Фигура Земли и ее географические следствия

В качестве объекта выбран наиболее распространенный тип БРУ — трёхколонные установки косвенного действия, которые состоят из бражной (БК), эпюрационной (ЭК) и ректификационной (РК) колонн. В таких БРУ существуют как прямые связи между колоннами (влияние потока одной колонны на другую), так и рецикл по непастеризованному спирту, который влияет на эпюрационную колонну.

Впервые разработана математическая модель динамики установки как единого объекта управления, которая позволила учесть взаимосвязи между колонами. Разработанная модель имеет 9 входов и 9 выходов. Входы модели — расход пара в бражную колонну, расход бражки в бражную колонну, расход охлаждающей воды в бражную колонну, расход пары в эпюрационную колонну, расход охлаждающей воды в эпюрационную колонну, расход пара в ректификационную колонну, отбор спирта из ректификационной колонны, расход эпюрата в ректификационную колонну, расход охлаждающей воды в ректификационную колонну. Выходы модели — давление верха бражной колонны, температура верха бражной колонны, температура охлаждающей воды бражной колонны, температура низа эпюрационной колонны, давление верха эпюрационной колонны, температура на контрольной тарелке ректификационной колонны, крепость спирта-ректификата, температура охлаждающей воды ректификационной колонны. Математическая модель является комбинацией экспериментальных моделей и разработанных автором звеньев, которые связываю колонны, разработанных с использованием теоретической модели ректификационной колонны. В матричном виде в пространстве состояний, при аппроксимации запаздывания отрезком ряда Паде 2-го порядка, математическая модель является системой из 107 дифференциальных уравнений.

Впервые разработана и исследована многомерная система управления установкой как единым целым, что значительно повышает качество управления. Многомерная система управления использует многомерный цифровой линейно-квадратический регулятор с моделью возмущений. Данный регулятор является оптимальным для многомерных объектов с большим количеством связей, которым является БРУ.

Как показал вычислительный эксперимент, отклонение наиболее важных параметров в разработанной многомерной системе управления (крепость спирта и температура на контрольной тарелке) в трёх случаях — при номинальных значения коэффициентов модели, при отклонении коэффициентов на +20%, при отклонении коэффициентов на -20% — значительно меньше, чем в типовой системе и процесс устанавливается практически без колебаний. Кроме того, разработанная система управления дает экономию в 2% производительности.

В работе проведен программно-технический синтез системы управления установкой. Центральным звеном в разработанной архитектуре является промышленный компьютер с операционной системой реального времени 0ЫХ6. Основные технические характеристики программно-технической системы: устойчивость системы (проведена оптимизация под конкретную технологическую задачу), время реакции системы на прерывание стабильно (данные с устройств связи с объектом получаются строго в соответствии с шагом дискретности), время переключения задач — минимальное, высокая скорость загрузки при необходимости перезагрузки компьютера.

Фигура Земли и ее географические следствия

Первые идеи шарообразности Земли-В Античное время. Фалес 625-547 г до.нэ. Пифагор 570-500 г до н.э. Парменид 515-445 до н.э Трактат о природе. Аристотель 384-322 до н.э «О небе» , «Метеорология» Эратосфен Киренский 276-194 до н.э(длина мередиана Сиена(сев тропик)и Александрия) Аристотель:1.круглые формы земной тени при лунных затмениях 2.изменение вида звездного неба при перемещении с с на ю 3. расширение горизонта при подъеме на гору. 1672г – Рише, часы изменили ход, они стали отставать на 2 минуты в сутки. Широта Парижа – 49о, Кайены – 5о. Ньютон,Гюйгенс допустили,что Земля сплюснута у полюсов. Земля не шар,эллипсоид вращения. Геоид(землеподобный, Листинг-понятие1873). Геоид-фигура Земли,ограниченная уровенной поверхностью потенциала силы трения,совпадающей в океане со средним уровнем воды и продолженный под эллипсоидом так, что эта поверхность кругом перпендикулярна направлению силы тяжести. Кардиоид. Бехайн первый глобус 1492г. Географические полюсы-точка пересечения оси вращения с земной поверхностью. Экватор-линия пересечения земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли и перпендикулярна оси вращения. Lэкватора-40076км. Параллель – линия сечения поверхности земного шара параллельные плоскости экватора. Мередианы-линии сечения плоскостями ,проходящие через ось вращения и посюса(40009км,1град=111,1км). Географ следствия:т.к солнечные лучи падают на геоид углы падения разные, в разных местах в одно и тоже место разные углы. Они уменьшаются от экватора к полюсам =>количество поступающего солнечного тепла уменьшается по направлению к полюсам, что обуславливает зональность природных явлений.

8.Размеры про Крассовскому : Rэкв- 6378км Rполяр-6356км Rср-6371 Полярное сжатие-21,36км Экваториальное сжатие-213м Sповерхности-510 млн км2(суша-149, вода-361-71%) mЗемли-598*10 Значение: от массы зависит наличие атмосферы.Она защищает от радиации (без неё на 30оС ниже была бы)(определяет тепловой режим). Только при наличии достаточной массы могло произойти выделение энергии при сжатии в их количествах , которые активизировали разделение вещества: плавление вещества в ядре-дегазация расплавов-влканизм-выброс летучих компанентов наружу- формирование газовой оболочки-образование гидросферы-…- жизнь. Эратосфен Киренский- вычеслил размеры Земли, ввел понятие География.

9. Осевое(суточное) Вращение Земли с з на в(против часовой стрелки,если смотреть со стороны сев.полушария)Полный оборот за 23ч56мин4с. Ось Земли не сохраняет неизменным своего направления в пространстве. 40 тыс лет – 3 градуса примерно. Прецессия – медленное движение оси вращения по круговому с осью перпендикулярна плоскости эклиптики.Полный оборот-26000лет Причина:неодинаковая сила притяжения Солнцем и Лунной в разных её частях. Нутация-небольшое(до 9сек)колебания оси вращения земли. Период-18.6 лет. Причина: периодические изменения плоскости лунной орбиты =>сил притяжения Луны и Земли. Линейная скорость на экваторе-464м/с,далее уменьшается. Опыт Ж.Фуко – в Париже(металлическая нить-67м, шар-27кг,маятник отклонился за час на 15 град) Следствия суточного вращения:1смена дня и ночи(суточная ритмика)2.Возникновение силы Кориолиса 3. Возникают ось вращения,полюсы,экватор-основы географ.координат. 4.Возникает деформация фигуры Земли 5.Возникает центробежная сила (на экваторе макс),определяет возникновения силы тяготения=>оказывает на скорости различных объектов

10. Гаспа́р-Гюста́в де Кориоли́с (фр 1792—1843) — французский математик, инженер и учёный. К. с. равна произведению массы точки на её Кориолиса ускорение и направлена противоположно этому ускорению.К.с = ( , j-широта, V-скорость движения) 600млн лет назад-сутки-20,8ч, В России 9 часовых пояса. В результате вращения Земли сила Кариолиса вызывает отклонение движущегося горизонтально тел от первоначального направления в Сев полушарии вправо, в Юж-влево, если смотреть в сторону движения. Процессы:направления движения ВМ, речные потоки,течения. Закон Бэра(правые берега рек сев полушария круче левых)

11.Орбитально(годовое) вращение. Земля вращается по элептической орбите. Ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66о33,. Ось параллельна сама себе. Vвращения по орбите 30 км/с. Оборот полный 365 суток 6ч 9м 9с. 22июня,23сентября,22декабря,21марта. Смена времен года,т.к высота падения лучей изменяется,изменяется длительность дня и ночи разные. 22 июня астрономическое летов Сев полушарии.Ось земли наклонена Северным концом к Солнцу. ОТВЕСНО ЛУЧИ НА Сев тропик Рака 22о27, . Сев полушарие получает тепла больше чем Южное. тк на всех широтах Сев полушария день длиннее ночи,а на параллелях от полярного круга до полюса Солнце не заходит за горизонт. От 22июня до 23сент Сев полушарие получает больше тепла. Углы уменьшаются, но они больше. День уменьшается, но длиннее ночи. 23 сентября астрономическая осень в Сев полушарии. Земля займет положение при котором оба полушария освещены одинаково.(светоразделительная полоса^лучам) На всех широтах день равен ночи. На экваторе 90о. =>Вращение Земли вокруг Солнца при наклонном положении её оси в пространстве обуславливают смену времен года,потому что в течении года происходит изменение количества солнечного тепла,т.к в течении года меняются углы падения солнечных лучей =>продолжительность соотношении дня и ночи на каждой широте. Под контролем годового движения не только смена времен года но и режимы рек,ритмика жизни, виды и сроки с/х работ.

12.А.П.Шубаев : 1.экваториальный(0-10) не существует разницы между долготой дня и продолжительностью ночи.Сумерки короткие. Полуденная высота Солнца колеблется от 90-56,5о. Дважды в году –в дни равноденствия Солнце в зените. Времен года нет. 2.Тропические(10-13,5о)появляется разная продолжительность дня и ночи. Изменения от 10 до 13 часов. Сумерки короткие. Высота Солнца меняется от90-47о. Два времени года. 3.Субтропические(23,5-40о)нарастает разница дня и ночи. от 9 до 15 ч. Сумерки непродолжительные. Высота Солнца приближается к 90 и опускается до 16,5о. В Зените нет. Чётко выражены 2 времени года.Слабо выражены переходные сезоны. 4.Умеренные(40-58о)ощутимый контраст дня и ночи от 18 до 6 часов.Сумерки продолжительны.Высота колеблется 8,5 – 55,5о. 4 времени года.зима почти = лету. 5.Пояса белых летних ночей и коротких зимних дней.(58-66,5о)непродолжительный срок. С приближением дня летнего солнцестояния –белые ночи, зимой-сумеречные дни. Появление белых ночей-преломление лучей в земной атмосфере,светила кажутся выше.Высота Солнца в полдень от 55,5 – 0о. 4 времени года,зима длиннее лета. 6.Субполярные пояса(66,5-74,5о)контраст продолжительности полярной ночи,у полярных кругов около суток,а на полярных границах до 103. Ближе к полярному поясуСолнце опускаетсяна 8 градусов ниже горизонта, полярная ночь как сумерки.Высота Солнца летом от 47-39 о. 7.Полярные(74,5-90)вблизи полюсов.В сев полушарии от 103-179 дней ночь.Из-за неравномерного движения Земли продолжительность полярной ночи в южном полушарии на 8 суток короче,а день на 8 суток длиннее. Макс высота на полюсах 23,5о. 2 сезона года,совпадают с полярным днем и ночью.

13.Согласно гипотезе магнитного гидродинамо, благодаря вращению внутреннего ядра и конвекции вещ-ва во внешнем ядре образуются кольцевые электротоки,котрые взаимодействуют с конвективными течениями во внешнем ядре =>образуется магнитное поле. Оно меняет полярность. Вокруг Земли формируется магнитосфера, простирается до 70-80 тыс км в направлении от Сонца и на 5 млн км в противоположном направлении. Экранирует поверхность Земли и биосферу от заряженных частиц солнечного ветра и частично космических лучей. В околоземном пространстве магнитная ловушка, формируется 2 радиационных пояса:на высоте 400 км, и на 20000км. На Земле имеются магнитные аномалии(КМА-напряженность выше нормы)

14.а) земная кора(0,8%массы, rср-2,5 – 3,3 г/см3, О2-47%,Si-29.5, Al-8,Fe-4.6, Ca-3.Na-2.5) отделяется от мантии границей Мохоровичича(Мока). На глубине 20-30м слой постоянных t, ниже с глубиной возрастает(на 1км на20-30 оС).Земная кора неоднородна и имеет разное строение под материком и океаном. 1.Океаническая кора. А-осадочный(от0-10-15км глинистые,карбонатные осадки), Б-базальтовый(прослойки осадочных пород,мощность до 2км), оба слоя изучены при помощи бурения. В-слабо изучен(из магматических и метаморфических пород). 2.Материковая(континентальная), ср мощность 35-40 км, А-осадочный(0-20КМ),Б-гранитно-метаморфический(метаморфич горные породы-гнейсы,сланцы,гранит,от14-30км), В- Базальтовый(метаморфизированные горные породы,выход щитов,) б)мантия(покрывало)от границы Мохаровивича до глубины 2900км(определяют с помощью волн), r-3,5 – 5,7 г/см3, масса-67%. Верхняя мантия из пироксинов, нижняя похожа на состав метеоритов(О2,Fe,Si,Mn).Могут образовываться очаги магмы. в)ядро. 33%массы. rср-13г/см3, внешнее жидкое и внутреннее твёрдое. Близко по составу железных метеоритов-80-90%;,t-4000-5000 Со

15. Литосфера- наружная твердая оболочка Земли, земная кора и верхняя мантия до слоя атмосферы.

Геосинклинали –линейно-вытянутый тектонически высокоподвижный участок Земной коры. Чаще всего располагаются либо между другими континент. платформами, либо между платформами и ложем океана. Большая часть геосинкл. преобразовавшийся характер складчатости горных сооружений. Наиболее молодые части еще не закончили развитие и сохраняют высокую тектоническую подвижность(тихоок.,средиземн.) В своем развитии геосинкл. проходят неск этапов:

1)начальная обширная депрессия, обычно заполн. морем

2)складчатая зона горных сооружений

3)платформа - заключительная стадия

Различают геосинклинальные пояса: тихоокеанский, средиземноморский, атлантический, арктический, урало-монгольский.

Платформа –крупные, относительно устойчивые глыбы Земной коры, для которых характерны очень низкая степень сейсмичности и слаборасчлененный рельеф. Имеют двухярусное строение:

- фундамент – интенсивно дислоцирован метаморфическими породами (нижний слой)

- верхний слой – платформенный чехол, состоит из осадочных пород, которые залегают горизонт

1)древние – до кембрия

2)молодые – преобладают равнины.

На платформах выделяют более мелкие тектонические структуры.

Щиты –выходы твердого кристаллического фундамента на поверхность лишенный платформенного чехла. Характерен для древних платформ.. В России известны Балтийский щит на Русской платформе, Алданский и Анабарский щиты на Сибирской платформе.

Антиклизы - обширное пологое поднятие слоёв земной коры в пределах платформ. Размеры их достигают многих сотен километров в поперечнике. В центральной части платформы фундамент залегает на глубине менее тысячи м, на некоторых выходит на поверхность) (Воронежская,Чешская) Антеклизы развиваются длительно, в течение ряда геологических периодов.

Синеклизы – плоская крупная вогнутая платформенная структура. Характерна большой мощностью отложений платформенного чехла. очень пологий прогиб земной коры в пределах платформы, имеющий в плане неправильно округлые или овальные очертания (до нескольких сотен, иногда более тысячи километров в поперечнике) и глубину обычно до 3—5 км (реже больше).Синеклизы развиваются длительно (сотни млн. лет), со сравнительно небольшим изменением контуров; (Московская, Прикаспийская,Ордосская)

Рифты – крупная линейная впадина в земной коре, образующаяся в месте разрыва коры в результате её растяжения или продольного движения. В его пределах наблюдаются грабины и горсты. Существует две модели образования рифтов: модель Вернике и модель Маккензи. В последнее время геологи чаще используют смешанную модель. Различают океанические и континентальные рифты.

Авлакогены - Те рифты, которые заканчивают развитие, так и не превратившись в океан, постепенно заполняются осадочными породами, и геологически проявляются как крупные линейные депрессии, заполненные осадками очень большой мощности по сравнению с нормальным осадочным чехлом. Называются они авлaкогенами, к ним часто приурочены крупные месторождения солей, угля, нефти иприродного газа. Впервые такие структуры были описаны Шатским Н. С. на Восточно-Европейской платформе. Пример типичного авлакогена — девонский Донецкий прогиб, с крупными месторождениями угля. Внутриплатформенная линейная подвижная зона.

Кольцевые структуры - геологические образования в плане кольцевой, округлой или овальной формы в каменной оболочке Земли. Устанавливаются в осн. путём геол. дешифрирования космич. и аэровысотных снимков земной поверхности.

16 . Эндогенными (внутренними) процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. Вещество земного шара развивается во всех своих частях, в том числе и в глубинных. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико - химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору и коренным образом преобразующие последнюю. Вот эти-то преобразующие процессы и называются эндогенными процессами. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры,магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.

Тектонические движения бывают: