Проаналізовано наукові літературні джерела з тематики наших досліджень. Визначено таксономічний склад дендрофлори прибережно-захисної смуги річки Південний Буг на околицях села Ставки Вінницької області. Відзначено, що на цей території ростуть 1139 особин деревних, кущових рослин, які входять до складу 19 таксономічних груп, серед яких є інвазійні, агресивні (Humulus lupulus L. та Robinia pseudoacacia L.). Встановлено, що найбільше особин має Cornus alba L. (47,8 % від загального). Значне представництво на території прибережно-захисної смуги околиць села Ставки також мають Quercus robur L. (12,6 %) та Quercus rubra L. (16,8 %). Дещо меншою кількістю рослин відзначаються Salix alba (5,0 %), Malus domestica Borkh. (3,3 %), Rosa canina L. (3,2 %), Grataegus monogyna Jacq. (2,8 %), Pyrus communis L. (2,5), а найменше – Ligustrum vulgare L. (0,6 %), Ulmus laevis Pall. (0,4 %), Viburnum opulus L. (0,4 %), Robinia pseudoacacia L. (0,4 %), Populus tremuloides Michx. (0,3 %), Alnus glutinosa (L.) Gaerth.) (0,2 %) та Morus alba L. (0,2 %). Здійснено комплексне оцінювання ступеня ураження Salix alba L. та Populus tremuloides Michx. рослиною напівпаразитом Viscum alba L., за результатами якої уражені рослини віднесено до трьох груп: мало уражені (3-5 балів); середньо уражені (7 балів); дуже сильно уражені (13 балів). Визначено віковий склад деревних рослин, які ростуть на території цієї прибережно-захисної смуги. Найбільше представництво мають деревні рослини, які досягли дорослого віку (квітування та зав'язування плодів) – 1110 шт., або 61,4 % від загальної кількості. Загальна кількість молодих представників дендрофлори становить 683 шт., або 33,5 % від загальної кількості, а найменш чисельною виявилась група старих деревних рослин (57 шт., або 5,1 % від загальної кількості представників дендрофлори на цій території). Загальний стан більшості деревних і кущових рослин прибережно-захисної смуги річки Південний Буг на околицях села Ставки оцінено як добрий (дерева з ростом, що загалом відповідають нормі і мають близько 20-25 % нефункціональної листкової поверхні).

Досліджено адаптивний потенціал Morus alba L. (шовковиці білої), яка росте в різних кварталах Національного дендропарку "Софіївка" НАН України. Відзначено, що за тривалістю періоду спокою Morus alba L. належить до групи рослин, які мають короткий період вимушеного спокою, що під дією факторів зовнішнього середовища переходить у вимушений тривалий. Встановлено, що в умовах стаціонарних досліджень Національного дендропарку "Софіївка" НАН України, що входить до території південної частини Правобережного Лісостепу України, Morus alba L. успішно переносить несприятливі умови осінньо-зимового періоду і має достатню морозо- та зимостійкість. Дослідження із визначення вмісту загальної води в листках М. alba L. показали поступове зменшення загальної вологи в листках впродовж вегетаційного періоду, що підтверджують природну здатність цієї рослини добре переносити несприятливі періоди тривалої посухи. Підтверджено приналежність Morus alba L. до рослин, не вибагливих до родючості ґрунту. Вони успішно зростають на різних за поживністю ґрунтах. Відзначено здатність досліджуваного виду задовільно рости за умов напівзатінку, незважаючи на її світловибагливість. Установлено вплив освітлення на процес формування генеративних бруньок та плодоношення цих деревних рослин – найбільше суплідь утворювалось у верхній частині крони, а найменше – в нижній. Вивчено вплив різних стимуляторів росту на процес укорінення зелених та здерев'янілих живців М. alba L. Встановлено, що найкращу регенераційну здатність проявляють здерев'янілі живці, заготовлені із пагонів базальної частини однорічних пагонів молодих рослин (до п'яти років), які не вступили у фазу плодоношення. Найкращу регенераційну здатність зелених живців M. alba L. зафіксовано під час заготівлі їх із базальної та медіальної частин пагонів поточного року. Серед досліджуваних стимуляторів росту найбільшу ефективність виявлено під час застосування препарату clonex. Найбільшу схожість отримано під час посіву насіння М. alba L. влітку на глибину ґрунту до 1,0 см, а зі збільшенням глибини загортання спостережено тенденцію до зменшення кількості пророслих сіянців. Адаптивний потенціал M. alba L., яка росте в умовах Національного дендропарку "Софіївка" НАН України, оцінено як високий.

