Токсичные газы образуются в нефтегазовой, нефтехимической, автомобильной  и других видах промышленности и это  имеет решающее значение в обеспечении безопасности, надежности, экологичности  и экономически эффективного решения.

В основном применяются две технологии сигнализатора токсичных газов: каталитическое сжигание и ИК воздействие.

Обе технологии сигнализатора имеют свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретных потребностей.

Мировые лидеры в области оборудования для обнаружения выделения токсичных газов, предлагает обе технологии, предоставляя пользователю гибкость в выборе лучшей технологии зондирования для их ситуации. Многие токсичные газы, которые находятся сегодня в промышленности и автомобилях обнаруживаются датчиком каталитического сжигания или с помощью инфракрасного датчика.

Некоторые конкретные соединения не поддаются обнаружению инфракрасным (ИК) детектором, например водород, ацетилен и ароматические соединения, такие как бензол и толуол.

Рассмотрены основные принципы работы для двух технологий, которые позволяют обнаружить токсичные газы,  а также их преимущества и недостатки.

Каталитические детекторы

Каталитические детекторы или катализаторы основаны на принципе, когда газ окисляется производя тепло, и датчик преобразует изменения температуры через цепь стандартного датчика, данные которого указывают на концентрацию газа. Активный элемент встроен в катализатор. Реакция протекает на поверхности катализатора с газами, реагирующими  с кислородом в воздухе поднимая температуру. Это приводит к изменению сопротивления.

Существует также элемент, действующий как стабильный базовый сигнал для компенсации экологических изменений, которые влияют на датчик температуры.

Основные преимущества каталитических детекторов нейтрализующих токсичные газы:

• Надежные.
• Просты в эксплуатации.
• Простота установки, калибровки и использовавания.
• Долговечны с низкой восстановительной стоимостью.
• Проверенная технология с исключительной надежностью и предсказуемостью.
• Легко калибруются индивидуально для газов, таких как водород, который не может быть обнаружен с помощью инфракрасного поглощения.
• Можно выполнять более надежно в пыльных и грязных средах, не так чувствительны, как оптика к промышленным загрязнителям.
• Более надежны при высоких температурах.
• Менее чувствительны к влажности и конденсации.
• Не так значительно на них влияет изменение давления.
• Можно обнаружить самые токсичные газы.

Ограничивающие факторы в технологии каталитического детектора:

• Катализаторы могут стать причиной не работы двигателя или устройства в целом из-за загрязнения.
• Единственным средством выявления потери чувствительности детектора является проверка с использованием соответствующего газа на регулярной основе и повторная калибровка при необходимости.
• Требуется кислород для работы.
• Длительное воздействие высоких концентраций горючих газов может ухудшить производительность датчика.

Инфракрасные датчики

Метод обнаружения инфракрасным (ИК) датчиком токсичных газов основан на поглощении инфракрасного излучения на конкретных длинах волн при прохождении объема газа. Обычно состоит из  источника инфракрасного света и детектора измеряющего интенсивность на двух различных длинах волн.  На  длине волны поглощения и вне волны поглощения. Если газ вмешивается между источникомом и детектором, снижается уровень ИК излучения, падающего на детектор. Концентрация газов определяется путем сравнения относительных значений между двумя длинами волн.

Основные преимущества ИК детекторов токсичного газа:

• Иммунитет к загрязнению и отравлению.
• Расходные материалы (источник и детектор).
• Можно откалибровывать менее часто, чем катализатор.
• Способность работать в отсутствие кислорода или в обогащенном кислороде.
• Способность работать при постоянном присутствии газа.
• Работают более надежно в меняющихся условиях потока.

Недостатки в ИК-технологии:

• Первоначальная стоимость ИК-детекторов обычно дороже, чем каталитические детекторы при первоначальной покупке.
• Выше стоимость запасных расходных частей.
• Газы, которые не реагируют на ИК (например, водород) не обнаруживаются.
• Высокая влажность или коррозионные среды могут увеличить эксплуатационные расходы.
• Температурный диапазон использования детектора ограничен по сравнению с каталитическим детектором.

