Президенте Республики Саха (Якутия). Всборник включены статьи лауреатов и диплом

Вид материала

Содержание

Изучение возможности использования атомных станций малой мощности (асмм) в условиях крайнего севера
Исследование эффективности газовых котлов моделей кс-тг-20 и кчм-5-к
Турбина универсальная
Микроволновая электростанция – энергетика будущего
Передача энергии в микроволновом диапазоне.
Принцип работы КСЭ
Секция «физико-математические науки»
СПОСОБЫ НАХОЖДЕНИЯ МНОГОЧЛЕНОВ n-Й СТЕПЕНИ, ИМЕЮЩИХ НА ДВУХ «УРОВНЯХ» ЦЕЛОЧИСЛЕННЫЕ РЕШЕНИЯ
Геометрическое доказательство следствия теоремы понселе для двух эллипсов
Математическая статистика результатов егэ учащихся белогорской гимназии
Сравнение статистических данных по результатам сдачи ЕГЭ по математике

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (АСММ) В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Владимиров Михаил Михайлович

Хангаласский улус, г. Покровск

МОУ «Покровская улусная многопрофильная гимназия», 10 класс

участник XVIII Всероссийской научно-творческой конференции «Интеллектуальное возрождение», г. Санкт-Петербург

Руководитель: Слепцов Афанасий Иванович, учитель физики и информатики

Научный консультант: Шадрин Аркадий Петрович, зав. Лабораторией

теплоэнергетики ИФТПС ЯНЦ СО РАН, к.т.н.

Цель работы: улучшение энергоснабжения северных улусов республики путем применения нетрадиционных для Севера источников энергии - энергии атомного ядра.

Задачи:

изучение проблем энергоснабжения Республики Саха (Якутия);
изучение возможности использования наземных атомных электростанций малой мощности в условиях Севера республики;
изучение возможности использования плавучих атомных электростанций малой мощности в условиях Севера республики;
проведение оценки затрат по комплексному решению проблем установки, эксплуатации по всему ядерному топливному циклу, а также безопасности радиационного воздействия на человека и окружающую среду;

В работе:

рассмотрены проблемы доставки жидкого топлива в РС (Я);
проведен поиск наиболее эффективных ЯЭУ отечественного и зарубежного производства, пригодных для наших условий. В условиях республики могут быть размещены ПАСММ типа АБВ-3 и АСММ «Унитерм», но для окончательного выбора нужны дополнительные научные исследования;
проведен выбор места размещения наземных АСММ. Из соображений достижения наибольшей доли замещения дизельного топлива лучшим вариантом является Накын (АК Алроса);
проведены расчеты затрат на строительство и снятие эксплуатации АСММ «Унитерм». Капиталовложения на строительство, заработную плату, ремонт и снятие с эксплуатации АСММ «Унитерм» мощностью в 12 МВт составляет сумму 2000 млн рублей. Срок окупаемости при замещении дизельного топлива на электроснабжение для АСММ равен 2000 млн рб / 255 млн рб = 7.8 = 8 лет. Итого, за 25 – 8 = 17 лет полная экономия финансовых средств за счет замещения дизельного топлива и дизельного масла будет равна 255*8 = 4335 млн рублей;
изучены эффективность применения плавучих АСММ и указаны приоритетные места их размещения (Усть-Куйга, Батагай, Чокурдах, Эбэлэх и др.);
расчет и сравнение себестоимости электроэнергии для ДЭС и АСММ. Годовые затраты на электроснабжение составляют 313 млн рублей. Себестоимость выработки электроэнергии получается равной 3,7 руб/ кВт.ч. Себестоимость выработки электроэнергии на АСММ «Унитерм» по данным ФГУП НИКИЭТ 1,7 руб/кВт.ч.