Розглянуто історію створення Немирівського парку, який є одним із найцінніших старовинних парків Вінницької області і входить до категорії парків-пам'яток садово-паркового мистецтва загальнодержавного значення. Досліджено різноманіття деревних і кущових рослин, які зростають на різних ділянках Немирівського парку і входять до складу 64 таксономічних груп. Проведено умовний розподіл садово-паркового-ландшафту парку за такими підтипами: лісовий ландшафт з підтипами; парковий ландшафт з підтипами; лучний ландшафт; ландшафт з каменю; ландшафти квітників; садовий ландшафт; водний ландшафт; дорожній ландшафт. Відзначено наявність у насадженнях Немирівського парку 12 видів деревних рослин, що належать до категорії вікових (вік від 100 і більше років), а саме: Quercus robur L., Fraxinus excelsior L., Aesculus hippocastanum L., Acer platanoides L. Pinus sylvestris L., Carpinus betulus L., Cerasus avium L., Ginkgo biloba L., Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud., Fagus orientalis Lipsky, Platanus orientalis L., Populus alba L. та молодого поповнення 2010-2012 рр.: Ginkgo biloba L., Taxus baccata L., Abies alba Mill., Betula pendula Roth., Quercus rubra L. і чотири представники видів роду Juniperus L. та інші. Наведено середню оцінку загального стану насаджень деревних і кущових рослин Немирівського парку. Виявлено різний ступінь ураження дорослих деревних рослин рослиною-напівпаразитом Viscum album L. Акцентовано на необхідності проведення санітарних доглядових рубань для боротьби із цією агресивно кущовою рослиною та щорічного моніторингу паркових деревних насаджень для виявлення її нових локацій. Подано рекомендації з догляду за деревними та кущовими рослинами. Визначено перелік деревних і кущових рослин, які мають високу адаптаційну здатність і можуть поповнити таксономічний склад дендрофлори Немирівського парку. Відзначено, що Немирівський парк має велике рекреаційне значення завдяки джерелам цілющої радонової води та унікальному лікувальному мікроклімату.

Наведено узагальнення наукових досліджень й аналіз експериментальних даних щодо особливостей сезонного росту вегетативних органів P. sylvestris, їх узгодженість з кліматичними умовами Правобережного Лісостепу України. Встановлено, що на механізми, які регулюють ростові процеси, безпосередньо впливає температура повітря. P. sylvestris належить до порід, що розпочинають свою вегетацію рано навесні. Незважаючи на лісорослинні умови, початок росту пагонів спостерігається за підвищення температури повітря приблизно до +8,0 °С. Кульмінація першої хвилі росту, впродовж років досліджень, припадала на червень, коли середньодобова температура повітря піднімалась вище +20,0 °С. У цей час довжина пагона становила 5,5 см. Приблизно із першої декади серпня, інтенсивність приросту пагонів поступово зменшується і до другої декади вересня вони завершують свій ріст. Наші дослідження показали, що ріст хвої розпочинається приблизно на 30-35-ту добу після початку росту пагонів. Дата настання вказаної фази також має певну залежність від температури повітря. За результатами досліджень встановлено, що ріст хвої починається з підвищенням середньодобової температури повітря до +16 °С. Завершення росту хвої відбувається в третій декаді серпня – першій декаді вересня, коли температура повітря нижча +18 °С. У період згасання приросту хвої, який триває 45 діб, формується 28 % маси річного приросту. Загальна тривалість росту хвої становить 105 діб. Період посиленого росту хвої майже в 1,5 раза довший, ніж період згасання, і становить 60 % від загальної тривалості її формування. За цей час утворюється до 73 % маси річного приросту. Впродовж періоду досліджень також відзначено, що інтенсивність росту пагонів від основи крони і до її верхівки поступово збільшується.

It is proposed to produce highly superheated steam (HSS) for environmentally friendly steam assisted gasification of organic municipal and industrial wastes using cyclic detonations of ternary propane/methane-oxygen-steam mixtures. Systematic experiments to determine the detonation limits of such mixtures in terms of steam dilution have been conducted. The experiments are performed in an innovative pulse-detonation steam superheater (PDSSH) with cyclic detonations of ternary mixtures at variation of fuel-to-oxygen equivalence ratio (from 0.14 to 1.77 in propane mixtures and from 0.3 to 1.84 in methane mixtures) and steam volume fraction (from 0 to 0.7) at normal atmospheric pressure. The experiments are supplemented by thermodynamic calculations. Cyclic detonations of ternary propane/methane-oxygen-steam mixtures are proved to generate HSS with temperature exceeding 2250 K, when expanded to the atmospheric pressure. The detonation products of stoichiometric ternary mixtures under consideration can contain up to 80% HSS and up to 17% CO2 with trace amounts of CO, O-2 and H-2. As a result of deep processing (gasification) of organic wastes by such products a gaseous mixture of CO and H-2 is obtained, which can be further used as a fuel gas for PDSSH operation, heat/electricity production, and as a raw material for production of methanol and synthetic motor fuels. Due to periodic filling of the PDSSH with the cool ternary gas mixture, the temperature of PDSSH walls and inner elements increases insignificantly, so that conventional (not heat-resistant) construction materials can be used for its production.

Systematic experiments were performed on an innovative pulse detonation steam superheater (PDSS) for determining the concentration limits of detonation of the ternary mixtures propane–oxygen–steam at normal atmospheric pressure. The experiments were carried out while varying the fuel–oxygen equivalence ratio (from 0.3 to 1.7) and the volume fraction of steam (from 0 to 0.7). Cyclic detonation of ternary mixtures was shown to be able to create a high-temperature gas medium that has a temperature above 2250 K and contains to 80% highly superheated steam and to 20% CO2, and also CO, O2, and H2 at low concentrations at atmospheric pressure. Such medium was proposed to be used for advanced treatment of household and industrial organic waste to produce a gas mixture of CO and H2. Because the filling of PDSS with the “cold” ternary gas mixture is periodic, the increase in the temperature of its walls and internals is insignificant, and PDSS can be built from conventional (not necessarily refractory) construction materials.

Проведены систематические эксперименты по определению концентрационных пределов детонации тройных смесей «пропан - кислород - водяной пар» при нормальном атмосферном давлении. Эксперименты выполнены в инновационном импульсно-детонационном пароперегревателе (ИДП) с многократной циклической детонацией тройных смесей при варьировании коэффициента избытка горючего (от 0,3 до 1,7) и объемной доли водяного пара (от 0 до 0,7). В дополнение к экспериментам проведены термодинамические расчеты. Показано, что циклическая детонация тройных смесей «пропан - кислород - водяной пар» позволяет получить сильно перегретый водяной пар (СПП) с температурой выше 2250 К при атмосферном давлении, причем в выходном сечении ИДП продукты детонации стехиометрической тройной смеси могут содержать до 80% СПП и до 20% СО2 . Предложено использовать такую высокотемпературную среду для глубокой переработки органических коммунальных и промышленных отходов и газификации углей с получением газовой смеси СО и Н2 , которая в дальнейшем может использоваться в качестве энергетического газа для производства тепла и/или электричества и/или в качестве сырья для производства метанола и синтетических моторных топлив. Вследствие периодического заполнения ИДП «холодной» тройной газовой смесью температура его стенок и внутренних элементов повышается незначительно, так что для его изготовления можно использовать обычные (не жаропрочные) конструкционные материалы.

The possibility of utilizing the kinetic energy of detonation products by a pulse turbine of the simplest water-wheel-like design during the implementation of the Zel'dovich thermodynamic cycle with pulse detonation combustion of fuel is investigated computationally and experimentally. The coefficients of utilization of the momentum and kinetic energy of detonation products in the pulse turbine with unoptimized mass and dimensions are found to be as low as 8%–16%. To improve the efficiency of the pulse turbine, it is necessary to take measures for eliminating unnecessary reflections of shock waves, to select the optimal mass and dimensions of the turbine rotor and the number of blades, to profile the blades and to select the optimal angle of attack, to optimize the size of the lateral gap between the rotor and the housing, and to select the optimum location of the exhaust duct. It is expected that the efficiency of a combined cycle including the optimized pulse turbine and conventional gas and/or steam turbines attached to the exhaust duct could be higher than the efficiency of a conventional hybrid cycle by at most 9%.