Для чего нужен катализатор в автомобиле этот вопрос задают многие. Миллионы автомобилей на дорогах являются источником выброса токсичных веществ. Особенно в крупных городах (только в Москве зарегистрировано порядка 6 млн. авто) количество загрязнения от автомобилей определяется качеством выхлопных газов.

Для улучшения качества воздуха принимаются законы и технические решения, которые ограничивают количество загрязнения, производимого автомобилями. За последние годы автопроизводители сделали множество уточнений в двигателях и топливных контурах автомобилей, чтобы соответствовать этим законам. С 1975 года мировой автопром стал вводить в авто  современное устройство под названием каталитический нейтрализатор.

Назначение каталитического нейтрализатора или катализатора состоит в  уменьшении вредных выбросов и веществ, прежде чем они покидают  выхлопную систему автомобиля — вот для чего нужен катализатор в автомобиле

Каталитические преобразователи по отношению к современным автомобилям не сложные устройства, но имеют большое влияние на работоспособность автомобиля в целом.  Чаще всего при пробеге от 90 до 150 тысяч километров забит катализатор и  по признакам это легко определяется. Так как замена катализатора, по сути, установка нового, то это потребует компьютерную  диагностику и работу профессионалов в области выхлопных систем современных автомобилей.

Выбросы двигателя автомобиля

Сокращая выбросы, современные автомобильные двигатели постоянно контролируют количество топлива, которое они сжигают. Автомобильные устройства пытаются  сохранить соотношение воздух — топливо близкое к стехиометрической точке, которая является идеальной пропорцией воздуха к топливу. По теории при соблюдении этого коэффициента все топливо  превратится в энергию с использованием всего кислорода в воздухе. Для бензина стехиометрический коэффициент равен 14,7: 1, что означает, что каждый грамм бензина использует 14,7 граммов  воздуха для сожжения. В исправном авто топливная смесь фактически колеблется возле необходимого соотношения. Иногда смесь может быть бедная (соотношение воздуха к топливу выше 14.7) и богатая (соотношение воздух-топливо ниже, чем 14.7).

В любом случае происходят различные выбросы из двигателя автомобиля:

• Газ азот (N²) – большая часть такого газа проходит непосредственно через двигатель автомобиля.
• Двуокись углерода (CO²) — это продукт сгорания. Содержание углерода в топливе с кислородом в воздухе.
• Водяной пар (H²O) — это продукт сгорания.

Эти выхлопы в основном не приносят вреда, хотя предполагается, что выбросы углекислого газа приводят к глобальному потеплению.

В связи с тем, что  процесс сгорания не является совершенным, некоторое количество наиболее вредных выбросов одновременно производится в автомобильных двигателях:

• Окись углерода (CO) представляет собой ядовитый газ без цвета и запаха
• Углеводороды или летучие органические соединения являются одними из основных компонентов смога
• Оксиды азота (NO и NO², совместно называется NO^x) способствуют смогу, который влияет на органы дыхания.

Принцип работы катализатора

В автомобилях катализаторы имеют  керамическую структуру с тонким покрытием  металлом, обычно платиной, родием и/или палладием. Принцип работы катализатора заключается в создании структуры, которая образует максимальную площадь поверхности катализатора для потока выхлопных газов.

Поскольку поры расположены близко к двигателю, они нагреваются и химическая структура проходящих выхлопных газов изменяется так, что вредные газы, которые вызывают смог удаляются и преобразовываются в азот и кислород.
В катализаторе имеется система управления, которая снимает уровень потока выхлопных газов и использует эти данные для управления системой впрыска топлива. Система управления имеет датчик,  подключенный к компьютеру автомобиля. Компьютер автомобиля увеличивает или уменьшает количество кислорода в выхлопных газах, регулируя соотношение воздух — топливо. Этот принцип работы катализатора и схема управления позволяет компьютеру  определить, что двигатель работает близко к стехиометрической отметке и имеется необходимый состав для оптимальной работы катализатора для сжигания несгоревшего углеводорода и CO. Для этого нужен катализатор в автомобиле.

Катализатор мочевина в дизельных двигателях

Катализаторы в дизельных двигателях неэффективно работают в области сокращения выбросов NO^x. Одна из причин: дизельные двигатели прохладнее, чем бензиновые. Разработчики дизельных двигателей изобрели систему, которая улучшает эффективность очистки выхлопных газов катализатор   мочевина. Система впрыскивает раствор мочевины в выхлопную трубу, прежде чем выхлопной газ поступает в катализатор, мочевина испаряется и смешивается с выхлопным газом вызывая химическую реакцию, которая приводит к сокращению выбросов NO^x. Мочевина, также называется как Карбамид, — органическое соединение из углерода, азота, кислорода и водорода (имеется в моче млекопитающих и земноводных, поэтому так и называется). Мочевина реагирует с NO^x производя азот и водяной пар, нейтрализуя более чем 90% оксидов азота в выхлопных газах. Мочевина катализатору помогает нейтрализовать выхлопные газы  дизельных двигателей.

В химии, к катализаторам  относятся вещества, которые вызывают или ускоряют химическую реакцию. В человеческом теле, ферменты являются также естественным катализатором ответственным за многие важнейшие биохимические реакции.

Если долго не спать нарушается работа всего человеческого организма.

Длительное лишение сна у обычных людей индуцирует изменённое состояние сознания, многочисленные эпизоды подавления сна и потерю когнитивных и двигательных функций.

Все знают об опасности сонливости, и слышали о лишенных возможности выспаться  британских пилотах уснувших во время полета домой из зоны военных действий во время второй мировой войны и потерявших самолёты.

Опыты на мышах без сна

Ученые проводили эксперименты что будет если долго не спать с млекопитающими.

В случае с крысами непрерывно не спать [highlight]около двух недель или более неизбежно вызывало смерть[/highlight] в экспериментах сна.

[box type=»info» ]Двое животных жили на вращающемся диске расположенном на воде, разделенные фиксированной перегородкой.

Мозговые импульсы записывались непрерывно в компьютерную программу, которая почти мгновенно показывала натиск сна. При эксперименте: как только крысы засыпали, диск подтолкнивал животных в воду. Когда во время эксперимента крысы просыпались риск быть вытолкнутыми в воду исчезал.

Причина смерти доказана не была, но было доказан гиперметаболизм всего тела.[/box]

Существуют редкие человеческие медицинские расстройства способствующие длительной бессонице. Они вызывают другие удивительные ответы и больше вопросов. Фибриллярная хорея Морвана, или синдром Морвана, характеризуется  подергивания мышц, боли, чрезмерному потению, потерей веса, периодические галлюцинации и тяжелая потеря сна.

Можно ответить: что будет если не спать — человек заболеет, а дальше если не лечить болезнь то летальный исход.

Во Франции живет мужчина, который практически не спал в течение нескольких месяцев. В это время он не чувствует сонливость или усталость и не показывает каких-либо расстройств настроения, памяти или тревоги. Тем не менее, почти каждую ночь с 21:00 до 23:00 часов, он переживает период 20-60 минут слуховой, визуальной, обонятельной и сенсорной (чувство прикосновения) галлюцинации, а также боль и сужение кровеносных сосудов в его пальцах рук и ног. Это было обусловлено сывороткой антител, направленной против конкретных мембран нервных клеток.

[box type=»shadow» align=»aligncenter» width=»600″ ]Другое редкое заболевание, Фатальная семейная бессонница является аутосомно-доминированным заболеванием, которое неизбежно приводит к фатальному результату после от шести до 30 месяцев без сна. Смерть является результатом отсутствия сна и последовавшим сбоем нескольких органов.[/box]

Патологические процессы включают в себя дегенерацию таламуса и других областях мозга, чрезмерная активность симпатической нервной системы, гипертонической болезни, лихорадки, толчки, ступор, потеря веса, и нарушение эндокринной системы организма. Фатальная семейная бессонница принадлежит к классу прионы инфекционных заболеваний, которые включают и коровье бешенство.

Чтобы вернуться к исходному вопросу, окончательный ответ «как долго можно людям  бодрствовать?» и что будет если не спать стал ясным. [highlight]Однако ясно, что лишение сна само по себе убивает любого человека.[/highlight]

Виртуализация серверов это одна из технологий, которая может значительно улучшить вычислительные возможности сетевых компьютеров. С помощью одного физического сервера запускается множество виртуальных серверов, уменьшаются эксплуатационные расходы.  При этом получается гораздо больше эффективность применительно к стоимости.

Зачем нужна виртуализация физического сервера

Причиной для виртуализации серверов является небольшая инфраструктура, простота администрирования и снижение затрат. Стоимость сокращения происходит от сокращения количества физических серверов, что снижает потребляемую мощность и требования к охлаждению. Вместо того чтобы приобретать новое оборудование для поддержки новых бизнес-приложений можно добавить новый виртуальный сервер.

Ключ к успешной виртуализации серверов начинается с физического хост-сервера, на котором будет запущено несколько виртуальных серверов. Даже если этот сервер будет отвечать за хостинг возможно создать десятки виртуальных серверов, при этом потребуются гораздо меньше ресурсов процессора, чем если бы это было много компьютеров.

В зависимости от виртуализации программного обеспечения такие компании как VMware, Microsoft в среде Hyper-V и Citrix может запустить огромное количество виртуальных серверов на четырех или шестиядерных процессорах.

Виртуализация серверов нужна для того, чтобы большинство работающих рядом серверов не простаивали значительную часть времени. Когда они занимаются работой, их ресурсы, как правило, распространяются среди оперативной памяти, процессора, диска и сетевого ввода/вывода на подмножество виртуальных серверов требующих значительных ресурсов процессора. Воспользовавшись этим законом средних чисел можно консолидировать значительное число физических серверов на одном хост-сервере.

Некоторые серверы, такие как серверы баз данных выполняют более тяжелые программы на более последовательной основе, и не могут быть подходящими кандидатами для виртуализации в небольших инфраструктурах. Все зависит от доступных аппаратных ресурсов хост-сервера, на программное обеспечение для виртуализации функции и требованиях виртуального сервера.

Больше скорости или ядер

Иметь большее количество ядер на хост-сервере лучше, чем более высокие тактовые частоты, так что если есть выбор между 4-ядерным центральным процессором имеющим тактовую частоту 3 ГГц и 6 или 12-ядерным процессором с тактовой частотой 2,4 ГГц, лучше будет вариант многопроцессорный.

Лучше большее количество ядер чем более высокая тактовая частота.

Это потому, что при распространении виртуальной нагрузки на сервер процессорные ядра, как правило, оборачиваются быстрее, более последовательной производительности всех виртуальных машин. Воспринимать это можно в качестве самосвала (который не очень-то быстрый), а не спортивный автомобиль, который может перевозить гораздо меньше.

Начало 21 века дало импульс открытий и создание новых инженерных достижений, которые установили новый темп в предстоящее десятилетие. От роста коммуникационных сетей, которые мгновенно связали людей во всем мире до понимания физической науки, которая создает основу для будущих достижений.

За небольшой промежуток 21 века было много больших инженерных и научных достижений, начиная от разработки смартфона до строительства большого адронного коллайдера.

Главные инженерные достижения 21 века:

Большой адронный коллайдер

Несколько проектов  XXI века реализовано от карликового размера до масштабного большого адронного коллайдера. Построенный с 1998 до 2008 года сотнями блестящих умов коллайдер является одним из самых передовых научно-исследовательских проектов, которые когда-либо создавались. Его цель состоит в том, чтобы доказать или опровергнуть существование бозона Хиггса и других частиц физики соответствующих теорий. Коллайдер разгоняет две частицы высоких энергий в противоположных направлениях через кольцо 27-километрой длины для того, чтобы им столкнуться и наблюдать последствия. Частицы движутся  почти со скоростью света в двух сверхвысоких вакуумных трубках и взаимодействуют с мощными магнитными полями, поддерживаемые с помощью сверхпроводящих электромагнитов. Эти электромагниты специально охлажденные до температуры холоднее, чем космическое пространство до -271.3 ° C и специальных электрических кабелей, которые поддерживают сверхпроводящее состояние.

Интересный факт: совпадение данных, подтверждающих наличие частицы Хиггса было проанализировано крупнейшей в мире вычислительной сеткой в 2012 году, состоящий из 170 вычислительных средств в 36 странах.

Самая большая плотина

Плотина «Три ущелья» образовала гидроэлектростанцию, занимающую всю ширину реки Янцзы недалеко от города Саньдоупин, Китай. Рассматривается как подвиг исторического масштаба со стороны китайского правительства и является крупнейшей электростанцией в мире, производящей в общей сложности 22 500 МВт (в 11 раз больше, чем Плотина Гувера) электроэнергии. Представляет из себя массивную конструкцию 2335 м в длину, 185 м над уровнем моря. 13 городов и свыше 1600 деревень были затоплены под водохранилище, что считается крупнейшим в своем роде. Стоимость всего проекта 62 млрд долларов.

Самое высокое строение Бурдж Халифа

Самое высокое строение находится в Дубай, Объединенные Арабские Эмираты. Название Бурдж Халифа в переводе «Башня Халифа», является самым высоким из всех небоскребов, высотой 829.8 м. Официально открыта в январе 2010 года, Бурдж Дубай является центральным местом основного делового района Дубая. Всё в башне рекордное: наибольшая высота, высокая открытая смотровая, прозрачный пол, высокоскоростной лифт. Стиль архитектуры производный от структурирования системы исламского государства.

 Виадук Мийо — самый высокий мост

Виадук Мийо во Франции является самым высоким мостом во всей человеческой цивилизации.  Одна из его опор имеет высоту 341 метр. Мост охватывает долину реки Тарн вблизи Мийо в южной части Франции и представляет выдающуюся   целостную структуру, с учетом её стройной элегантности.

Науки о земле изучают историю нашей планеты, из чего состоит и как устроена Земля.  Такого рода знания все более активно участвуют в улучшении нашего понимания факторов управления глобальной окружающей средой и в разработке более эффективных способов поиска и оценки природных ресурсов, энергии и воды.

Эти науки пересекающиеся и многие не могут существовать друг без друга, но тем не менее все они изучают нашу матушку-Землю:

• геология — о верхних слоях поверхности;
• геохимия — о поведении химических элементов;
• минералогия — о составе и структуре минералов;
• петрология — о горных породах;
• литология — об осадочных горных породах;
• тектоника — об изменении структуры земной коры;
• вулканология изучает вулканы;
• палеонтология  изучает древние окаменелости;
• геодинамика изучает внутренности нашей планеты;
• металлогения изучает расположение полезных ископаемых;
• гидрогеология — описывает течение подземных вод;
• инженерная геология помогает строителям устанавливать объекты в зависимости от региональных особенностей.

Благодаря наукам о земле были значительно усовершенствованы методы прогнозирования природных явлений, таких, как землетрясения, извержения вулканов, оползни, наводнения или Эль-Ниньо (колебания температуры воды у поверхности).  Кроме того, важная информация в истории климата земли была получена путем анализа льда около Гренландии.  С помощью таких знаний отделены глобальные изменения вызванные людьми от естественно происходящих изменений в глобальной климатической системе.

События в области наук о земле

Другое важное событие в области естественных наук  о земле состоялось, когда эмпирически подтвердилась теория тектоники. Хотя более ранняя версия этой теории уже была сформулирована в начале XX века, никто не мог представить себе вид этой силы, которая толкала континенты и  гигантские тектонические плиты из которых состоит земная кора. Как стало ясно, твердая поверхность земли является сравнительно тонкой, идея, что кора состоит из нескольких довольно хорошо разделенных частей в относительном движения стала правдоподобной.

Расплавленная магма от земной мантии может сочиться вверх сжимая друг друга.

Явление спрединга (растягивания) морского дна было проверено в Атлантическом океане. Множество эмпирических фактов, касающихся геологических особенностей земли может быть объяснено. К ним относятся распространение вулканов и землетрясений, а также распространение животных и растений на разных континентах.

Науки о земле будут продолжать играть важную роль в диагностике и решении некоторых из наиболее насущных проблем, как изменение климата и определение устойчивых ресурсов с которыми сталкивается мировое сообщество.

Связь наук о Земле с другими областями человеческой деятельности

Неспециалисты обычно считают, что единственным способом изучения Земли, ее внутреннего строения является бурение. Однако этот способ очень дорог, сложен, технически ограничен, требует много времени. Кроме того, совершенно очевидно, что даже самая глубокая скважина, скажем двенадцатикилометровая, ничтожна в сравнении с радиусом земного шара.

[box type=»success» ]Самое глубокое бурение было в СССР на глубину в 12 262 метра на Кольском полуострове в 1991 году.[/box]

Изучение нашей планеты методом сравнительной планетологии

В геологических исследованиях и при геолого-разведочных работах бурение на глубину нескольких десятков, сотен или тысяч метров сложно.  Ясно, что структуру Земли как небесного тела нельзя изучать, не зная другие тела, и вот сравнительная планетология — новая, очень молодая дисциплина — показывает, как построены и устроены другие планеты. Такие исследования основаны на отличном знании физических свойств тел.
Поэтому, прежде чем рассказать о том, как человек изучает Землю посредством бурения глубоких скважин, посмотрим, что предшествует бурению и какими другими методами человек получает информацию о своей планете.
Изучение недр Земли приносит бесчисленное множество проблем. Одной из них, хотя на первый взгляд это кажется парадоксальным, является само определение положения Земли в Космосе.

Естественно, геолог встречается с астрономами и астрофизиками, чтобы понять, где Земля находится, какая судьба ожидает ее тяжести, тепловой поток, исследуются эластические свойства горных пород и минералов, включая те, которые человек никогда не видел собственными глазами, ибо они скрыты в глубине сотен и тысяч километров под поверхностью Земли.

Связь  с физикой

Связь науки о Земле с физикой весьма тесная: основные данные о слоистом строении Земли, ее внутреннем устройстве, о давлении и температурах внутри, о земном магнетизме получены из физики, точнее, геофизики. При изучении состава земных горных пород (но здесь нужно начать с состава Солнца) мы подходим к химическим или космохимическим данным, а если ограничимся только Землей — то геохимическим.

Метеорология, гидрология, палеонтология изучает Землю

Изучение самого верхнего слоя Земли — почвы и горных пород — тоже не только лишь геологическое дело, поскольку выветривание происходит при участии гидросферы и атмосферы, в нем принимают участие организмы и т.п.

Наука о Земле включает метеорологию, гидрологию, а там, где она пытается расшифровать вопросы прошлой жизни, опирается на биологию (палеонтологию). Биология же, наоборот, получает от геологии доказательства о развитии отдельных форм жизни.
Белых мест на Земле осталось уже немного, поэтому геологи среди нас были бы редким явлением, если бы изучали только их. Однако человечеству нужно сырье для промышленности, источники энергии и вообще земной шар, пригодный для жизни.

Для всего этого необходимы самые разнообразные геологические профессии: геолог как химик, в другом случае — как физик, в следующем — как палеонтолог, а иногда и как геолог-планетолог.

Конечная цель науки о Земле — познать нашу планету так, чтобы мы могли разумно, не нарушая равновесия естественных условий  использовать ее источники и обеспечивать сырьем человеческую цивилизацию.

Над проблемой, какой является, например, открытие нового месторождения руды или нефти, необходимо сотрудничество многих специалистов — от геологов, составляющих карту, минералогов, петрографов до горных инженеров и экономистов.

Политика также играет роль

И, естественно, изучение Земли зависит от международного сотрудничества. А поскольку геологические границы, то есть границы между отдельными геологическими образованиями, нигде в мире не совпадают с границами государств, очень важно политическое сотрудничество всех, кто изучает Землю.