Расчеты показали:

Эксплуатация наземной АСММ мощностью в 12 МВт со сроком загрузки ядерного топлива на 25 лет окупается экономией на завозе топлива за 8 лет и приводит к полной экономии в 4 млрд.
рублей за весь срок службы станции.
В социально-экономических условиях Республики Саха (Якутия) для прибрежных районов наиболее перспективны ПАТЭС с 4 блоками типа АБВ-6М или пары ПАТЭС с 2-я энергоблоками с общей электрической мощностью до 24 МВт в н.п. Усть-Куйга (Тикси, Юрюнг-Хая).
Себестоимость 1 кВтч электроэнергии для ПАСММ получается 2,5 – 3 рубля/кВт·ч (электроэнергия, отпущенная ОАО АК «Сахаэнерго»  от 6-7 до 14 рублей в зависимости от района).
В перспективе (до 2025 г.) только размещение плавучих АТЭЦ общей мощностью до 175 МВт может высвободить:
- 420 тыс. тонн угля и 250 тыс. тонн жидкого дальнепривозного топлива, т.е. до 34 млрд. рублей в год финансовых средств;
- в транспорте – 69 рейса сухогрузов (грузоподъёмностью по 2510 т) и 82 рейса танкеров (1500 т), 160 рейсов автоцистерн, 49 рейса крупнотоннажного автотранспорта;
- значительной экономии капитальных вложений на причалы, резервуары жидкого топлива и складские сооружения – угля.
Эффективность применения ПАСММ по сравнению с вариантом энергоснабжения на дальнепривозном органическом топливе ДЭС, ТЭЦ и ВК изменяется в зависимости от состава основного оборудования, электрической, тепловой нагрузки, и типоразмеров ядерных реакторов малых АЭС от 5 до 38 % как проекты ПАСММ типа «АБВ – 36» и другие.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОВЫХ КОТЛОВ МОДЕЛЕЙ КС-ТГ-20 И КЧМ-5-К

Бурнашева Татьяна Гаврильевна

Мегино-Кангаласский улус, с. Майя

МОУ «Майинская гимназия», 11 класс

диплом III степени XVIII Всероссийской научно-творческой конференции

«Интеллектуальное возрождение», г. Санкт-Петербург

Руководитель: Никитин Петр Афанасьевич, учитель физики

Научный консультант: Алексеев Александр Алексеевич, к.б.н.,

доцент кафедры экспериментальной физики ФТИ ЯГУ им. М.К. Амосова

В условиях нашей Республики Саха, где отопительный сезон длится более восьми месяцев, для каждого северянина важным является вопрос утепления, теплоснабжения индивидуальных домов. Работа представляет собой опыт изучения эффективности применения газовых котлов, предназначенных для теплоснабжения индивидуальных домов (коттеджей) и зданий коммунально-бытового назначения, оборудованных системами водяного отопления с естественной или принудительной циркуляцией.

Одной из проблем является выбор оптимально подходящего для домовладельца котла газового отопления. Целью нашего исследования является сравнение возможностей газовых котлов разных моделей для выявления эффективности их использования.

Исследовали работу газовых котлов моделей КС-ТГ-20 и КЧМ-5-К 10 домовладельцев села Майя в течение 2 отопительных сезонов. Для осуществления данного проекта использовались следующие методы и приемы: изучение и сравнение технических характеристик котлов, периодическое наблюдение за работой газовых котлов в течение отопительных сезонов, сбор и статистическая обработка результатов наблюдения, анализ и систематизация результатов экономических расчетов, устный опрос домовладельцев, обобщение полученной информации, экспериментальная оценка.

Район исследования находится на территории Мегино – Кангаласского района, расположенного в Центральной Якутии между 60º - 64º северной широты, 115º и 130º восточной долготы. Климат резко – континентальный, характеризуется низкими годовыми и зимними температурами, большими сезонными и суточными амплитудами температур и малым количеством выпадающих осадков. Среднегодовая температура воздуха Мегино–Кангаласского района равна 10,2 – 12,2 градусов, выпадает за год в среднем 210 мм осадков. Район исследования находится в области широкого распространения мощных толщ многолетнемерзлых пород. В центральной части района встречаются участки, где мощность мерзлых пород превышает 500 метров.