Наведено результати дослідження утворення та розвитку кореневої системи у стеблових живців ялини канадської (форма конічна) з однорічною деревиною та живців із відрізком дворічної деревини (п'яткою). Встановлено, що кількість коренів, які утворюються у стеблових живців ялини канадської (форма конічна) та їхня загальна довжина залежать від типу живця й оброблення розчинами росторегулятивної речовини. Більша кількість коренів утворюється у живців з відрізком дворічної деревини. Довжина коренів у живців цього типу також більша. Виявлено, що найефективнішим для стимулювання утворення додаткових коренів у живців ялини канадської з однорічною деревиною є розчин ІМК з концентрацією 50 мг/л, під впливом дії якої кількість коренів у них становить 17,8 шт. і достовірно переважає контрольний варіант на 2,7 шт. У живців з дворічною деревиною кількість адвентивних коренів становить 25,3 шт., перевага над контролем – 4,2 шт. Досліджено, що в усіх варіантах із застосуванням для оброблення живців розчинів ІМК одержано достовірне зростання довжини основних коренів порівняно з контрольним варіантом. Живці ялини канадської (форма конічна) з дворічною деревиною (п'яткою) формують найбільшу за довжиною кореневу систему, яка має 114,2 см, живці з однорічною деревиною – 96,0 см під впливом оброблення ІМК із концентрацією 50 мг/л.

На підставі опрацювання літературних джерел досліджено історію створення зелених насаджень Уманського національного університету садівництва (УНУС). Проведено аналіз таксономічного складу автохтонних та інтродукованих деревних і кущових рослин, що нині зростають на цій території. Встановлено, що серед голонасінних рослин переважають представники роду Thuja та його формового різноманіття, дещо менше представництво має рід Picea, а третім за чисельністю є рід Pinus. Серед кущових порід порядку голонасінних переважають роди Juniperus і Taxus. Порядок покритонасінних рослин найбільше представлений родами Aesculus, Acer, Betula, Corylus, Juglans, Mahonia, Quercus, Ulmus, Tilia, Fraxinus, Salix та Sorbus. Найбільше представництво кущових рослин цього порядку становлять роди Berberis, Caragana, Cornus, Philadelphus, Laburnum, Viburnum, Spiraea, Symphoricarpos, Syringa, Tamarix та Forsythia. Для покращення естетичного стану цих насаджень необхідно проводити формувальну обрізку. Відзначено наявність великої кількості плодових рослин, яку представляють роди Armeniaca, Cerasus, Malus, Morus, Pyrus. Внаслідок проведеного візуального обстеження загального стану насаджень деревних та кущових рослин, що зростають на території УНУС, подано пропозиції щодо їх реконструкції та збільшення видового і формового різноманіття.

Проведено порівняння морфологічних характеристик та швидкості розкладання підстилки в різних за складом природних деревостанах. Розраховано опадо-підстилковий коефіцієнт (ОПК) або індекс інтенсивності біологічного кругообігу для всіх дослідних насаджень природних лісів Національного природного парку "Кармелюкове Поділля". Визначено сезонне зменшення маси підстилки. Встановлено, що показник ОПК залежить від складу деревостану, типу лісу, рельєфу та погодних умов. У насадженнях із перевагою опаду дуба звичайного спостережено накопичення значної маси та потужності підстилки. Виявлено вплив опаду береки і липи на швидкість розкладання підстилки в лісах природного походження. Рекомендовано вводити ці породи в культури дуба звичайного. Встановлено, що формування повітряно-гідрологічного режиму верхніх шарів ґрунту залежить від типу деревостану. Найбільш сприятливою для процесів ґрунтоутворення є грудкувато-листова структура, яку формує опад липи, береки та граба. Опад дуба розкладається найповільніше. Швидкість розкладання підстилки залежить від умов місцезростання та хімічного складу опаду. Середній показник опадо-підстилкового коефіцієнта становить для природних лісів 1,0–1,7. Визначений опадо-підстилковий коефіцієнт підтверджує вагомий вплив опаду липи й береки на мінералізацію підстилки за 2–3 роки. Тому в лісові культури дуба звичайного рекомендовано введення липи й береки, що сприятиме формуванню високопродуктивних подільських дібров.

Впервые экспериментально доказано, что турбулентность, создаваемая перекрёстными сверх-звуковыми струями горючего (природный газ) и окислителя (кислород), истекающими под давлением от 25 до 150 атм в гладкую детонационную трубу диаметром 74 мм, позволяет обеспечить быстрый переход горения в детонацию на расстояниях до 300 мм (до 4 калибров трубы) за времена, составляющие десятые доли миллисекунды (~0,4 мс). Полученные результаты можно использовать для создания компактных предетонаторов для детонационных камер сгорания перспективных энергопреобразующих устройств.

It was experimentally proven for the first time that the turbulence produced by crossed-flow supersonic jets of a fuel (natural gas) and an oxidizer (oxygen), which are injected at a pressure of 25 to 150 atm into a smooth detonation tube 74 mm in diameter, causes a fast deflagration-to-detonation transition at distances as short as 300 mm (up to 4 tube diameters) in times of tenths of a millisecond (∼0.4 ms). The obtained results can be used for designing compact predetonators for detonation combustors of promising energy-converting devices.

Досліджено тривалість і період квітування рослин (Ailanthus altissima Mill.) в умовах Правобережного Лісостепу і Степу України. Визначено, що тривалість і період квітування рослин інтродуцентів значною мірою залежить від кліматичних умов, в яких вони зростають. Досліджено, що рослини A. altissima належать до групи рослин із середньою тривалістю квітування. Оцінено рясність квітування рослин A. altissima в умовах Правобережного Лісостепу і Степу України. Визначено, що тривалість зав'язування та достигання плодів у рослин A. altissima настає в різні строки вегетаційного періоду залежно від середньодобової температури повітря та місця зростання цього виду. Досліджено, що дерева A. altissima у фазу плодоношення вступають у віці 10–15 років у південних областях Степу і в 15–18 років – в умовах Правобережного Лісостепу. Встановлено, що у досліджуваних рослин A. altissima впродовж вегетаційного періоду спостерігається стабільне квітування та плодоношення. Середній показник рясності квітування в умовах Правобережного Лісостепу був стабільним і оцінювався балом 4,5, а в Степу – 5 балів. Показник рясності плодоношення в Правобережному Лісостепу і Степу був стабільним і досить високим – 4,0 та 5,0 балів. Наведено результати дослідження середніх показників рясності квітування та плодоношення A. altissima, які зростають у Національному дендрологічному парку "Софіївка" НАН України, Уманському НУС, у зелених насадженнях. Умані та Уманського району, дендрологічному парку "Веселі Боковеньки" Кіровоградської обл. смт Чечельник Вінницької обл., в Одесі та Миколаєві.

Experiments show that the combined e ̈ect of acceleration of the §ow due to the passage of the combustion wave from a larger-diameter tube into a smaller-diameter tube and through turbulizing obstacles signi¦cantly reduces the run-up distance of the strong shock wave€ reaction zone complex in a stoichiometric methane€air mixture: such a complex can be formed in a tube with turbulizing obstacles within a distance of ∼ 1 m (∼ 14 diameters of the test section) from the ignition source and can propagate in such a tube at a velocity of 1300€1400 m/s. After the passage of the shock wave € reaction zone complex from the tube portion with turbulizing obstacles into the smooth portion, it propagates there at a velocity of 850€900 m/s, without substantial attenuation, at least over a distance of 0.5€1 m.

S.M. Frolov, V. S. Aksenov, K.A. Avdeev, A. A. Borisov, P. A. Gusev, V. S. Ivanov, A. S. Koval£, S.N. Medvedev, V. A. Smetanyuk, F. S. Frolov, and I.O. Shamshin Center for Pulse Detonation Combustion Moscow, Russia N.N. Semenov Institute of Chemical Physics Russian Academy of Sciences (ICP RAS) Moscow, Russia e-mail: smfrol@chph.ras.ru National Research Nuclear University ¤Moscow Engineering Physics Institute¥ (NRNU MEPhI) Moscow, Russia

The dynamics of the combustion of stoichiometric methane-air mixtures during the passage from a larger-diameter to a smaller-diameter tube is experimentally studied. The combined effect of increases in the velocity and duration of the gas flow and in the degree of its turbulization due to a decrease in the cross sectional area of the tube and installation in it of turbulizing obstacles considerably enhance the probability of onset of combustion mode with the formation of strong shock waves. Combustion waves led by a shock wave that ignites the mixture at obstacles and propagates at a velocity of up to 1400 m/s within a distance of ∼14 tube diameters are produced.