаются на верхней границе слышимого диапазона частот и 
простирается  до  10
10
  Гц.  Однако  для  технологических  целей  используется  только  часть  этого  обширного 
диапазона  частот,  от  16  до  1600  кГц.  Излучение  и  распространение  упругих  колебаний  в  различных  средах 
подчинаются  общим  законам  акустики.Колебания  источника  возбуждения,  называемого  преобразователем  или 
вибратором,  создают  в  окружающей  среде  упругие  напряжение,  эти  упругие  напряжение  в  свою  очередь 
возбуждают,  колебания  соседних  частиц  и  т.д.?    Среда,  в  которой  происходит  распространение  колебаний, 
поглощает части энергии колебаний, которая переходит в тепловую энергию, а также расходуется на изменение 

119
 
 
структуры  вещества.  Поэтому  энергия  и  интенсивность  колебаний  уменьшается  с  увеличением  расстояния  от 
источника колебаний. 
Основными  элементами  колебательной  системы  являются  источник  ультразвуковых  колебаний 
(преобразователь). В настоящее время основными источниками ультразвуковых колебаний являются два вида – 
механические и электрические. К первому относятся источники, преобразующие электрическую энергию одного 
вида в другой, ко второму относятся источники, преобразующие электрическую энергию в механические упругие 
колебания  соответствующей  частоты  при  помощи  различных  преобразователей:  электродинамических, 
пьезоэлектрических,   
магнитострикционных  и  др.  В  практике  наиболее  широкое  распространение  получили  магнитострикционные  и 
пьезоэлектрические преобразователи. [1] 
Магнитострикционные  преобразователи  являются  электромагнитным  прибором,  в котором  используется 
магнитострикционный  эффект,  то  есть  ферромагнитное  тело  (железо,  никель),  помещенное  в  магнитное  поле, 
меняет свои размеры. Деформация ферромагнитного тела может проявляться в укорочении или удлинении тела 
в  нагреваний  –  линейная  или  объемная  магнитострикция.  Магнитострикционные  преобразователи 
технологических установок изготовляют большей частью на частоты 18-30 кГц, невозможно создание их на более 
высокие частоты, до 90-100 кГц. 
Пьезоэлектрические  преобразователи  в  настоящее  время  находят  большое  применение  в 
технологических установках, предназначенных для интенсификации процессов, происходящих в жидких средах. 
Диапазон частот, в котором используются такие преобразователи от 40 до 1600 кГц. 
При  осуществлении  того  или  иного  технологического  процесса  в  обрабатываемом  изделии  обычно 
проявляются  несколько  эффектов,  и  наблюдаемое  действие  является  результатом  их  совместного  влияния.  В 
ультразвуковом  поле,  возбуждаемом  в  жидкой  и  газообразной,  среде  часто  происходит  процесс  кавитации. 
Кавитация  играет  важную  роль  в ультразвуковых  и  звуко-химических  процессах,  протекающих в  жидкой  среде, 
так  как  из-за  явления  кавитации  во  многих  случаях  приходится  ограничивать  интенсивность  ультразвуковых 
колебаний,  а  в  других  случаях  кавитация  ускоряет  протекание  ряда  физико-химических  процессов.  При 
возникновении  кавитации  в  жидкости  происходит  интенсивное  газовыделение,  проявляющееся  в  выделении 
мельчайших  пузырьков,  которые  под  действием  гидродинамических  потоков  объединяются  в  более  крупные  и 
поднимаются  на  поверхность жидкости.  При  частотах  10,  100, 1000  кГц  диаметр  пузырьков воздуха в  воде  при 
резонансе  равен  соответственно  0,66;  0,066;  0,0066мм.  Для  интенсификации  технологических  процессов  в 
жидких средах существенным является то обстоятельство, что интенсивность кавитационных явлений зависит от 
температуры  окружающей  среды,  давления,  свойств  жидкости  и  других  факторов.  Порог  возникновения 