Исследование провели по исходным данным газопользования за период с сентября 2006 года по декабрь 2008 года 10 частных домовладельцев (из них 6 КС-ТГ-20 и 4 КЧМ-5-К). Все дома имеют разные объемы, поэтому для сравнения рассчитываем расходы газа на отопление 1 объема помещений (Диаграмма №2). Провели расчеты стоимости удельного объема отапливаемого помещения, потребления газа котлами (Диаграмма №1). По результатам экономических расчетов составлены статистические таблицы, приводимые в приложении (таблица №12 Стоимость отапливаемого жилого помещения для котлов моделей КС-ТГ-20 и КЧМ-5-К, таблица №13 Расход газа на 1 м³ жилого помещения для котлов моделей КС-ТГ-20, таблица №14 Расход газа на 1 м³ жилого помещения для котлов моделей КЧМ-5-К). Сравнения выгоды газового отопления от отопления дровами приведено в таблице №15 «Сравнение расходов на отопление газовыми котлами с традиционным» приложения.

По результатам обобщения и анализа исследований можно сделать следующие выводы:

Расход газа на единицу отапливаемого помещения котла КЧМ-5-К в зимние месяцы стабилен и колеблется в пределах 6,1-7,5м³/м³(в месяц).
Расход газа на единицу отапливаемого помещения котла КС-ТГ-20 в зависимости от месяца (от температуры наружного воздуха) плавно изменяется в пределах от 2,6 до 5,5 м³/м³в месяц.
В среднем расход газа при равных условиях отопления для котлов КС-ТГ-20 во всех рассмотренных случаях меньше чем у котлов КЧМ-5-К и соответственно экономически выгоднее (у КС-ТГ-20 плата примерно на 1/4 меньше, чем в целом у КЧМ-5-К).
Экономическая выгода газовых котлов от обычной печи (на дровах) колеблется между 1,9 – 2,3 раза. - Тепловые мощности КС-ТГ-20 и КЧМ-5-К отличаются – 20 кВт и 27 кВт, что сказывается на расходе потребляемого газа. Теоретически КС-ТГ-20 рассчитан на отапливаемую площадь 180 м², КЧМ-5-К – 270 м². Площади исследованных домов колеблются от 56 м² до 160 м².
Для сжигания 1 м³ газа теоретически необходимо 10 м³воздуха. В действительности же на 1 м³ газа необходимо примерно 11-12 м³ воздуха. Поэтому вентиляционную трубу надо делать шире, согласно требованию в инструкции.

Рекомендации

В наших климатических условиях, как показывает практика, для зданий с малой площадью, рациональнее применять котлы модели КС-ТГ-20, чем КЧМ-5-К.
КЧМ-5-К рассчитан для помещений с отапливаемой площадью около 270 м², поэтому целесообразнее применять для помещений с большой площадью.
При выборе отопительного котла важно правильно рассчитать его главный параметр - мощность. Для расчета требуемой мощности можно пользоваться простым соотношением: 1 кВт на отопление 10 кв.м утепленного здания при высоте потолков не более 3м.

ТУРБИНА УНИВЕРСАЛЬНАЯ

Нагула Вячеслав Александрович

Кобяйский улус, п. Сангар

МОУ «Сангарская гимназия», 11 класс

Руководитель: Нагула Александр Григорьевич, учитель физики

Цель исследования: Изучить способы преобразования различных видов энергии в энергию электрическую. Разработать свою модель преобразования энергии.

Задачи:

Изучить необходимую литературу по преобразованию энергии.
Изучить предлагаемые конструкции по преобразованию энергии ветра, воды, Солнца.
Изучить возможность объединения нескольких преобразователей в единую систему.
Предложить компактную, удобную в использовании и транспортировке установку.

Наши исследования: Изучая различные энергоустановки, обратили внимание, что большинство способов получения электрической энергии сводится к преобразованию энергии тепла, воды, ветра, сгорающего топлива и др. Через систему турбина – генератор. Для создания объединенной конструкции, подходит турбина, работающая от ветра и воды. В процессе работы предусмотрели возможность работы турбины от осадков в виде дождя и возможность работы вручную, при зарядке аккумуляторов. В основу работы заложены законы гидро – аэродинамики, в частности, закон Даниила Бернулли – движение жидкостей и газов по трубам. Предложили устройство в виде независимых, регулируемых щитов, позволяющее увеличить КПД турбины при работе её от ветра. Для равномерности вращения турбины был установлен маховик. Два редуктора, передающих вращение турбины генератору. В нашем случае - 1 : 9 и 1 : 18, что позволяет получить на каждый оборот турбины до 162 оборотов генератора. Чего вполне достаточно для успешной работы электронных устройств. Использовались генераторы переменного тока (велогенератор) и постоянного тока (от фонарика).

