Continuous-Discrete Boundary Problems in the Concepts of the Construction of Foundry Rotary-Conveyor Lines

The problem of mathematical construction for the process of the control of the metal casting crystallization and cooling in a foundry mold is considered. The casting is surrounded by a layer of sand mixture, which is a porous dispersed medium that conducts heat, in terms of the concepts of the construction of foundry rotary-conveyor lines (RCL). The problem of developing an interval model for determining the speed of the conveyor line from the production of metal castings is studied. Herewith, continuous processes of the transport and technological movement of the processed materials, equipment, tools, energy carriers, and final production output are combined with inevitable stops of this continuity, which lead to discreteness, and a combination with a number of accompanying continuous, discrete or reciprocating processes. The adequacy of the model for the given technological parameters is justified. The mathematical description and agreement of the values of technological parameters for regulation and finding the optimal speed of the conveyor line at the interaction of its component rotational systems, as well as the mathematical models for program control and remote monitoring of technological modes in order to obtain the casting of the given quality are considered. The possibility of selecting the corrective parameters for the change of the conveyor line speed is shown. Tiek skatīta matemātiskās konstrukcijas problēma metāla liešanas kristalizācijas un dzesēšanas kontroles procesam liešanas veidnē. Lējumu ieskauj smilšu maisījuma slānis, kas ir poraini izkliedēts materiāls, kas vada siltumu. Lietojot lietuves rotācijas konveijeru līniju (RCL) koncepciju, tiek pētīta intervāla modeļa izveides problēma konveijera līnijas ātruma noteikšanai metāla lējumu ražošanai. Tajā pašā laikā nepārtraukti apstrādājamo materiālu, iekārtu, rīku, enerģijas nesēju un gala produkcijas transportēšanas un tehnoloģiskās kustības procesi tiek apvienoti ar šīs nepārtrauktības neizbēgamajiem apstāšanās gadījumiem, kas noved pie kombinācijas ar vairākiem nepārtrauktiem, diskrētiem vai pārvietošanās procesiem. Ir pierādīta modeļa piemērotība attiecīgajiem tehnoloģiskajiem parametriem. Tiek parādīta iespēja izvēlēties koriģējošos parametrus konveijera līnijas ātruma maiņai.

Structure Formation of Polycarbide-Based TiC-VC(NbC)-WC/nano WC Hard Alloys

The process of structure formation in the alloys of the system TiC-VC(NbC)-NiCr with the alloying additions of the fine or nano WC, depending on the chemical composition and sintering temperature using the optical microscopy, SEM and XRD analysis, is investigated in this paper. The core/rim structure alloys were found irrespective of the amount of tungsten carbide additions. The research suggests that the adding of nano WC causes decrease in carbide grains, redistribution of the elements in the core and rim, and decrease in sintering temperature by 50–100 °С. Tika pētīts struktūru veidošanas process sakausējumos TiC-VC(NbC)-NiCr ar smalku vai nano WC sakausējuma papildinājumiem atkarībā no ķīmiskā sastāva un saķepināšanas temperatūras, izmantojot optisko mikroskopiju, SEM un XRD analīzi. Centru/aptvērumu struktūras sakausējumi tika konstatēti neatkarīgi no volframa karbīda piedevu daudzuma. Pētījums liecina, ka nano WC pievienošana samazina karbīda graudus, elementu pārdali centros un aptvērumos, kā arī notiek saķepināšanās temperatūras samazināšanās par 50–100° С.