кавитации увеличивается с возрастанием вязкости жидкости. [2] 
Поглощение  ультразвуковых  колебаний  является  следствием  того,  что  часть  энергии  поглощается  в 
необратимые  изменения  структуры  вещества  или  же  рассеивается  в  разных  направлениях.  Поглощение 
возникает  вследствие  трения  частиц,  оно  зависит  от  свойства  вещества  и  пропорционально  квадрату  частоты. 
Наибольшим поглощением обладают газы, затем жидкости, а потом твердые тела. Кроме кавитации происходят 
явления  коагуляции  и  диспергирования.  Явление  коагуляции  заключается  в  образовании  из  мелко 
диспергированных частиц (дыма, пыли, тумана и т.д.) в значительно более крупных частиц. Она возникает под 
действием  двух  вторичных  эффектов:  разделение  и гидродинамического  притяжения, связанных радиационным 
давлением.  Движение  частиц  при  наличии  между  ними  сил  притяжения  приводят  к  соударениям  частиц,  и  в 
результате  к  объединению  и  укрепнению  их.  Диспергирование  является  эффектом  противоположным 
коагуляции,  оно  заключается  в    мелком  дроблении  вещества  и  перемешивании  его  с  другими.  Например, 
диспергирование  с  помощью  ультразвуковых  колебаний  позволяет  получить  устойчивые  эмульсии.  Таким 
образом, было  доказано, что ультразвуковые  колебания являются весьма  эффектным фактором  воздействия  на 
вещество,  способным  изменять  скорость  растворения  и  кристаллизации,  значительно  ускорять  всевозможные 
реакции и процессы обработок. Установлено разрушающее действие ультразвука на нефтяные парафины. [3] 
Твердые компоненты нефти (парафин, смола, асфальтены) поглащают ультразвук значительно сильнее, 
в  результате  чего  нагревается  быстрее,чем  вся  нефть.  При  этом  наблюдаемое  повышение  растворимости 
парафинов  обусловлено  не  только  термическим  действием  ультразвука.  Наблюдение  под  микроскопом  за 
поведением  частиц  парафина  в  ультразвуковом  поле  показывает,  что  при    включении  ультразвукового 
генератора  друзы  парафина  вместе  с  нефтью  приходят  в  колебательное  движение.  Ускорение  растворения 
парафина  идет  за  счет  интенсификации  перемешивания  нефти  на  границе  с  парафином  и  действия  импульсов  
давления, которые как бы разбрызгивают частицы парафина. [4]  
В сильном ультразвуковом поле имеющиеся кристаллические сростки скопления испытывают на себе все 
последствия  кавитационных  процессов  и  в  результате  чего  со  временем  они  разрушаются.  Нагрев  нефти  в 
ультразвуковом  поле  продолжается  и  после  превращения  её  в  обычную  ньютоновскую  жидкость.  В  реальных 
конструкциях для облучения нефти не вся энергия ультразвуковой волны превращается во внутренного энергию 
жидкости. Часть энергии ультразвукового   поля превращается в энергию акустического шума, возникающего при 
кавитации,  а  некоторая  доля  энергии  поглощается  стенками  сосуда.  Кроме  того  часть  энергии  уходит  в 
окружающую  среду.  Вследствие  этих  и  некоторых    других  побочных  эффектов  коэффициент  превращения 
энергии ультразвукового поля в тепло значительно меньше единицы. Значение этого коэффициента может быть 
приближено, подсчитано по следующему выражению: 

120
 
 
K=





aK
P
t
c
m
 
где 
m
и
с
– масса и теплоемкость облучаемой нефти;  
∆t
 –повышение температуры за время облучения, 
C
o
; 

- продолжительность облучения, сек; 
aK
P
- акустическая мощность излучения, Вт. 
В  реальных  условиях,  когда  полностью  исключить  тепло  при  облучении  нефти  в  окружающую  среду 
невозможно,  значение  этого  коэффициента  при  больших  перепадах  температур  между  нефтью  и  окружающей 
средой еще меньше. 
 
Список литературы 
1. Бабиков О.И. Ультразвук и его применение в промышленности. М., 1976, – 189 с. 
2. Падалка Е.С. Ультразвук в нефтяной промышленности. Киев. ГНТИ, 1986-,218 с. 
3. Аренов А.Б. Основы электрофизических методов обработки материалов. Л., 1977.-363с. 
4.  Уразгалиев  Б.У.  и  др.  Изменение  вязкости  и  температур  застывания  высокопарафинистыхнефтей  под 
действием ультразвука.     Труды института химии нефти и природных солейНАН РК, 1982  
 
 
УДК   532.135.547 
 
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЯНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 
 
А.Ш. Акжигитов, А.Е. Такешова 
 
Атырауский институт нефти и газа, г.Атырау 
Атырауский Государственный университет им.Х.Досмухамедова, г.Атырау 
 
            Физико-химические  характеристики  двух  проб  отложений  асфальтено-смоло-парафиновых  веществ  с 
примесями,  которые  были  отобраны  из  магистрального  насоса  НПС-663  км  и  из  резервуара  нефтепроводного 
управления, приведены в таблице 1а. 
            Проба  из  магистрального  насоса  представляла  собой  черное  пастообразное  вещество  с  нефтяным 
запахом, при нагревании она постепенно разжижалась (температура застывания 67 
0
С) и при 80°С превращалась 
в  легкоподвижную  жидкую  массу.  Донная  проба  отложения  из  резервуара  состояла  из  нескольких  кусков 
твердого  пекоподобного  вещества  с  осыпающимися  с  поверхности  минеральными  примесями.  Следовательно, 
содержание механических примесей в этих кусках были различными (как и их видимая консистентность).  
            В  таблице  1а  приведено  максимальное  содержание  мехпримесей  в  этих  пробах.  Перед  определением 
остальных  характеристик,  особенно  реологических  параметров,  куски  отложений  расплавлялись  в 
термостатирующем сосуде. 
            Первая  проба  выдерживалась  при  80°С,  а  вторая  с  большим  содержанием  мехпримесей  –  при  95°С. 
Основная  часть  мехпримесей  (минеральные  крупинки  больших  размеров,  доходящих  до  5-6  мм)  при  этом 
осаждалась  на  дно  сосуда.  Как  видно  из  таблицы  1а,  в  составе  органической  части  отложений  содержание 
асфальтенов высокое (28-30%). Содержание парафина также больше в составе донного отложения резервуара. 
«Масла», т.е. смесь углеводородной части проб, после отделения из них асфальтено-смолистых веществ имеют 
близкие выходы. Но разность между выходами ’’масел” и суммой выходов асфальтено-смолистых веществ меньше 
для пробы донных отложений, что косвенно указывает на меньшее содержание в их составе светлых фракций. 
            В таблице  1б  приведены значения статического напряжения сдвига проб  при различных температурах,  измеренные на приборе 
Реотест-2  при  изучении  их реологических свойств.  Донные  отложения размягчаются  при   высокой  температуре 
(78°С  по  методу  «кольцо  и  шар»)  и,  следовательно,  имеют  высокие  значениястатического  напряжения  сдвига. 
Следует  предположить,  что  исходные  отколотые  со  дна  резервуара  куски  отложения  должны  иметь  из-за 
большего  концентрирования  в  них  мехпримесей  более  высокие  значения  статического  напряжения  и  других 
реологических параметров. 
            Зависимость  эффективной вязкости оттемпературы  и  скорости  сдвига  пробы  отложения  магистрального 
насоса  приведена  в  таблице  2а.  Следует  отметить,  что  значение  эффективной  вязкости  пробы  при 
первоначальном определении после расплавления массы  (названной нами как проба до "гомогенизации") были 
существенно  ниже  по  сравнению  с  результатами  последующих  определений  после  длительной  выдержки  при 
температуре 80°С в ячейке ротационного вискозиметра Реотест-2. При такой выдержке в негерметичной ячейке 
вискозиметра на изменение консистентности пробы могли иметь влияние различные факторы: частичная потеря 
без  того  малой  легкокипящей  фракции,  оседание  на  дно  ячейки  вискозиметра  крупной  фракции  механических 
примесей,  некоторая  ориентация  твердых  несимметричных  частиц  примесей  относительно  направления 
циркуляционного потока и др. 
            На рисунке  1  приведены  реологические  кривые "гомогенизированной"  пробы  для  трех температур.  При 
75  и  72°С,  когда  проба  достаточно  разжижена,  повышение  скорости  сдвига  при  измерениях  приводит  к 

121
 
 
нелинейному  росту  касательного  напряжения  сдвига  после  превышения  начального  напряжения  сдвига.  При 
72°С  величина  касательного  напряжения  сдвига,  соответствующая  данной  скорости  сдвига,  значительно 
превышает  таковое  при  75°С:  для 
s
=3  с
-1
    3,5  раза,  для  27  с
-1
    3,7  раза  и  для  81  с
-1
    4,07  раза.  При  70°С 
зависимость 
τ
  - 
s
  имеет  не  то-что  аномалию  (и  при  остальных  температурах  она  есть),  а  некоторую 
сверханомаль, т.к.  
τ
с ростом 
s
 как растет, так и падает (см. кривую 3 на рис. 1). Эти странности реологической кривой 
пробы  при  70
0
С  нельзя  объяснить  и  охватить  ни  с  привлечением  модели  Бингамовского  пластика,  ни  модели 
нелинейно-вязкопластичного тела Балкли-Гершеля, применяемых для описания кривой  течения Мангышлакской 
нефти при низких температурах[1-3]. 
            В  таблице  2  б  приведены  значения  эффективной  вязкости  донных  отложений  при  различных 
температурах и скорости сдвига. Из сравнения данных табл. 2 а и 2 б видно, что эффективная вязкость донных 
отложений  резервуара  при  95°С  близка  к  вязкости  при  80°С  для  отложений,  отобранных  из  магистрального 
насоса. Вязкость донных отложений при 80°С превышает вязкость отложений из насоса при 75°С. 
          Для  количественной  характеристики  реологических  свойств  проб  отложений  определялись  условные 
значения предельного напряжения сдвига по Бингаму  
( 
τ
0Б
 ),  начального  напряжения сдвига  ( 
τ
0г 
),  параметра  консистентности  ( 
k
  )  и  показателя  нелинейности  ( 
n
) 
согласно модели Балкли-Гершеля: 
                                                         τ = τ
0 
+
ks
n
                                                                  (1) 
            По  полученным  даннымкривые течения  пробы  отложения  из  насоса  при  температурах  75  и 72°С  можно 
охарактеризовать  одними  значениями  напряжения  Бингама  (соответственно  11,9    и    45  Па).  При  70°С 
напряжением  Бингама  нельзя  характеризовать  всю  кривую  течения,  т.к.  она,  как  показано  на  рис.    1,  имеет 
несколько  экстремальных  точек.  Небольшой  ее  отрезок  в  интервале  скоростей  сдвига  5,4-27с
-1
  можно  условно 
характеризовать  напряжением  Бингама,  равном  86  Па.  Для  всех  рассмотренных  температур  характерным  в 
реологическом  поведении  пробы  отложения  являются  высокие  значения   
n
  в  области  малых  скоростей    сдвига 
(0,33-1,8  с
-1
),  что  свидетельствует  согласно  уравнению  (1)  о  резком  росте  напряжения  сдвига  с  повышением 
скорости сдвига. Далее, при скоростях сдвига более 1,8 с
-1
  показатель нелинейности пробы значительно меньше 
единицы  и  убывает  по  мере  снижения  температуры.  Вышеописанные    особенности  аномалии  реологического 
поведения пробы при 70°С в случае условного применения к ней модели Балкли-Гершеля обусловлены наличием 
в реологической кривой участков с нулевым показателем нелинейности  (
n=
0), т.е.независимости  достигнутого 
значения касательного напряжения сдвига от скорости сдвига до определенных значений последнего. 
            Далее, при этой температуре в области больших скоростей сдвига выше (27 с
-1
 ) происходит необычное 
для высоковязких дисперсных систем явление - убывание напряжения сдвига с ростом скорости сдвига, при этом 
показатель  нелинейности 
n
,  если условно  придерживаться  модели  Балкли-Гершеля,  становится  отрицательным. 
При    «обратном  ходе»  вискозиметра  (кривая    3
´
)  положение  как-то  нормализуется,  т.е.  по  мере  снижения 
скорости сдвига напряжение сдвига уменьшается. Однако вскоре происходит замедление снижения напряжения 
сдвига,  его  независимость  от  скорости  сдвига    (в  пределах  ограниченного  интервала  ее  изменения)  и  далее  в 
интервале  1,8- 1,0 с
-1
 его резкое аномальное возрастание. 
            Рассмотренные    особенности  характерны  и  для  пробы  донных  отложений  из  резервуара,  с  той  лишь 
разницей,  обусловленной  более  ранним  наступлением  резкой  аномалии  для  нее  (т.е.  при  более  высокой 
температуре  охлаждаемой  пробы).  Кроме  того,  при  измерениях  на  ротационном  приборе  для  проб  отложений 
наблюдается  некоторая  эластичность  их  свойств:  при  снятии  деформирующего  усилия  (выключении  вращения 
измерительного  цилиндра)  напряжение  сдвига  в  образце    (достигнутое  при  данной  равновесной    деформации) 
снижается  до  нуля  не  сразу,  а  в  течение  некоторого  времени.  Это  время  увеличивается  при  снижении 
температуры.  Отмеченные  особенности  реологического  поведения  проб  отложений  схожи  с  таковыми  битумов, 
пеков  и  в  большей  степени  битумных  материалов  с  минеральными  наполнителями.  Очевидно,  описанные 
свойства  объясняются  большим  содержанием  в  составе  отложений  асфальтенов,  наличием  минеральных 
примесей (песка) и малым недостаточным содержанием диспергирующих компонентов («масел»). 
Поэтому  при  снижении  температуры  асфальтены  плохо  диспергированы  и  в  совокупности  с  пылевидной 
(имеющей  также  довольно  крупную  фракцию)  минеральной  составляющей  составляют  дисперсную  фазу.  По-
видимому,  при  рассмотренных  температурах  парафин  как  компонент  масла  преимущественно  играет  роль 
диспергирующего агента, способствуя смягчению системы. При повышении температуры в результате повышения 
растворимости асфальтенов, их лучшего диспергирования снижается степень структурирования системы в целом, 
приводящее  к  ее  превращению  типа  гель-золь.  Как  и  в  случае  битумов  с  минеральными  наполнителями 
извлеченные  из  нефтепровода  Узень-Атырау  массы  отложения  асфальтено-смоло-парафиновых  веществ, 
содержащие  определенное  количество  мехпримеси  (песка),  имеют  характерные  реологические  свойства 
(тиксотропия,  пластичность,  частичную  дилатантность).  Изучение  реологических  свойств  состава,  а  также 
технических  характеристик  (согласно  требования  эксплуатации  битумо-минеральных  материалов)  проб 
отложений  представляет  определенный  интерес  с  позиции  их  утилизации  -  например,  для  использования  их  в 
дорожном строительстве, строительстве вертолетных площадок, небольших аэродромов и др.          
 