Заключение: В результате нескольких месяцев работы мы построили турбину способную вращать генераторы малой мощности различных типов. Учитывая, что современные электронные устройства такие как радиоприёмники, светодиодные осветители, фотоаппараты и другие – энергосберегающие, то мощности 3-4 Вт, при напряжении 3-6 В и силе тока до 0,15А вполне достаточно. В основу конструкции заложены принципы: удобство, универсальность, уникальность. Основными источниками энергии являются вода, ветер, дождевые осадки, мускульная сила. Такую установку можно использовать на даче, на рыбалке, на сенокосе, при длительных походах, в экологических лагерях, для зарядки аккумуляторов.

МИКРОВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ – ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО

Артемьев Александр Иванович

Чурапчинский улус, с. Чурапча

Чурапчинская улусная гимназия, 11 класс

участник XVIII Всероссийской научно-творческой конференции

«Интеллектуальное возрождение», г. Санкт-Петербург

Руководитель: Хоютанова Мария Иустиновна, учитель физики

Актуальность темы исходит из того что, при нынешнем темпе потребления нефти ее известных запасов, как считают ученые хватит на 40 лет. Угля хватит на130 лет. Как же быть? Выход один - искать новые высокоэффективные источники энергии, не зависящие от наших планетарных ресурсов, и, что немаловажно, экологически чистые. Мы предлагаем внедрение микроволновой энергетики.

Новизна: Такой источник электроэнергии экологичен, и работает постоянно без использования планетарных ресурсов, что позволит сэкономить земные ресурсы.

Передача энергии в микроволновом диапазоне.

Наш проект предлагает излучения спутниковых солнечных электростанций направить на Землю. Для этого нужны исследования в области усиления мощности микроволнового излучения и регулирования фазы для правильной оценки влияния системы передачи энергии на живые организмы и системы связи. Полученную энергию использовать на Земле.

Принцип работы КСЭ:

Космические солнечные электростанции (КСЭ) должны быть размещены в экваториальной плоскости на околоземной круговой орбите высотой около 35 880 км. При таком расположении они движутся с той же угловой скоростью, что и Земля.

Вырабатываемая ею электроэнергия будет передаваться на Землю направленной на приемную станцию антенной диаметром 1 км в виде пучка, сформированного микроволновыми генераторами. Использование микроволнового пучка с длиной волны 10 см позволит обеспечить передачу энергии в любую погоду. Панели солнечных фотоэлектрических батарей в этом проекте имеют форму квадрата со стороной 4 км. Под углом к плоскости батареи расположены зеркальные концентраторы солнечной энергии.

Переработка энергии на Земле производится по принципу Глезера. Тепловая энергия солнечного излучения фокусируется в полостном абсорбере, где нагревает жидкий гелий, поступающий из теплообменника. Нагретый газ расширяется в турбине, вырабатывающей энергию для привода компрессора и генератора. Переменный ток, вырабатываемый генератором, повышается трансформатором. В рекуператоре газообразный гелий охлаждается, затем поступает в теплообменник, где переходит вновь в жидкое состояние. Жидкометаллический охлаждающий контур рассеивает избыточное тепло.

В любой из рассмотренных систем энергия генерируется в виде постоянного электрического тока, который должен быть преобразован в энергию микроволнового излучения, передаваемого на Землю двумя передатчиками на каждой космической электростанции. Передающая антенна имеет поперечный размер около 1 км. Наземные приемные антенны преобразуют микроволновое излучение в постоянный ток.

Станции подобные «Космос - Земля» могут быть сколько угодно.

Заключение: Срок его действия могут быть неограниченным, и она будет передавать волны всегда без остановок. С помощью таких спутников и электростанций можно добыть самое дешевое электричество с самыми малыми потерями и не подвергать Землю от истощения ресурсов и загрязнения. Микроволновые волны узконаправленны, поэтому всё это безопасно для окружающей среды.

СЕКЦИЯ «ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ»

ИССЛЕДОВАНИЕ СКАТЫВАНИЯ ШАРА С ВЕРШИНЫ ПОЛУСФЕРЫ И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕМ

Городничев Родион Михайлович

г. Якутск, МОУ СОШ № 5, 11 класс

диплом III степени Всероссийского молодежного научного форума

«Шаг в будущее», г. Москва

Руководитель: Платонов Александр Васильевич, учитель физики

Научный консультант: Петухов Станислав Иванович, д.ф-м.н.,

зав. лабораторией теории космической плазмы института

космофизических исследований и аэрономии СО РАН

В данной работе проведено исследование нестандартной ситуации, когда под действием силы трения сцепления начинается проскальзывание катящегося шара по сферической поверхности. Используя такие методы как физический эксперимент, наблюдение, анализ и синтез изучено действие силы трения сцепления на катящееся тело, смоделировано его движение, выведено физическое условие наступления проскальзывания в данных условиях, решена новая задача о нахождении угла между вертикалью и прямой, соединяющей центры тяжести сферы и шара, при котором начнется проскальзывание. Разработаны задачи о нахождении параметров, при которых начнется проскальзывание, и других величин, характеризующих качение со скольжением для различных тел и поверхностей. По результатам исследования составлены сравнительные таблицы данных при различных условиях.

Разработка подобных задач не только повышает их степень трудности, но также способствует формированию у школьников и студентов умений и навыков моделирования физических условий, движений, что является показателем сформированности предметных и исследовательских компетенций.

В большинстве сборников задач по общему курсу физики, где рассматривается скатывание шара по поверхности сферы, вводится предположение об отсутствии проскальзывания. Тем самым допускается необоснованное упрощение модели движения тела.

СПОСОБЫ НАХОЖДЕНИЯ МНОГОЧЛЕНОВ n-Й СТЕПЕНИ, ИМЕЮЩИХ НА ДВУХ «УРОВНЯХ» ЦЕЛОЧИСЛЕННЫЕ РЕШЕНИЯ

Иннокентьев Артем Петрович

Хангаласский улус, Октемский лицей, 10 класс

диплом I степени XIII республиканской научной конференции

«Шаг в будущее», г. Москва

Руководитель: Чечебутова Саргылана Дмитриевна, учитель математики

Научный консультант: Дмитриев Иван Григорьевич, к.ф-м.н.,

доцент кафедры алгебры и геометрии ЯГУ

Уравнения, имеющие решения в целых числах, привлекали математиков еще с древних времен. В данной работе нами исследованы многочлены n-й степени с целыми коэффициентами, графики которых пересекаются одновременно с двумя прямыми y=c₁ и y=c₂, в n точках, причем точки пересечения также целые числа. Показано существование таких многочленов при n≤6 и найдены способы их нахождения. В решении были использованы свойства четных и нечетных функций, что существенно облегчило ход решения. В результате исследования получены следующие результаты:

При n=2 всегда можно найти параболу вида y=(x-a)²+ b, которая на двух «уровнях» имеет целочисленные решения;
многочлены третьей степени вида f(x)= x³-Ax, где А= p²+pq+q², p и q – целые числа, имеют по три целочисленных решения на двух «уровнях», здесь «уровнями» являются прямые y=f(p) и y=f(-p);
многочлены вида f(x)=(х²-а²)(х²-b²) пересекаются с прямыми y=a²b² и y=0 в целочисленных в точках;
При n=5 многочлены вида F(x)=x⁵+Ax³+Bx, где ), , p и q такие, что - целое, имеют на двух «уровнях» по 5 целочисленных точек;
Многочлен 6-й степени вида F(x)= x⁶-2Ax⁴+A²x², где А=p²+pq+q², имеет также по 6 целочисленных решений на двух «уровнях».
Каждый рассмотренный случай подтверждается примером. Результаты исследования могут быть использованы при решении более трудных задач.

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СЛЕДСТВИЯ ТЕОРЕМЫ ПОНСЕЛЕ ДЛЯ ДВУХ ЭЛЛИПСОВ

Бубякина Галина Игоревна

г. Якутск, МОУ СОШ № 31, 11 класс

диплом III степени Всероссийского молодежного научного форума

«Шаг в будущее», г. Москва

Руководитель: Семенова Маргарита Спиридоновна, учитель математики

Научный консультант: Бубякин Игорь Витальевич, к.ф.-м.н.,

доцент кафедры алгебры и геометрии ИМИ ЯГУ

Целью исследования является нахождение геометрического доказательства следствия теоремы Понселе для двух эллипсов.

В основу геометрического доказательства должны быть положены построения, непосредственно связанные с данными геометрическими фигурами.

Доказательство следствия теоремы Понселе для двух эллипсов проводится методами элементарной геометрии, используя оптическое и изогональное свойства эллипса.

Значимость исследования заключается в том, что геометрические построения, используемые для обоснования следствия теоремы Понселе для двух эллипсов, могут служить основой в доказательстве подобных утверждений для других плоских кривых, в частности для гиперболы и параболы.

В результате исследования на основе методов элементарной геометрии, а так же оптического и изогонального свойств эллипса, найдено геометрическое доказательство следствия теоремы Понселе для двух эллипсов.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЕГЭ УЧАЩИХСЯ БЕЛОГОРСКОЙ ГИМНАЗИИ

Реброва Наталья Григорьевна

Абыйский улус, п. Белая Гора

МОУ Белогорская гимназия, 10 класс

диплом II степени XVIII Всероссийской научно-творческой конференции

«Интеллектуальное возрождение», г. Санкт-Петербург

Руководитель: Ягудина Лилия Фаритовна, учитель математики

Окружающий нас мир насыщен информацией – разнообразные потоки данных окружают нас, захватывая в поле своего действия, лишая правильного восприятия действительности. Не будет преувеличением сказать, что информация становится частью действительности и нашего сознания.

Без адекватных технологий анализа информации (данных) человек оказывается беспомощным в жестокой информационной среде. Статистика позволяет компактно описать данные, понять их структуру, провести классификацию, увидеть закономерности в хаосе случайных явлений.

Актуальность работы следует из того, что аппарат математической статистики является изумительным по мощности и гибкости инструментом для отсеивания закономерностей от случайностей. Исследователю обязательно необходимо накапливать информацию об окружающем мире, пытаясь выделить закономерности из случайностей.

Цель работы: исследование результатов ЕГЭ методами математической статистики.

Задачи:

Раскрытие понятия математической статистики
Изучить первичные статистические данные результатов ЕГЭ
Сравнить результаты ЕГЭ по годам, с помощью математической статистики
Спрогнозировать результат на 2009 г.

Объект исследования: результаты ЕГЭ по русскому языку и математике по годам учащихся 11 классов Белогорской гимназии Республики Саха (Якутии).

Предмет исследования: методы математической статистики.

Методы исследования:

изучение научно-методической литературы;
изучение документации по результатам ЕГЭ 2003-2008 годов

Сравнение статистических данных по результатам сдачи ЕГЭ по математике

	2008	2007	2006	2005	2004	2003
среднее	46,71	63,36	64,6	61,86	69,467	66,563
дисперсия	171,14	142,86	70,25	78,9011	52,838	79,196
станд отклон	13,08	11,95	8,38	8,88263	7,269	8,8992
медиана	45,5	64	67	61	67	66
мода	39	52	66	56	60	59
эксцесс	-1,53	-0,71	0,21	2,71783	-0,8763	-0,454
квадр отклон	2224,86	1857,21	1334,8	1025,71	739,73	1187,9
асимметрия	0,049	-0,15	-1,01	1,33833	0,4588	0,4747

Blog

Президенте Республики Саха (Якутия). Всборник включены статьи лауреатов и диплом

Содержание