Pazemes ūdens sistēmu griezumu izveidošanas automatizācija

Hidroģeoloģiskā modeļa (HM) informācijas grafiskais attēlojums ietver sevī sākotnējo datu un modelēšanas rezultātu kartes atsevišķos modelī iekļautos slāņos un arī vertikālo griezumu karšu veidā. Vertikālo griezumu kartes ne tikai satur datu apkopojumu atsevišķos HM slāņos, bet arī spēj attēlot starpslāņu mijiedarbību un parādīt tās iemeslus. Diemžēl ne modelējošās vides, ne ģeoloģiskās informācijas apstrādes sistēmas nepiedāvā šādu vertikālo griezumu kvalitatīvu ieguvi gar brīvi izvēlētu līniju. Tajā pašā laikā vertikālie griezumi ir vērtīgs lēmumu pieņemšanu atbalstošs rīks komerciālu lokālu HM izveidē – piesārņojuma kustības, sanitāro zonu, būvbedru atsūknēšanas režīmu u. c. ar pazemes ūdens kustību saistītu uzdevumu risināšanai. Vertikālie griezumi reģionālo modeļu gadījumā ļauj labāk novērtēt pazemes ūdens kustības procesus plašākā teritorijā un ir arī lielisks diagnosticējošs rīks HM uzturēšanai un attīstībai. Mēģinājumi iegūt kvalitatīvu vertikālo griezumu atduras pret virkni problēmu, kas saistītas ar datu ieguvi, apstrādi un attēlojumu, un dažas no tām ir aprakstītas un risinātas šī raksta ietvaros. Ūdens līmeņu un vertikālās infiltrācijas izolīniju karšu ieguve ir uzskatāma par komplicētāko vertikālo griezumu izveidē. Problēmas risinājums reducējas līdz atbilstošai sākotnējo datu piesaistei un selektīvai interpolācijai, kas aprakstīta šajā rakstā. Kopumā darbs apraksta atsevišķus risinājumus, kuru pilna automatizācija jau veikta Rīgas Tehniskās universitātes Vides Modelēšanas centra izstrādnē. The graphical representation of a hydrogeological model includes the initial data maps and simulation result maps for individual layers included in the model and also in the form of profile maps. The latter contains a collection of data not only from individual layers of a hydrogeological model, but also represents interlayer interactions and the reasons for it. Unfortunately, neither modeling environments nor geological information processing systems offer high-quality profiles along a freely chosen line. At the same time, vertical profiles are a valuable decision-making tool in the case of commercial local hydrogeological models, by which it simulates contamination movements, calculates sanitary zones, excavations, and other tasks related to the groundwater flow. Vertical profiles in the case of regional models allow better assessment of groundwater flow processes in a wider area, and they can be used as an excellent diagnostic tool for the maintenance and development of hydrogeological models. Attempts to obtain a qualitative vertical profile encounters with series of problems with data mining, processing, and displaying, some of which are described and addressed within the current article. The extraction of water levels and vertical infiltration isoline contours is considered to be more difficult in the creation of a vertical profile. The solution to the problem is reduced to the appropriate initial data acquisition and selective interpolation described in this article. In general, the article describes individual solutions, which have already been fully automated in the RTU Environmental Modeling Centre.

Latvijas hidroģeoloģiskā modeļa LAMO izveidošana, izmantošana un pilnveidošana

Pasaules un Eiropas Savienības valstīs reģionāli hidroģeoloģiskie modeļi (HM) apkopo ģeoloģisko un ģeogrāfisko informāciju, kuru izmantojot, var aprēķināt sarežģītus telpiskus pazemes ūdens līmeņu un plūsmu sadalījumus, kā arī pazemes un virszemes (upju, ezeru) ūdensobjektu mijiedarbību. Izmantojot reģionālos HM, var racionāli plānot valsts ūdens resursu ilgtspējīgu izmantošanu. Izmantojot lokālus detalizētus HM, kurus iegūst, papildinot reģionālā HM datus, var efektīvi veikt vides un dabas aizsardzības un atveseļošanas darbus. Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Vides modelēšanas centra (VMC) zinātnieki 2011.–2015. gadā izveidoja Latvijas HM (LAMO) versijas: LAMO1→LAMO2→LAMO3→LAMO4. Versija LAMO4, kas dod nozīmīgus HM iespēju un rezultātu kvalitātes uzlabojumus, tika pārbaudīta laikā no 2016. gada līdz 2018. gadam, īstenojot pazemes ūdens procesu pētījumus (kas iespējami tikai reģionālā HM vidē) un risinot praktiskus uzdevumus, izmantojot lokālus HM. LAMO4 dati, kas veido ģeotelpiskās informācijas kopu, ir brīvi pieejami RTU VMC tīmekļa vietnē. Šie unikālie dati jāievieto portāla “geolatvija.lv” iedaļā “Hidroģeoloģiskie dati” kā valsts budžeta finansēts bezmaksas pakalpojums. Izmantojot LAMO4 aprēķinātos datus par upju pazemes pietecēm, var izveidot Latvijas upju tīkla datormodeli upju piesārņošanas procesu pētīšanai. Ir iespējama LAMO4 pilnveidošana – LAMO4→LAMO5→LAMO6 –, kas ietver HM detalizācijas uzlabošanu un pazemes ūdens kvalitātes ievērošanu. RTU ir īstenojusi LAMO projektu, izmantojot Eiropas Reģionālā attīstības fonda (2011.–2012. g.) un valsts pētījumu programmas “EVIDEnT” (2014.–2018. g.) finansējumu. Regional hydrogeological models (HM) are founded on geological and geographical information of a country. By processing this information, HM can provide complex spatial distributions of groundwater heads and flows, data on groundwater discharge into rivers and lakes as their joining with groundwater bodies. Appliance of the regional HM considerably improves the quality of the country’s sustainable water management, because HM provides consolidated knowledge on the interaction between surface water and groundwater and on their accessible resources. For solving practical problems of environmental protection and recovery, local HM are applied. They are created by completing the data of regional HM by more detailed information. In 2011–2015, scientists of Environment Modelling Centre (EMC) of Riga Technical University (RTU) developed four successive versions of the regional HM of Latvia: LAMO1→LAMO2→LAMO3→LAMO4. The current version LAMO4 has been tested and approbated in 2016–2018, by carrying out the research on nature processes on regional scale and also by using local HM. Presently, the information regarding the development and appliance of LAMO4 is available at the RTU EMC web site. In the near future, this information, as the set of geospatial data, will be inserted in the section “Hydrogeological data” of the portal “geolatvija.lv”. By using information provided by LAMO4 on the groundwater discharge in rivers, it will be possible to develop a computer model for the research of pollution processes in the river network of Latvia. In the future, the development of LAMO4→LAMO5→LAMO6 will considerably improve the credibility and quality of the data provided by modelling. For the next version LAMO5, the model set of lakes and rivers will be increased and the plane approximation step of 125 meters will be used (LAMO4 has the step of 250 meters). The version LAMO6 is the expansion of LAMO5 by adding information on groundwater quality and by providing advanced open data options. The research on LAMO development was supported by the European Regional Development Fund (2011–2012) and by the Latvian State Research Program “EVIDEnT” (2014–2018).

Naftas produktu tranzīta stacijas “Ilūkste” teritorijas reālo sanācijas rezultātu salīdzinājums ar 1997. gada datorprognozi

Naftas produktu tranzīta stacija “Ilūkste” (turpmāk TS) nodrošina naftas produkta (turpmāk NP) dīzeļdegvielas plūsmu cauruļvadā no Baltkrievijas līdz Ventspilij. No 1970. gada līdz 1996. gadam TS veica arī NP iepildīšanu dzelzceļa cisternās. Tad notika NP noplūdes zem un pie dzelzceļa estakādes. Izveidojās pazemes ūdens piesārņojums ar NP, kas kā peldošs slānis (turpmāk NPPS) sasniedza Ilūkstes upes stāvo krastu. Lai novērstu NP iekļūšanu upē, te tika izrakts NP savākšanas dīķis, no kura varēja aizvākt NP. Piesārņotās teritorijas sanācija sākās 1996. gadā, un tā turpinās arī šobrīd. Kā īpašnieks šos darbus finansē un uzrauga SIA “LatRosTrans”. Kopš 2000. gada sanācijas darbus veic a/s “VentEko”. Šobrīd, pateicoties abu organizāciju sekmīgai ilgstošai sadarbībai un efektīvu NP savākšanas ierīču izmantošanai, piesārņotajā teritorijā praktiski nav NPPS. Diemžēl vēl ilgu laiku piesārņojumu, šķīstot ūdenī, radīs nekustīgā NP daļa gruntī. Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātnieki 1997. gadā izveidoja piesārņotās teritorijas hidroģeoloģisko modeli. Izmantojot šo modeli un programmatūru “ARMOS”, izdevās atrast galvenās NP noplūdes avotu. Modelēšana prognozēja, ka pašnotecē 25 gadu laikā NP var ieplūst savākšanas dīķī. RTU 2018. gadā novērtēja sanācijas rezultātus un konstatēja, ka tie visumā atbilst 1997. gada prognozei. Galvenās atšķirības skaidrojamas ar atkārtotām NP noplūdēm. Pieredze, kas iegūta TS “Ilūkste” teritorijas sanācijas gaitā, apstiprina modelēšanas metožu izmantošanas lietderību, uzsākot vides atveseļošanas pasākumu īstenošanu. The Ilukste oil transit station pipelines ensure the flow of diesel fuel from Belarus to the town Ventspils in Latvia. In 1970–1996, the station also filled fuel (oil) in railway tanks, which resulted in oil leakages. Due to this, the groundwater under the railway terminal routes was contaminated. The groundwater flow enters the nearby Ilukste river. Fortunately, oil discharged over the ground from a steep bank before the river. To prevent the oil inflow into the river, a special pond was dug for its intercepting. Later, in order to divert the oil discharge underground, the horizontal drain for catching oil was installed before the pond.In 1996, remediation of the oil-contaminated station area started, which is followed up until now. The work was supervised and financed by the station owner “LatRosTrans” Ltd. Since 2000, the site sanitation was performed by the company “VentEko”.