Список литературы 
1.  Фукc  Г.И.  Вязкость  и  пластичность  нефтепродуктов.  Москва-Ижевск:  Институт  компьютерных  исследований, 
2003, 328стр. 
2.  Акжигитов А.Ш. О реологической кривой неньютоновской нефти // Нефть и газ.-2007.-№3,-с.53-56 

122
 
 
3.  Urazgaliev B.U., Serikov T.P. New rheological equation of  the non Newtonian liquid // Science and technology. 2004. 
B.3. p.15-20. 
            Таблица 1 а – Физико-химические характеристики проб отложений. 
Проба 
отло-
жений, 
место 
их отбора 
ρ
4
20
, 
кг/м
3
 
Механичес
кие 
примеси, 
% масс. 
Темпе-
ратура 
размяг-
чения  по 
К и Ш, 
0
С 
Содержание масс.% 
Коксуе-
мость, 
% 
асфаль-
тенов 
смол 
си-
ликаге-
левых 
«масел» 
парафина 
(с 
темп. 
плавления
, 
0
С) 
Из 
магистрального 
насоса 
НПС-
663 км. 
Из  нефтяного 
резервуара 
**
 
862 
 
 
 
886 
1,085 
 
 
 
40,0 
67
*
 
 
 
 
78 
30,0 
 
 
 
28,59 
8,87 
 
 
 
11,88 
45,76 
 
 
 
46,59 
21,0 
(66) 
 
 
39,43 
(59) 
3,3 
 
 
 
6,63 
*-температура застывания 
** - содержание воды в донных отложениях 1,8% масс. 
 
            Таблица 1 б – Статистические напряжения сдвига проб отложений. 
 
Проба, место их отбора 
τ
0
 (Па) при температуре, 
0
С 
85 
80 
75 
72 
70 
Из магистрального насоса 
Из нефтяного резервуара 
- 
0,79 
0,39 
15,8 
15,8 
160,8 
50,6 
- 
55,3 
- 
τ
,Па 
 
 
                                                                                                    2 
 
 
 
 
                     100 
 
 
 
                                                                                                   3 
 
 
 
                       50 
                                                                                                    3´ 
 
                                                                                                   1 
 
 
                         0 
 
 
                                 0              30            60             90               120       
s
, с
-1
 
 
 
 
Рисунок 1 – Реологические кривые пробы отложения, отобранной из магистральногонасоса НПС-663 км: 
1, 2, 3 – соответственно для температур 75, 72 и 70
0
С; 
3´ - для 70
0
С при «обратном ходе» вискозиметра. 

 
            Таблица 2 а – Эффективная вязкость пробы отложения, отобранной из магистрального насоса НПС-663 км. 
 
Температура,
 0
С 
Эффективная вязкость (мПа•с) при скорости сдвига (с
-1
) 
0,333 
0,6 
1,0 
1,8 
3,0 
5,4 
9,0 
16,2 
27,0 
48,6 
81,0 
145,8 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
Проба отложения до «гомогенизации» 
65 
- 
- 
- 
- 
18415 
15649 
- 
6016 
4213 
2608 
1925 
1315 
70 
- 
- 
- 
- 
2166 
1806 
1444 
1002 
662 
415 
288 
245 
75 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
108 
80 
60 
57 
- 
51 
80 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
20 
16 
15,6 
 
 
 
 
Продолжение  таблицы 2 а. 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
Проба отложения после «гомогенизации» с термообработкой 
80 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
48,7 
35,1 
24,3 
19,5 
18,9 
75 
30810 
17778 
11060 
6808 
4476 
2780 
1843 
1243 
804,6 
520,2 
365,5 
- 
72 
87170 
62554 
42265 
24817 
15666 
9803 
6407 
4143 
2978 
2647 
1488 
937,6 
70 
133905 
101104 
77420 
46937 
29477 
14890 
9379 
5705 
3574 
1903 
893 
441,2 
70* 
136275 
97450 
71495 
17881 
10719 
7445 
3573 
2480 
1489 
993 
595 
441,2 
 
*- при изменении скорости сдвига от высоких значений до низких. 
 
 
 
 
 

124
 
 
  Таблица 2 б – Эффективная вязкость пробы отложения, отобранной из нефтяного резервуара АНУ. 
 
Температура,
0
С 
Эффективная вязкость (мПа•с) при скорости сдвига (с
-1
) 
0,333 
0,6 
1,0 
1,8 
3,0 
5,4 
9,0 
16,2 
27,0 
48,6 
81,0 
145,8 
75 
410040 
294851 
217080 
127402 
61634 
34247 
21438 
12438 
7743 
4633 
2976 
1765 
75* 
385920 
227845 
140700 
75994 
46895 
26802 
16525 
94452 
5360 
3640 
2579 
1765 
78 
289440 
201040 
128640 
87169 
58904 
29035 
16079 
10169 
7147 
4302 
2778 
1682 
80 
52140 
32923 
20540 
11859 
7425 
4462 
2764 
1828 
1244 
894 
668 
607 
83 
- 
- 
- 
- 
526,6 
- 
306,6 
204,7 
146,3 
138,1 
116,9 
86,7 
85 
- 
- 
- 
439 
316 
263,3 
175,5 
97,4 
64,2 
40,6 
29,2 
27 
90 
- 
- 
- 
- 
- 
146,3 
105,3 
73,1 
- 
32,5 
27,2 
24,3 
95 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
48,7 
29,2 
- 
19,4 
18,9 
*- при изменении скорости сдвига от высоких значений до низких. 

125
 
 
УДК  53    ББК 22.3 я73   С 95 
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИ ПРОВЕРКЕ  КАЧЕСТВА РЫБНОЙ ПРОДУКЦИИ 
 
Акимова А.Ш.Ж. Сырбаева к.п.н., доцент 
 
Атырауский  государственный университет им.Х.Досмухамедова 
 
Андатпа 
Бұл мақалада балық өнімін сапасын  тексерудегі метрологиялық қамсыздандыру рөлі қарастырылады 
 
Abstract 
This article examines the role of metrology software when checking the quality of fish products 
 
В  современный    период  большое  внимание  уделяется  вопросу  индустриализации  отрасли,  что 
представляет  собой  процесс  централизации  производства  полуфабрикатов    различной  степени  готовности, 
кулинарных  и  кондитерских  изделий,  готовых  блюд  на  базе  заготовочных  предприятий  с  использованием 
поточно-механизированных  и  автоматизированных  линий  и  другого  высокопроизводительного  оборудования, 
специализированных  транспортных  средств  и  функциональной  тары  для  комплексного  снабжения  предприятий 
доготовочных  и  магазинов  кулинарии.  Осуществляется  техническое  перевооружение  предприятий,  внедряются 
новые виды обработки сырья и продуктов. 
 В  настоящее  время,  постоянно  увеличивается  выпуск  рыбной  продукции,  предусматривающий  наиболее 
рациональное  использование  рыбы  и  других  продуктов  ее  переработки.  При  этом    важное  значение  имеет  не 
только  само  производство,  но  и  соблюдение  правил  м
етрологического    обеспечения      при  проверке    качества  
рыбной  продукции т.е. при
 транспортировке, хранении пищевых рыбных продуктов. Рационально использовать 
рыбное сырье можно только при логической организации производства, применении современных технологий и 
санитарно-ветеринарных правил. 
Рыба — один  из  важнейших  источников  белкового  питания  человека.  Однако  ее  используют  не только 
для приготовления разнообразных пищевых продуктов, но и для получения ряда ценных лечебных, кормовых и 
технических продуктов. Такое комплексное использование рыбы основано на том, что отдельные части ее  тела 
имеют различные строение и химический состав. Размеры, химический состав и пищевая ценность рыбы зависят 
от ее вида, возраста, пола, физиологического состояния, а также условий обитания. 
Рыбу    используют  не  только  для  приготовления  разнообразных  пищевых  продуктов,  но  и  для  получения  ряда 
ценных лечебных, кормовых и технических продуктов. Такое комплексное использование рыбы основано на том, 
что  отдельные  части  ее  тела  имеют  различные  строение  и  химический  состав.  Размеры,  химический  состав  и 
пищевая  ценность  рыбы  зависят  от  ее  вида,  возраста,  пола,  физиологического  состояния,  а  также  условий 
обитания. 

жүктеу/скачать 12,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: