Наукова періодика України
Not a member yet
11185 research outputs found
Sort by
Розробка складу емульсійної білково-жирової системи
No full textThe object of the study is the technological indicators of the emulsion protein-fat system developed on the basis of oilseeds and their processing products. The research problem is the need to stabilize the emulsion of the protein-fat system of plant origin. The solution to the problem of adjusting the technological indicators of emulsion protein-fat systems based on flax seeds and soybean meal is considered, in particular, the stability of the emulsion and resistance to oxidative damage. An emulsion protein-fat system with an increased content of ω-3 polyunsaturated fatty acids (ALA) based on a mixture of flax seeds and soybean meal is developed. The influence of the ratio of raw materials on the stability of the emulsion system is investigated. It was found that the rational ratio of flax seeds (40 %) and soybean meal (60 %) provides high resistance of the lipid component to oxidative damage, which is confirmed by the increase in the peroxide value by only 0.9 mmol ½O/kg after 30 days of storage. The effect of stabilizers – xanthan gum (0.5 %) and polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (0.2 %) – on the stability of the emulsion protein-fat system during 30-day storage at a temperature of 4 °C was studied.
The emulsion system of the developed composition is characterized by a lower protein content compared to the reference sample (by 8 %), however, this disadvantage is compensated by the balance of the fatty acid composition, a significantly higher content of ω-3 PUFA (9.8 % vs. 0 %) and lipids (17.7 % vs. 1.1 %). Such characteristics significantly increase its nutritional value. The developed protein-fat system has significant potential for implementation in the food industry, contributing to the creation of new products with a high ALA content and expanding the range of emulsion products that meet modern standards of healthy nutritionОб'єктом дослідження є технологічні показники емульсійної білково-жирової системи, розробленої на основі олійного насіння та продуктів його переробки. Проблематика дослідження полягає в необхідності стабілізації емульсії білково-жирової системи рослинного походження. Розглянуто шлях вирішення проблеми корегування технологічних показників емульсійних білково-жирових системах на основі насіння льону та соєвого шроту, зокрема стабільності емульсії та стійкості до окисного псування. Розроблено емульсійну білково-жирову систему з підвищеним вмістом ω-3 поліненасичених жирних кислот (ALA) на основі суміші насіння льону та соєвого шроту. Досліджено вплив співвідношення сировини на стабільність емульсійної системи. Встановлено, що раціональне співвідношення насіння льону (40 %) та соєвого шроту (60 %) забезпечує високу стійкість ліпідної компоненти до окисного псування, що підтверджується приростом пероксидного числа всього на 0,9 ммоль ½О/кг після 30 днів зберігання. Досліджено вплив стабілізаторів – ксантанової камеді (0,5 %) та поліоксиетилен (20) сорбітан монолаурату (0,2 %) – на стабільність емульсійної білково-жирової системи під час 30-добового зберігання за температури 4°C.
Емульсійна система розробленого складу характеризується нижчим вмістом білків відносно зразка порівняння (на 8%), однак цей недолік компенсується збалансованістю жирнокислотного складу, значно вищим вмістом ω-3 ПНЖК (9,8% проти 0%) та ліпідів (17,7% проти 1,1%). Такі характеристики суттєво підвищують її харчову цінність. Розроблена білково-жирова система має значний потенціал для впровадження у харчову промисловість, сприяючи створенню нових продуктів із підвищеним вмістом ALA та розширенню асортименту емульсійних продуктів, які відповідають сучасним стандартам здорового харчуванн
Вдосконалення методів побудови нейронних мереж як інструменту для екологізації методів захисту соняшника
No full textThe object of this study is the processes of sunflower disease identification using neural networks and their impact on the efficiency and environmental sustainability of biological protection methods. The research addresses the task of improving the diagnosing accuracy of sunflower disease under conditions of limited real-world data. Specifically, this paper focuses on finding ways to enhance neural network design methods in data-scarce environments to improve the environmental sustainability of sunflower protection methods. A key feature of the results is the ability of the synthetic data integration algorithm to achieve high accuracy even with a limited amount of real data, which provides a significant advantage over conventional methods requiring large volumes of information.
The application of mathematical modeling and Few-shot learning algorithms, combined with Generative Adversarial Networks (GANs) for generating synthetic images, improved diagnostic accuracy to 93–95 %, even with small datasets. This was achieved due to the model's high generalization capacity, trained on diverse synthetic data that accounted for varying field conditions.
The findings make it possible to effectively apply biological protection methods by optimizing disease diagnosis based on mathematical modeling of the relationships between environmental conditions and biological agents.
The practical significance of the results is the ability for agricultural practitioners to employ innovative diagnostic methods to enhance sunflower yield and reduce dependence on chemical protection agents. The proposed approaches contribute to the implementation of international environmental standards and could be integrated into agricultural decarbonization programs. The implementation of biological protection methods reduces environmental risks, saves resources, and maintains agroecosystem productivityОб'єктом дослідження є процеси ідентифікації хвороб соняшника за допомогою нейронних мереж та їх вплив на ефективність і екологічність біологічних методів захисту. Дослідження присвячено вирішенню проблеми підвищення точності діагностики захворювань соняшника за умов обмежених реальних даних. Зокрема, пошуку шляхів вдосконалення методів побудови нейронних мереж в умовах обмеженості реальних даних. Особливістю отриманих результатів є здатність алгоритму інтеграції синтетичних даних досягати високої точності навіть при обмеженій кількості реальних даних, що вигідно відрізняє його від традиційних методів, які вимагають великих обсягів інформації.
Застосовання математичного моделювання та алгоритмів Few-shot learning у поєднанні з генеративними змагальними мережами (GAN) для генерації синтетичних зображень дозволило підвищити точність діагностики захворювань до 93–95% навіть на малих наборах даних. Це стало можливим завдяки високій узагальнюючій здатності моделі, що навчалась на варіативних синтетичних даних, враховуючи різні польові умови.
Отримані результати дозволяють ефективно застосовувати біологічні методи захисту, оптимізуючи діагностику захворювань на основі математичного моделювання взаємозв’язків між умовами навколишнього середовища та біологічними агентами.
Практичне значення результатів полягає у можливості аграріїв використовувати інноваційні методи діагностики для підвищення врожайності соняшника та зниження залежності від хімічних засобів захисту. Запропоновані підходи сприяють реалізації міжнародних екологічних стандартів і можуть бути інтегровані у програми декарбонізації сільського господарства. Впровадження біологічного захисту дозволяє знижувати екологічні ризики, економити ресурси та підтримувати продуктивність агросисте
Розробка комбінованого методу налаштування параметрів ПІ/ПІД-регуляторів для нафтогазових об’єктів
No full textThe object of this study is automatic control systems of the first, second, and third orders. The principal task was to ensure the stability of control systems while minimizing overshot and regulation time.
A combined method for determining the tuning parameters of PI/PID controllers has been devised, which combines the s-plane method and the generalized quadratic criterion.
The s-plane method is based on the Vieta theorem, which relates the roots of the characteristic equation of a closed-loop control system to its parameters. They are functions of the tuning parameters of PI/PID controllers. By choosing the left roots of the characteristic equation of a closed-loop system on the s-plane, the desired quality indicators of the control system can be achieved. The roots of the equation are functionally related to the parameters of PI/PID controllers. From the system of algebraic equations that follow from the Vieta theorem, the tuning parameters for PI/PID controllers are found as a solution to such a system.
At the second stage of solving the problem, the roots of the characteristic equation are chosen so that the generalized quadratic criterion is a function only of real part of one of the characteristic equation’s roots. As a result, we obtain a one-dimensional minimization problem, the local minimum of which was sought within a predetermined search interval. This interval was chosen on the condition that the parameters for PI/PID controllers would be strictly positive. The roots of the characteristic equation of the closed-loop system would belong to the left half-plane of the s-plane. Such a choice of the search interval guarantees the stability of the closed-loop automatic control system.
It was found that compared to the s-plane method, the overshot and regulation time were reduced by an average of 73.5 % and 66.5 %. This could increase the speed of industrial controllersОб’єктом дослідження є системи автоматичного керування першого, другого і третього порядків. Основною проблемою, що досліджувалась, було забезпечення стійкості систем керування при мінімізації перерегулювання та часу регулювання.
Розроблено комбінований метод визначення параметрів налаштування ПІ/ПІД-регуляторів, який поєднує метод s-площини та узагальнений квадратичний критерій.
Метод s-площини заснований на теоремі Вієта, яка пов’язує корені характеристичного рівняння замкненої системи керування з його параметрами. Вони, в свою чергу, є функціями параметрів налаштування ПІ/ПІД-регуляторів. Шляхом вибору лівих коренів характеристичного рівняння замкненої системи на s-площині можна добитись бажаних показників якості системи керування. Корені рівняння функціонально зв’язані з параметрами ПІ/ПІД-регуляторів. Із системи алгебраїчних рівнянь, які витікають із тереми Вієта, знаходять параметри налаштування ПІ/ПІД-регуляторів як розв’язок такої системи.
На другому етапі розв’язування задачі корені характеристичного рівняння вибирають так, щоб узагальнений квадратичний критерій був функцією тільки від дійсної частини одного із коренів характеристичного рівняння. Внаслідок цього отримали одновимірну задачу мінімізації, локальний мінімум якої шукався на заздалегідь визначеному інтервалі пошуку. Цей інтервал вибирали з умови, щоб параметри налаштування ПІ/ПІД-регуляторів були б строго додатними, а корені ж характеристичного рівняння замкненої системи належали б лівій напівплощині s-площини. Такий вибір інтервалу пошуку гарантує стійкість замкненої системи автоматичного керування.
Встановлено, що у порівнянні з методом s-площини перерегулювання і час регулювання зменшились в середньому на 73,5 % і 66,5 %. Це дозволить підвищити швидкість роботи промислових контролері
Встановлення закономірностей ліквідації осередків пожежі камяного вугілля азотно-повітряними сумішами
No full textThe object of this study was the value of nitrogen concentration at which the combustion process of anthracite is effectively inhibited. Therefore, the problem of eliminating the sites of self-ignition of coal relates to ventilating the pile with nitrogen, but it is necessary to take into account the required concentration of inert gas. It has been proven that on the basis of experimental studies of the process of inhibition of combustion when washing an anthracite batch with gaseous nitrogen, a sample of heated coal in a normal air atmosphere continues to burn with greater intensity. An increase in temperature by an average of 20 °C was recorded for 40–45 s. Adding nitrogen to the air in an amount of 12.85 % reduces the combustion temperature of anthracite by 2 %, but the cooling time of combustion below the ignition temperature exceeds 120 s. For a nitrogen-air mixture with a nitrogen concentration of 23.81 %, a decrease in the combustion temperature of the sample below its ignition for 120 s was recorded. Further increase in the amount of nitrogen in the nitrogen-air mixture to 28.57 % more effectively cools the combustion of anthracite below the ignition temperature for 70 s. The results showed that with an increase in the concentration of pure nitrogen in the nitrogen-air mixture, the requirements for the purity of nitrogen as a fire extinguishing agent increase. Therefore, it is necessary to introduce it into the i-th nitrogen-oxygen composition in such a concentration that the nitrogen content in the formed mixtures with air in both cases is the same. This is due to the fact that the purity of the nitrogen-oxygen mixture and its fire extinguishing concentration reflect the conditions under which there is the use of nitrogen-oxygen mixtures of a certain composition for fire extinguishing. The practical significance is that the results of determining the fire extinguishing concentration of nitrogen make it possible to establish the operating conditions of coal storage facilities during the elimination of fire sitesОб’єктом досліджень було значення концентрації азоту, за якої проходить ефективне гальмування процесу горіння антрациту. А тому проблема ліквідації осередків самозаймання кам’яного вугілля полягає в вентилюванні насипу азотом, але необхідно врахувати необхідну концентрацію інертного газу. Доведено, що на основі експериментальних досліджень процесу гальмування горіння при омиванні наважки антрациту газоподібним азотом зразок розігрітого вугілля в нормальній повітряній атмосфері продовжує горіти з більшою інтенсивністю. Оскільки зафіксовано підвищення температури в середньому на 20 ºС протягом 40–45 с. Додавання до повітря азоту у кількості 12,85 % на 2 % знижує температуру горіння осередку антрациту, але час охолодження горіння нижче температури займання перевищує 120 с. Для азотно-повітряної суміші з концентрацією азоту 23,81 % зафіксовано зниження температури горіння зразка нижче її займання протягом 120 с. Подальше підвищення кількості азоту у азотно-повітряній суміші до 28,57 % більш ефективно охолоджує горіння антрациту нижче температури займання протягом 70 с. За результатами встановлено, що зі збільшенням концентрації чистого азоту у азотно-повітряній суміші зростають вимоги до чистоти азоту як вогнегасної речовини. Тому в і-й азотно-кисневий склад необхідно ввести його у такій концентрації, щоб вміст азоту в утворених сумішах з повітрям в обох випадках був однаковий. Це обумовлене тим, що чистота азотно-кисневої суміші та її вогнегасна концентрація відображає умови, за яких існує застосування азотно-кисневих сумішей певного складу для пожежогасіння. Практична цінність полягає у тому, що отримані результати визначення вогнегасної концентрації азоту уможливлюють встановлення умов експлуатації сховищ кам’яного вугілля під час ліквідації осередків пожеж
Розробка вдосконаленого методу геопросторової електричної розвідки приповерхневих шарів ґрунту в Північному Казахстані для виявлення джерел забруднення
No full textThis study focuses on the near-surface soil layers in suburban areas of Astana, Northern Kazakhstan, to address the critical issue of soil pollution caused by anthropogenic activities, particularly coal dust dispersion from open railway freight transportation. Existing geophysical methods for soil conductivity measurement lack precision due to interference from upper soil layers and seasonal moisture variations, limiting reliable pollution source identification.
To enhance the precision of measurements, researchers modified the measuring probes. This improvement, combined with geophysical studies and Global Positioning System topographic referencing, allowed for identifying new patterns in pollutant behavior. A strong correlation was established between electromagnetic anomalies and human activities, including transportation, logistics, and urbanization.
The study revealed that soil electrical conductivity near railway tracks was three times higher due to coal dust, with peak values reaching 4.8 mS/m in spring. Modified probes improved measurement accuracy by 28–32 % depending on the season, enabling precise detection of subsurface pollution patterns.
The findings provide insights into urban pollution dynamics and its long-term effects.
Based on experimental data, recommendations were developed such as transition to renewable energy will reduce coal dependency and pollution.
In conclusion, the study highlights key issues surrounding soil pollution and provides recommendations to mitigate its effects. This approach supports sustainable land management, regulatory enforcement, and pollution mitigation strategies in urban-suburban interfaces worldwideЦе дослідження зосереджено на приповерхневих шарах ґрунту в приміських районах Астани, Північний Казахстан, щоб вирішити критичну проблему забруднення ґрунту, спричиненого антропогенною діяльністю, зокрема розсіюванням вугільного пилу відкритим залізничним вантажним транспортом. Існуючі геофізичні методи вимірювання електропровідності ґрунту недостатньо точні через вплив верхніх шарів ґрунту та сезонні коливання вологості, що обмежує надійну ідентифікацію джерела забруднення.
Щоб підвищити точність вимірювань, дослідники модифікували вимірювальні зонди. Це вдосконалення в поєднанні з геофізичними дослідженнями та топографічним прив’язуванням Глобальної системи позиціонування дозволило виявити нові моделі поведінки забруднюючих речовин. Була встановлена сильна кореляція між електромагнітними аномаліями та діяльністю людини, включаючи транспорт, логістику та урбанізацію.
Дослідження показало, що електропровідність ґрунту біля залізничних колій була в три рази вищою через вугільний пил, при цьому пікові значення досягали 4,8 мСм/м навесні. Модифіковані зонди підвищили точність вимірювань на 28–32 % залежно від сезону, дозволяючи точно виявляти структури забруднення підземних вод.
Отримані дані дають змогу зрозуміти динаміку забруднення міст та її довгострокові наслідки.
На основі експериментальних даних були розроблені рекомендації, серед яких наступна: перехід на відновлювані джерела енергії зменшить залежність від вугілля та забруднення.
На завершення дослідження висвітлює ключові проблеми забруднення ґрунту та дає рекомендації щодо пом’якшення його впливу. Цей підхід підтримує стале управління земельними ресурсами, дотримання нормативних вимог і стратегії пом’якшення забруднення в інтерфейсах між містом і передмістям по всьому світ
Оцінка хімічної стійкості бетону з добавками на основі гранітного пилу та акрилового латексу
No full textThe object of the study is the chemical resistance of concrete modified with granite dust and acrylic latex. The materials used in the study were concrete samples with a variable composition of additive components, which were subsequently exposed to an aggressive environment. The problem, which the research is aimed at solving, is the tendency of concrete structures to fail under prolonged exposure to acidic conditions, which significantly reduces their service life. This research aims to address this issue by incorporating modifying additives that improve concrete’s resistance to chemical attack. The experimental program involved testing concrete specimens with different concentrations of granite dust (1–4 % by cement mass) and acrylic latex (0.1–0.4 % by water mass) in a 10 % sulfuric acid solution for up to 360 days. Strength loss was assessed at regular intervals, and chemical resistance coefficients were calculated to evaluate durability. Additionally, long-term degradation predictions were made using logarithmic models. The results show that the optimal composition – 4 % granite dust and 0.4 % acrylic latex –significantly improves chemical resistance, with specimens retaining up to 49 % of their initial strength after 100 years of exposure. The enhancement is attributed to the densification effect of granite dust, which reduces permeability, and the hydrophobizing properties of acrylic latex, which minimize acid penetration. Compared to unmodified concrete, the proposed composition demonstrates lower strength loss and higher durability under aggressive conditions. The proposed modified composition offers a reliable solution for extending the service life of reinforced concrete structures exposed to chemical degradationОб’єктом дослідження є хімічна стійкість бетону, модифікованого гранітним пилом та акриловим латексом. Матеріалом для дослідження були зразки бетону зі змінним складом компонентів добавок, які в подальшому піддавалися впливу агресивного середовища. Проблемою, на вирішення якої спрямовані дослідження, є схильність бетонних конструкцій до руйнування при тривалому впливі кислотних умов, що значно скорочує термін їх служби. Це дослідження спрямоване на вирішення цієї проблеми шляхом введення модифікуючих добавок, які покращують стійкість бетону до хімічного впливу. Програма експерименту включала випробування бетонних зразків з різною концентрацією гранітного пилу (1–4 % від маси цементу) та акрилового латексу (0,1–0,4 % від маси води) у 10 % розчині сірчаної кислоти протягом до 360 діб. Втрату міцності оцінювали через регулярні проміжки часу, і для оцінки довговічності розраховували коефіцієнти хімічної стійкості. Крім того, довгострокові прогнози деградації були зроблені з використанням логарифмічних моделей. Результати показують, що оптимальний склад – 4 % гранітного пилу та 0,4 % акрилового латексу – значно покращує хімічну стійкість, при цьому зразки зберігають до 49 % своєї початкової міцності після 100 років впливу. Посилення пояснюється ефектом ущільнення гранітного пилу, який зменшує проникність, і гідрофобними властивостями акрилового латексу, які мінімізують проникнення кислоти. У порівнянні з немодифікованим бетоном запропонований склад демонструє меншу втрату міцності та вищу довговічність в агресивних умовах. Запропонований модифікований склад є надійним рішенням для продовження терміну служби залізобетонних конструкцій, що піддаються хімічній деструкці
Виявлення впливу наномодифікаторів на закономірності процесів структуроутворення в системі гіпс-глиноземистий цемент
No full textGypsum alumina cement is resistant to magnesium solutions, seawater, and concentrated Na2SO4 and Mg2SO4 solutions, but it is less resistant to sodium chloride solutions. One of the ways to improve the gypsum alumina cement durability and enable its use in aggressive calcium chloride waters is to design a composition by incorporating modifiers. Thus, the composite is applicable for well-casing under conditions involving aggressive water exposure. However, such cements have their limitations: they are not suitable for processing at high temperatures in autoclaves. Up to now, the ettringite phase stability dependence on curing conditions and temperature has remained an unresolved issue.
It has been theoretically proven and experimentally confirmed that the optimal calcium sulfate content in gypsum alumina cement and gypsum grade G-5 (GAC+G5) compositions, according to calculations, ranges from 28 % to 38 % of the mass of the alumina binder. That makes it possible to increase ettringite formation and obtain cement stone structure with predefined characteristics. As a result of modification with nano additives, the strength indicators of the composite materials have been improved: gypsum alumina cement GAC gypsum grade G-5:G (70:30) %+0.18 % nanotubes+0.4 % Sika – up to 70.2 MPa compared to 14.67 MPa in the reference composition.
The scope of practical application includes the development of road surfaces and waterproofing materials, as well as hydraulic engineering. A condition for the practical implementation of results is the temperature range from –15 to 80 °С. Expected effects of application are shrinkage deformation reduction, improved crack resistance, increased strength, and enhanced durability of concrete articles under challenging operating conditionsГіпсоглиноземистий цемент стійкий у розчинах магнію і морській воді та в концентрованих розчинах Na2SO4 і Mg2SO4 і менш стійкий в розчинах хлористого натрію. Одним із способів підвищення стійкості гіпсоглиноземистого цементу і використання його в агресивних у хлорокальцієвих водах є створення композиції шляхом використання модифікаторів. Це дозволяє використовувати його при тампонуванні свердловини в умовах дії агресивних вод. Однак такі цементи мають свої обмеження: вони не придатні для обробки при високих температурах у автоклавах та до впливу деяких кислотних і лужних середовищ. Наразі не вирішеним являється проблема стійкості етрингітової фази в залежності від умов твердіння та температури.
Теоретично встановлено і експериментально підтверджено, що оптимальний вміст сульфату кальцію в композиціях ГЦ+Г5 знаходиться згідно розрахунку в діапазоні від 28 % до 38 % від маси алюмінатного в’яжучого. Це сприяє збільшенню утворення етрингіту та дозволяє отримати структуру цементного каменю зі спеціальними характеристиками. В результаті модифікування нанодобавками досягнуто збільшення міцних показників композиційних матеріалів: ГЦ:Г (70:30) %+0,18 % Нанотрубок+0,4 % Sika до – 70,2 МПа в порівнянні з 14,67 МПа еталонного складу.
Сферами практичного використання є створення дорожніх покриттів та гідроізоляційних матеріалів, гідротехнічне будівництво. Умови практичного застосування отриманих результатів – температурний інтервал в межах від – 15 до 80 °С. Очікувані ефекти від застосування – зменшення усадочних деформацій, покращення тріщиностійкості, підвищення міцності, збільшення довговічності бетонних виробів у складних умовах експлуатаці
Розробка методики оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти
No full textThe object of this study is the process of calculating the distribution of heat generation and energy consumption by heat sources. The task addressed was estimating the seasonal heat generation by a combined heat source with an air heat pump. A methodology for quantifying the seasonal heat generation and energy consumption by sources as part of a combined heat source with an air heat pump has been devised. This methodology makes it possible to take into account different bivalent operation schemes, variable mode of the heating system, and different electricity tariffs. The ability to take these factors into account increases the accuracy of the results but also increases the complexity of the calculation process. In order to automate the calculation using the devised methodology, an algorithm was built, and an example of its implementation was demonstrated. The results show that the distribution of seasonal heat generation largely depends on the values of the bivalent point temperature and the heat pump shutdown temperature. In addition, they demonstrate the dependence of the calculated amount of heat consumed during the heating period and the distribution of its generation between sources on the number of the last heating periods taken into account. With a decrease in the number of past heating periods taken into account, the amount of heat consumed per season gradually decreases and the share covered by the heat pump increases. This indicates a gradual decrease in the duration of low temperatures in winter and proves the importance of relevance of the climatic data used for analysis.
The methodology devised in this study makes it possible to determine the appropriate ratio of thermal power of heat sources in a combination and increases the accuracy of calculating the payback period of equipmentРозглянуто об’єкт дослідження – процес розрахунку розподілу генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами теплоти. Досліджено проблематику оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти з повітряним тепловим насосом. Розроблено методику оцінки сезонної генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами у складі комбінованого джерела теплоти з повітряним тепловим насосом. Дана методика дозволяє врахувати різні бівалентні схеми роботи, змінний режим системи опалення та різні тарифи електроенергії. Завдяки можливості врахувати ці фактори підвищується точність та деталізація результатів, але і зростає складність та об’ємність процесу розрахунку. Для того, щоб автоматизувати розрахунок за розробленою методикою було побудовано алгоритм та продемонстровано приклад його реалізації. Результати доводять, що розподіл сезонної генерації теплової енергії значною мірою залежить від величин прийнятої температури точки бівалентності та температури вимкнення теплового насоса. Крім того, вони демонструють залежність розрахункової кількості теплоти спожитої за опалювальний період та розподілу її генерації між джерелами від кількості останніх опалювальних періодів, прийнятих до аналізу. При зменшенні кількості прийнятих останніх опалювальних періодів поступово зменшується величина спожитої за сезон теплової енергії та збільшується частка, яку покриває тепловий насос. Це свідчить про поступове зменшення тривалості стояння низьких температур зимових періодів та доводить значущість актуальності кліматичних даних, що приймаються до аналізу.
Розроблена в даному дослідженні методика дозволяє визначити доцільне співвідношення теплової потужності джерел теплоти у складі комбінації та підвищує точність розрахунку терміну окупності обладнанн
Розробка методу оцінки ефективності ексергетичного коефіцієнта корисної дії хвильового обмінника тиску
No full textWith all their undeniable advantages, forced engines equipped with gas turbine supercharging (GTS) have a significant inherent drawback of the turbocharger (TC), which is associated with the inertia of the TC rotor, causing a discrepancy between the flow characteristics of the supercharger and the hydraulic needs of the engine under transient modes, during sharp acceleration of the vehicle.
As an alternative option and one of the effective methods for forcing the engine in order to obtain high technical, economic, and environmental performance indicators of the working process under transient operating modes, a wave pressure exchanger (WPE) is considered as the object of this study. However, the available information related to the energy exchange of working fluids in the units of the wave exchanger has not yet been sufficiently studied. To partially solve this problem, a method has been devised for assessing the exergetic efficiency of WPE, which takes into account the effect of partial exhaust gas recirculation, purging the rotor cells with a fresh charge.
Based on the results of development studies, in the presence of a pattern of change in these parameters (purging and recirculation), it is possible to influence the process of improving the working cycle and the exergetic efficiency of the pressure exchanger.
A rational combination of purging the rotor cells with a fresh charge (from 4 to 8 %) and reusing part of the combustion products (recirculation from 3 to 5 %) in the working process of the supercharger ensured an increase in the exergetic efficiency of WPE from 0.72 to 0.91 and partially solved the research problem.
The resulting data can be implemented both at the early stages of WPE design and for existing modifications of supercharging units, in the process of their further modernization and improvementПри всіх своїх незаперечних перевагагах, форсованим двигунам, оснащений газотурбінним наддувом (ГТН), властивий суттєвий недолік турбокомпрессора (ТКР), пов'язаний з інертністю ротора ТКР, яка спричиняє невідповідність витратних характеристик нагнітача гідравлічним потребам двигуна в перехідних режимах, зокрема при різкому розгоні автотранспортного засобу.
Альтернативним варіантом і одним з ефективних методів форсування двигуна з метою отримання високих техніко-економічних та екологічних показників робочого процесу в перехідних режимах роботи, як об'єкт дослідження, розглядається хвильовий обмінник тиску (ХОТ). Однак наявна інформація, пов’язана з енергообміном робочих тіл у вузлах хвильового обмінника, поки що недостатньо вивчена. Для часткового вирішення цієї проблеми розроблено метод оцінки ефективності ексергетичного ККД ХОТ, який враховує вплив часткової рециркуляції відпрацьованих газів (ВГ) та продувки комірок ротора свіжим зарядом.
На основі отриманих результатів доводочних досліджень, при встановленні закономірності зміни цих параметрів (продувки та рециркуляції), можна впливати на процес удосконалення робочого циклу та показники ексергетичного ККД обмінника тиску.
Раціональне поєднання продувки комірок ротора свіжим зарядом (від 4 до 8 %) та повторне використання частини продуктів згоряння (рециркуляція від 3 до 5 %) у робочому процесі нагнітача забезпечило підвищення значень ексергетичного ККД ХОТ з 0,72 до 0,91 та частково вирішило проблему досліджень.
Отримані дані можна реалізувати як на ранніх стадіях проєктування ХОТ, так і для вже існуючих модифікацій агрегатів наддуву в процесі їх подальшої модернізації та вдосконаленн
Розробка демпфувальних сплавів у транспортному обладнанні
No full textThe object of this study is carbon and alloy steels for parts with high surface hardness and increased wear resistance at low deformation. Carbon steels 40, 45, and similar steels with increased manganese content 40G, 45G, 50G are used to manufacture a wide variety of machine parts. Most often, these steels are used for articles that bear the greatest impact loads. Machine parts are exposed to vibration and impact, which results in the generation of intense noise. Noise has a negative impact on human health and reduces performance. One of the ways to solve this problem is to reduce noise by damping it at the source. The results of studies conducted in this area have made it possible to design damping alloys, subject to taking into account the operation of the parts, the percentage of alloying elements, carbon-containing additives, temperature, holding, and not allowing a decrease in the strength properties of the developed alloys.
Chromium, manganese, silicon, and nickel were selected as alloying elements for the designed alloys. The chemical composition of the studied carbon alloy steels, average values of sound levels, and sound pressure levels of the studied steels after forging, annealing, and normalization were analyzed.
The ADM-1 grade alloy has been proposed for the manufacture of the main transport units (crankshafts, connecting rods, gear rims, passenger car axle shafts, camshafts). Comparison of the acoustic properties (frequency spectrum in octave bands) of the designed steels and known steels with high surface hardness and increased wear resistance after various types of heat treatment has made it possible to identify a pattern. At frequencies of 8000 and 16000 Hz, the designed steels ADM-1, ADM-2, ADM-3 emit noise 6–13 dB lower than similar steels 40, 45, 40G, 45G, 50GОб'єктом дослідження є вуглецеві та леговані сталі для деталей із високою поверхневою твердістю та підвищеною зносостійкістю при малій деформації. Вуглецеві сталі 40, 45 і аналогічні сталі з підвищеним вмістом марганцю 40Г, 45Г, 50Г застосовуються для виготовлення найрізноманітніших деталей машин. Найчастіше ці сталі використовують для виробів, що зазнають найбільших ударних навантажень. Деталі машин піддаються вібраційним і ударним впливам, у результаті чого генерується інтенсивний шум. Шум негативно впливає на здоров'я людини та знижує її працездатність. Одним зі способів розв’язання цієї проблеми – зниження шуму – є його погашення в джерелі виникнення. Результати проведених у цьому напрямку досліджень дали змогу розробити демпфувальні сплави за умови врахування режиму роботи деталей, процентного вмісту легувальних елементів, вуглецевмісної добавки, температури, витримки, а також без зниження міцнісних характеристик розроблених сплавів.
Як легувальні елементи для розроблених сплавів були обрані хром, марганець, кремній і нікель. Проведено аналіз хімічного складу досліджуваних вуглецевих легованих сталей, визначено середні значення рівнів звуку та рівнів звукового тиску досліджуваних сталей після кування, відпалу та нормалізації.
Для виготовлення основних вузлів транспорту (колінчасті вали, шатуни, зубчасті вінці, півосі легкових автомобілів, розподільчі вали) запропоновано сплав марки АДМ-1. Порівняння акустичних властивостей (частотний спектр в октавних смугах) розроблених сталей і відомих сталей із високою поверхневою твердістю та підвищеною зносостійкістю після різних видів термообробки дозволило виявити особливість: на частотах 8000 і 16000 Гц розроблені сталі АДМ-1, АДМ-2, АДМ-3 випромінюють шум на 6–13 дБ нижче, ніж аналогічні сталі 40, 45, 40Г, 45Г, 50