Наукова періодика України
Not a member yet
11185 research outputs found
Sort by
Визначення деформаційних характеристик та оцінка тримкості закладальних масивів із подрібненої породи різного гранулометричного складу
No full textThis study addresses issues related to deformation processes in crushed rock backfills, which are used to control the condition of surrounding rocks in the extraction areas of coal mines.
The task under consideration is to maintain mine roadway stability by preventing roof collapses in the gob area by ensuring the bearing capacity of backfills.
Deformation processes were studied on model materials made of crushed rock of various grain-size distributions and bulk densities. The material was subjected to compression testing, which simulated the complete backfilling of the gob area. It was shown that the energy characteristics of deformation and compaction of crushed rock determine the bearing capacity of backfills. The deformation energy density was determined by the grain-size distribution of the crushed rock with a polyfractional composition. The maximum values of the specific potential deformation energy were recorded during compression of crushed rock with a coefficient of uniformity Сu = 5.99, which has a stiffness 7–13% higher than that of polyfractional materials with Сu < 4, which ensures the bearing capacity of the backfill mass. It was established that with an increase in the compaction coefficient of the backfill material, the relative volume change per unit of convergence, ΔVK (m⁻1), occurs according to a hyperbolic relationship, allowing the prediction of the ultimate compaction of the backfill material.
The stability of gob-side retained entries can be ensured by complete gob backfilling. The expected settlement of the backfill material determines the nature of the limitation of lateral rock movements in the gob area, the bearing capacity of the artificial massif, and depends on the grain-size distribution of the crushed rockОб’єктом дослідження були деформаційні процеси у закладальних масивах з подрібненої породи, які використовуються для управління станом бічних порід на виїмкових ділянках вугільних шахт. Досліджувалась проблема збереження стійкості виробок за рахунок запобігання обвалень покрівлі у виробленому просторі вуглепородного масиву шляхом забезпечення тримкості закладальних масивів. Деформаційні процеси досліджувались на модельних матеріалах з подрібненої породи різного гранулометричного складу та насипної густини. Матеріал піддавали компресійному стисненню, що імітувало повне закладання виробленого простору породою. Показано, що енергетичні характеристики деформації та ущільнення подрібненої породи визначають тримкість закладальних масивів. Густина енергії деформації обумовлюється гранулометричним складом подрібненої породи поліфракційного складу. Максимальні значення питомої потенціальної енергії деформації зафіксовані при стисненні подрібненої породи з коефіцієнтом неоднорідності Сu = 5.99, яка має жорсткість на 7–13% більше, ніж у поліфракційних матеріалів з Сu < 4, що забезпечує тримкість закладального масиву. Встановлено, що зі зростанням коефіцієнта ущільнення закладального матеріалу зміна його об’єму на одиницю конвергенції ΔVK (м⁻¹) відбувається за гіперболічною залежністю, що дозволяє прогнозувати граничне ущільнення закладального матеріалу.
Стійкість виробок, підтримуваних у виробленому просторі вуглепородного масиву, здатне забезпечити повне його закладання. Очікувана усадка закладального матеріалу визначає характер обмеження переміщень бічних порід у виробленому просторі, тримкість штучного масиву і залежить від гранулометричного складу подрібненої пород
Розробка методики інтелектуальної оцінки параметрів в системах підтримки прийняття рішень
No full textThe object of the study is decision support systems.
The subject of the study is the process of evaluating the parameters of decision support systems.
The problem addressed in the study is improving the reliability of parameter evaluation in decision support systems while ensuring the required operational efficiency, regardless of the volume of incoming data.
The originality of the proposed method lies in the application of additional advanced procedures, which enable the following:
– verification of the topology and parameters of decision support systems, taking into account the degree of uncertainty in the initial data, achieved through the use of an improved penguin colony algorithm;
– preliminary selection of individuals for configuring an evolving artificial neural network using an improved genetic algorithm, which reduces solution search time and increases the reliability of the obtained results;
– adjustment of the weights of the evolving artificial neural network, leading to improved accuracy in parameter evaluation of decision support systems;
– implementation of additional mechanisms for tuning the parameters of the evolving artificial neural network through modification of the membership function;
– enhancement of the reliability of parameter evaluation in decision support systems via parallel assessment using multiple evaluation methods;
– utilization of a hybrid evaluation of decision support system parameters, enabling correct operation in the absence of conditions such as stationarity, homogeneity, normality, and independence.
An example of applying the proposed methodology to the evaluation of decision support system parameters has been conducted. The experiment demonstrated an increase in the reliability of parameter evaluation by 17–21% through the use of additional procedures, while maintaining the specified level of operational efficiencyОб’єктом дослідження є системи підтримки прийняття рішень. Предметом дослідження є процес оцінювання параметрів систем підтримки прийняття рішень. Проблема, яка вирішується в дослідженні, є підвищення достовірності оцінювання параметрів систем підтримки прийняття рішень при забезпеченні заданої оперативності незалежно від обсягів даних, які надходять на її вхід. Оригінальність методу полягає у використанні додаткових удосконалених процедур, які дозволяють:
– провести верифікацію топології та параметрів систем підтримки прийняття рішень з врахуванням ступеню невизначеності вихідних даних про інформацію, яка відома про неї за рахунок використання удосконаленого алгоритму зграї пінгвінів;
– провести первинний відбір особин для налаштування штучної нейронної мережі, що еволюціонує, що здійснюється з використанням удосконаленого генетичного алгоритму, чим зменшується час пошуку рішення та підвищується достовірність отриманих рішень;
– налаштувати ваги штучної нейронної мережі, що еволюціонує, чим досягається підвищення точності оцінювання параметрів систем підтримки прийняття рішень;
– задіяти додаткові механізми корегування параметрів штучної нейронної мережі, що еволюціонує, за рахунок використання процедури зміни функції належності;
– підвищити достовірність оцінки параметрів системи підтримки прийняття рішень за рахунок паралельної оцінки декількома методами оцінювання ;
– використовувати гібридну оцінку параметрів системи підтримки прийняття рішень, чим досягається можливість коректної роботи при відсутності умов стаціонарності, однорідності, нормальності, незалежності.
Проведений приклад використання запропонованої методики на прикладі оцінки параметрів систем підтримки прийняття рішень. Приклад показав підвищення достовірності оцінки параметрів систем підтримки прийняття рішень на рівні 17−21% за рахунок використання додаткових процедур при збереженні заданого рівня оперативност
Розроблення системи антипомпажного захисту газоперекачувальних агрегатів на базі апаратно-програмних засобів контролю вібрації
No full textThis study’s object is the non-stationary process of gas flow stall in the compressor of a gas pumping unit (GPU), accompanied by surge oscillations. The task relates to the need for a comprehensive approach to the design and operation of anti-surge protection systems based on improved procedures, algorithms, and unified hardware and software solutions.
A procedure has been devised for predicting surge oscillations during the sequential operation of two compressor stations. Its distinctive feature is the processing of data on the dynamics of technological parameters of an actual facility under pre-surge and surge modes to construct a corrected extrapolation model. The method ensures an acceptable prediction error with a root mean square deviation of 10–15%.
An anti-surge protection system for GPU with forecasting functionality has been designed, based on offset and vibration displacement parameters of the compressor’s rear bearing support in vertical and horizontal directions. Hardware and software solutions were implemented using a PLC S7-1200, SM 1281 vibration module, as well as CMS2000 VIB-SENSOR. The system enables monitoring of rear bearing support vibration displacement in the range from 0 to 80 μm, with an «optimal» operating point of 40 μm. The permissible monitoring distance to the control object is up to 30 m without loss of vibration signal quality.
A dispatcher interface has been designed with functions for visualization, archiving, alarm signaling about technological parameters, and calculating the predicted moment of GPU surge onset.
A subsystem for controlling the station’s anti-surge valve has been designed, with status indication, based on the developed FB1 «Program» algorithm with the vibration state parameters at the facilityОб’єктом дослідження є нестаціонарний процес зриву потоку газу в нагнітачі газоперекачувального агрегату (ГПА), що супроводжується помпажними коливаннями. Проблематика полягає у комплексності підходу при створенні та експлуатації систем антипомпажного захисту на базі удосконалених процедур, алгоритмів та уніфікованих апаратно-програмних засобів.
Розроблено процедуру прогнозування помпажних коливань при послідовній роботі двох компресорних станцій. Особливістю є обробка інформації про динаміку технологічних параметрів на реальному об’єкті в передпомпажному і помпажному режимах для побудови екстраполяційної моделі з корекцією. Забезпечено допустиму похибку прогнозування з приведенням до середньоквадратичного відхилення 10–15%.
Розроблено систему антипомпажного захисту ГПА з функціональністю прогнозування на основі параметрів зсуву та вібропереміщення задньої опори нагнітача у вертикальному і горизонтальному напрямках. Розроблено апаратно-програмні засоби на основі PLC S7-1200, модуля вібрації SM 1281 та CMS2000 VIB-SENSOR. Система забезпечує контроль вібропереміщення задньої опори нагнітача ГПА в діапазоні від 0 до 80 мкм, при робочій точці «оптимальна» – 40 мкм. Забезпечено допустиму відстань до об’єкту контролю до 30 м, без втрати якості вібросигналів.
Розроблено диспетчерський інтерфейс з функціями візуалізації, архівування, аварійної сигналізації технологічних параметрів та розрахунку прогнозованого значення до моменту часу виникнення помпажних коливань.
Розроблено підсистему керування станційним антипомпажним клапаном з індикацією стану закриття або відкриття на основі розробленого алгоритму FB1 «Program», що враховує параметри вібраційного стану об’єкт
Розробка технології згущення і зневоднення активного мулу міських очисних споруд в осаджувальних центрифугаг
No full textThe object of this study is the process of thickening and dewatering excess activated sludge from municipal wastewater treatment plants in sedimentation centrifuges. The subject of the study is the conditions and factors that affect the efficiency of sludge dewatering, taking into account environmental safety, energy efficiency, and the possibility of reusing resources. The study is aimed at solving the problem of the efficiency and environmental safety of dewatering excess activated sludge.
The results of studies on the centrifugation of samples of excess and stabilized activated sludge in a laboratory centrifuge showed that effective separation into sediment and clarified liquid is achieved at a separation factor of 200–600 with the use of a flocculant. In an industrial centrifuge under a flow mode, the best results were obtained at a separation factor of 450 and a flow rate of 9.4 m3/h: the solid phase content in the thickened product was 12.8 g/l, at an input concentration of 4.2 g/l and the residual in the clarified liquid – 0.3 g/l.
The proposed scheme for thickening and dewatering sludge stabilizes the process and improves the quality of the product for further use or disposal. For effective dewatering, mixing the thickened sludge with thickened activated sludge is recommended due to the need for a mineral component. It has been established that thickening of activated sludge is possible using centrifuges in a weak centrifugal field (Fr = 200–600), with a cationic flocculant consumption of 5 kg/t. The second stage – dehydration – is implemented using sedimentation centrifuges.
The results could be used at municipal treatment plants to optimize the processes of thickening and dewatering of excess activated sludge, taking into account energy efficiency and environmental safety. The proposed centrifuge operating modes and the technological scheme enable process stability, reduce sludge volumes, and improve the quality of the final product for further use or disposalОб’єктом дослідження є процес згущення та зневоднення надлишкового активного мулу міських очисних споруд в осаджувальних центрифугах.. Предмет дослідження – умови та фактори, що впливають на ефективність зневоднення мулу, з урахуванням екологічної безпеки, енергоефективності та можливостей повторного використання ресурсів. Дослідження спрямоване на вирішення проблеми ефективності та екологічної безпеки зневоднення надлишкового активного мулу.
Результати досліджень центрифугування зразків надлишкового та стабілізованого активного мулу у лабораторній центрифузі показали, що ефективне розділення на осад і освітлену рідину досягається при факторі розділення 200–600 із застосуванням флокулянту. У промисловій центрифузі в проточному режимі найкращі результати отримано при факторі розділення 450 та витраті 9,4 м³/год: вміст твердої фази в згущеному продукті становив 12,8 г/л, при вхідній концентрації 4,2 г/л та залишковій у освітленій рідині – 0,3 г/л.
Запропонована схема згущення та зневоднення мулів стабілізує процес і покращує якість продукту для подальшого використання або утилізації. Для ефективного зневоднення рекомендовано змішування збрижених осадів із згущеним активним мулом через необхідність мінеральної складової. Встановлено, що згущення активного мулу можливо з використанням центрифуг в слабкому відцентрованому полі (Fr = 200–600), із витратою катіонного флокулянту 5 кг/т. Друга стадія – зневоднення – реалізується за допомогою осаджувальних центрифуг.
Отримані результати можуть бути використані на міських очисних спорудах для оптимізації процесів згущення та зневоднення надлишкового активного мулу з урахуванням енергоефективності та екологічної безпеки. Запропоновані режими роботи центрифуг і технологічна схема забезпечують стабільність процесу, зменшення обсягів осаду та підвищення якості кінцевого продукту для подальшого використання або утилізаці
Розробка моделі стійкості для задач маршрутизації транспортних засобів на кількох складах з обмеженнями ймовірності в умовах збурень
No full textThe object of this study is the multi-depot vehicle routing problem (MDVRP), which seeks optimal vehicle routes from multiple depots to geographically dispersed customers. The study addresses the problem of low reliability in traditional deterministic MDVRP models that fail to perform effectively under uncertain and disruptive conditions such as traffic congestion, infrastructure failures, demand fluctuations, and natural disasters. To overcome this limitation, a resilience-based optimization model is proposed by formulating the MDVRP with probability constraints that capture the likelihood of disturbances affecting route feasibility. The model integrates stochastic components into the routing process to balance cost minimization with service reliability under uncertainty. Computational experiments on an agro-logistics case involving five depots and twenty customers demonstrated that the proposed model reduced expected transportation costs by 36.4% compared with the Genetic Algorithm approach (494 vs. 777) and maintained service continuity in 100% of feasible scenarios with a reliability threshold of α = 0.7. Moreover, approximately 25–30% of potential routes were identified as infeasible under disturbance scenarios, validating the model’s probabilistic filtering mechanism. These results confirm that incorporating chance constraints and a Tabu search heuristic enhances the adaptability and robustness of multi-depot routing systems. The developed model can be practically applied to large-scale logistics systems, humanitarian relief operations, and distribution networks operating in regions prone to demand volatility or infrastructure disruptions, providing decision-makers with a reliable tool for sustainable and resilient route planningОб’єктом цього дослідження є задача маршрутизації транспортних засобів на кількох складах (MDVRP), яка полягає в пошуку оптимальних маршрутів транспортних засобів від кількох складів до географічно розподілених клієнтів. Дослідження розглядає проблему низької надійності традиційних детермінованих моделей MDVRP, які не працюють ефективно в невизначених та деструктивних умовах, таких як затори на дорогах, збої інфраструктури, коливання попиту та стихійні лиха. Щоб подолати це обмеження, пропонується модель оптимізації на основі стійкості, яка формулює MDVRP з обмеженнями ймовірності, що враховують ймовірність порушень, що впливають на доцільність маршруту. Модель інтегрує стохастичні компоненти в процес маршрутизації, щоб збалансувати мінімізацію витрат з надійністю обслуговування в умовах невизначеності. Обчислювальні експерименти на агрологістичному випадку, що включає п’ять складів та двадцять клієнтів, показали, що запропонована модель знизила очікувані транспортні витрати на 36,4% порівняно з підходом генетичного алгоритму (494 проти 777) та підтримувала безперервність обслуговування у 100% можливих сценаріїв з порогом надійності α = 0,7. Більше того, приблизно 25–30% потенційних маршрутів були визначені як нездійсненні за сценаріїв порушення, що підтверджує механізм ймовірнісної фільтрації моделі. Ці результати підтверджують, що включення обмежень випадковості та евристики забороненого пошуку підвищує адаптивність та стійкість систем маршрутизації з кількома складами. Розроблену модель можна практично застосувати до великомасштабних логістичних систем, операцій з надання гуманітарної допомоги та розподільчих мереж, що працюють у регіонах, схильних до волатильності попиту або збоїв в інфраструктурі, надаючи особам, що приймають рішення, надійний інструмент для сталого та стійкого планування маршруті
Розробка імітаційної моделі управління навантаженням на обчислювальні вузли серверного кластера на основі теорії нечіткої логіки та рівноваги Неша
No full textThis study’s object is the process of managing (balancing) the load on the computing nodes in a server cluster of information systems. The task addressed is to enable optimal (even) distribution of server resources within a cluster system.
A simulation model of the process that distributes the load on computing nodes of a server cluster has been built, based on an improved model of the optimal use of server resources in a cluster based on Nash equilibrium and an improved method of adaptive load balancing in cluster systems according to Nash equilibrium.
The simulation model has been constructed on the basis of fuzzy logic theory to determine the feasibility of decomposing tasks into subtasks, as well as game theory, in particular Nash equilibrium, to determine the optimal distribution of tasks/subtasks across cluster system servers for their parallel processing.
The model built makes it possible to improve the efficiency (uniformity) of server resource distribution by an average of 13% compared to the classical load management method based on Nash equilibrium, by 61% with the Round Robin method, and by 63% with the Least Connection method throughout the entire process of cluster operation. This, in turn, allows for a more than 2-fold increase in the number of processed tasks from client requests compared to the above load balancing methods.
In addition, the impact of the load balancing process on the processing time of tasks/subtasks by the cluster system servers was estimated. Based on the results of simulation modeling, it can be concluded that the application of the devised model does not exceed the total allowable processing time (no more than 315 ms) of tasks/subtasks from client requests compared to existing load balancing methodsОб’єктом дослідження є процес управління (балансування) навантаженням на обчислювальні вузли серверного кластера інформаційних систем. У дослідженні вирішується проблема щодо забезпечення оптимального (рівномірного) розподілу серверних ресурсів кластерної системи. Розроблено імітаційну модель процесу розподілу навантаження на обчислювальні вузли серверного кластера на основі удосконаленої моделі оптимального використання серверних ресурсів кластера на основі рівноваги Неша та удосконаленого методу адаптивного балансування навантаження в кластерних системах на основі рівноваги Неша. Імітаційна модель побудована на основі теорії нечіткої логіки для визначення доцільності декомпозиції завдань на підзавдання та теорії ігор, зокрема рівноваги Неша для визначення оптимального розподілу завдань/підзавдань по серверам кластерної системи для їх паралельної обробки. Розроблена модель дозволяє підвищити ефективність (рівномірність) розподілу серверних ресурсів в середньому на 13% у порівнянні із класичним методом управління навантаженням на основі рівноваги Неша, на 61% – із методом Round Robin та 63% – із методом Least Connection на протязі усього процесу функціонування кластеру. Це, у свою чергу, дозволяє більше ніж у 2 рази збільшити кількість оброблених завдань спричинених клієнтськими запитами у порівнянні із вищезазначеними методами балансування навантаження. Разом з тим, було проведено оцінку впливу процесу балансування навантаження на час обробки завдань/підзавдань серверами кластерної системи. За результатами імітаційного моделювання можна зробити висновок, що застосування розробленої моделі не перевищує загальний допустимий час обробки (не більше 315 мс) завдань/підзавдань спричинених клієнтськими запитами у порівнянні з існуючими методами балансування навантаженн
Розробка алгоритму з тимчасовою криптографічною стійкістю для шифрування відеопотоку з безпілотного літального апарата
No full textThis study considers the process that protects a video stream transmitted from the onboard video camera of an unmanned aerial vehicle (UAV) to a ground station in the front and near-front zones. The specificity of the task set is predetermined, on the one hand, by the limited computing resources of onboard equipment, which must encrypt an intensive data stream in real time, and, on the other hand, by the relatively short life span of UAV under combat conditions (especially for FPV kamikaze drones) ranging from 10 minutes to several days.
Most known works in this field consider algorithms focused on application in other settings, with the main efforts aimed at achieving maximal cryptographic security. Unlike the technological advancements highlighted in the available literature, this study has managed to solve the specified problem by taking into account its specific features and utilizing a certain trade-off between the speed and resource intensity of the algorithm, on the one hand, and its security, on the other.
The result was achieved through a detailed comparative analysis and categorization of the closest solutions in terms of characteristics, which is the largest part of the study. Based on its results, the PRESENT algorithm was chosen as the first approximation.
The proposed solution is based on the use of a modification of this algorithm reduced to 16 rounds in counter mode. Analysis of the resulting solution reveals that its cryptographic security requires more than 2 months of computational work when implementing the best attack, i.e., the security of the algorithm is reasonably acceptable.
For practical application of the theoretical results, it is necessary to carefully check the properties of the proposed solution implemented in the equipment under field conditions, as close as possible to combat operations, and, if necessary, to make the necessary adjustmentsОб'єктом дослідження є процес захисту відеопотоку, що передається з бортової відеокамери безпілотного літального апарату (БПЛА) на наземну станцію у фронтовій та прифронтовій зоні. Специфіка проблеми, що вирішувалася, визначається, з одного боку, обмеженими обчислювальними ресурсами бортової апаратури, яка повинна в режимі реального часу зашифровувати інтенсивний потік даних, з іншого – відносно коротким періодом життя БПЛА в умовах бойового застосування (особливо для FPV- дронів-камікадзе) в межах від 10 хвилин до кількох діб. В переважній більшості відомих робіт в даній галузі розглядаються алгоритми, орієнтовані на застосування в інших умовах, причому головні зусилля спрямовані на досягнення максимальної крипостійкості. На відміну від висвітлених у відкритій літературі розробок, в даному дослідженні вдалося вирішити зазначену проблему шляхом врахування її специфічних особливостей та застосування певного компромісу між швидкодією та ресурсоємністю алгоритму, з одного боку, та його стійкістю, з іншого. Досягти даного результату вдалося завдяки проведенню детального порівняльного аналізу та класифікації найближчих за характеристиками рішень, що складає більшість дослідження. За його підсумками в якості першого наближення був обраний алгоритм PRESENT. Запропоноване рішення базується на використанні усіченої до 16 раундів модифікації даного алгоритму в режимі лічильника. Аналіз отриманого рішення свідчить, що його криптографічна стійкість вимагає більше 2 місяців обчислювальної роботи при здійсненні найкращої атаки, тобто стійкість алгоритму є цілком прийнятною. Для практичного використання отриманих теоретичних результатів необхідно ретельно перевірити властивості реалізованого в апаратурі запропонованого рішення в польових умовах, максимально наближених до бойових, та за необхідності внести потрібні коректив
Визначення основних технологічних параметрів в процесі електрохімічного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів
No full textThis study investigates concentrated model solutions, acid sulfate spent technological solutions (STSs) from surface preparation and coating operations by a number of enterprises, in order to devise unified technologies and to design relevant equipment.
To substantiate the basic parameters for an electrolysis system within the framework of the system approach (Quality Function Deployment), it is shown that regardless of the concept and mechanism of electrochemical transformations, one of the main elements is redox reactions that occur both at the electrode-solution interface and in the solution volume.
This paper reports experimental studies on electrochemical cathodic extraction of copper from acid sulfate concentrated technological solutions under conditions of non-stationary composition and changes in the properties of STSs. The basic technological parameters of the electrolysis process have been defined; a cathodic extraction installation of metal (copper) has been designed.
To adapt the installation to changes in technological parameters and to avoid the formation of by-products together with the main product (copper), installation and dismantling of cathodes and diaphragms are implied. To eliminate secondary contamination of STS, it is proposed to abandon the use of reagents in local cycles at all stages of STS purification in favor of electrochemical technology.
The kinetic data reported here (current density, current consumption/1 mol, deposition rate) make it possible to define the basic principles of control and regulation of the electrolysis process. The pH and Eh values make it possible to adjust the type of precipitate (foil, precipitate containing foreign substances), as well as determine the purpose of the technological process (regeneration, disposal).
It is recommended to use diaphragm-free electrolysis in local regeneration cycles and diaphragm electrolysis in local disposal cyclesОб’єктом дослідження є концентровані модельні розчини, сульфатнокислі відпрацьовані технологічні розчини (ВТР) від операцій підготовки поверхні та покриття ряду підприємств з метою розробки уніфікованих технологій та обладнань.
Для обґрунтування основних параметрів електролізної системи в рамках системного підходу (Quality Function Deployment) показано, що незалежно від концепції і механізму електрохімічних перетворень одним із основним елементів є окисно-відновні реакції, які відбуваються як на межі електрод – розчин, так і в об’ємі розчину.
Представлені експериментальні дослідження щодо електрохімічного катодного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів в умовах нестаціонарного складу та зміни властивостей ВТР. Рекомендовані основні технологічні параметри процесу електролізу та розроблена установка катодного вилучення металу (міді). Для адаптації установки до зміни технологічних параметрів та уникнення утворення побічних продуктів разом із основним продуктом (міді) передбачається монтаж та демонтаж катодів і діафрагми. Для виключення вторинного забруднення ВТР пропонується відмовитися від застосування в локальних циклах реагентів на всіх стадіях очищення ВТР на користь електрохімічної технології. Наведені кінетичні дані (густина струму, витрата струму/1 моль, швидкість осадження) дозволяють розробити основні принципи контролю та регулювання процесу електролізу.
За значеннями рН та Eh можна регулювати тип осаду (фольга, осад, що включає сторонні речовини), а також визначити мету технологічного процесу (регенерація, утилізація). Рекомендовано застосовувати бездіафрагмовий електроліз в локальних циклах регенерації, а діафрагмовий електроліз – у локальних циклах утилізаці
Розробка плющилки-подробника з вальцовими робочими органами для малих господарств
No full textIn sandy soils, skin resistance efficiency is critical, as it governs load capacity, settlement, and foundation cost. This study investigates pile foundations with directional surface asperities embedded in uniform sand to clarify the limited knowledge of how asperity orientation (cranial vs. caudal), geometric ratio (L / H), and pile diameter affect axial load transfer. Experimental tests were conducted on steel piles with diameters of 10, 12, and 15.85 mm under smooth, cranial, and caudal conditions with L / H ratios of 20, 26.67, and 33.33. Axial compression tests following ASTM D1143-20 in controlled dry sand provided ultimate load and shaft resistance data, validated by one-way ANOVA. The results show that cranial asperities consistently outperformed other surfaces, with the Cr L / H 20 configuration on the 15.85 mm pile reaching 0.368 kN, a 392.51% increase over smooth piles, while caudal asperities achieved only 134.30%. Cranial asperities also mobilized shaft resistance more uniformly along the pile, reducing end-bearing reliance. This performance is explained by stronger passive interaction at the pile-soil interface, which raises normal stress and friction mobilization. The distinctive feature of this research is the identification of the L / H ratio as a measurable design parameter, with L / H = 20 found to be optimal, in contrast to previous studies that described roughness only qualitatively. The findings demonstrate practical potential for applying cranial asperity designs in pile foundations for light- to medium-scale infrastructure on sandy soils, such as bridges, wharves, and transmission towers, enabling shorter or fewer piles without compromising safety while improving cost efficiency and geotechnical performanceОб’єктом дослідження є технологічний процес подрібнення зернових кормів у дробарці вальцьового типу з малими робочими розмірами та взаємодія окремих зерен з поверхнями валків у межах міжвалкового зазору. Дослідження зосереджено на забезпеченні стабільної продуктивності до 200 кг/год для малих фермерських господарств. Розроблено структурно-технологічну схему компактного млинарного комбайна та виготовлено експериментальний прототип. Довжину та діаметр вальців було обрано відповідно до експлуатаційних вимог малих сільськогосподарських підприємств.
Було сформульовано гіпотезу, що частинки зерна поводяться як дискретні тіла, стохастично розподілені в міжвальцьовому зазорі та частково вирівняні вздовж довжини вальця перед деформацією. Це дозволяє реалістично описати їх взаємодію з робочими поверхнями та результуюче енергоспоживання. Отримано аналітичні вирази для визначення продуктивності та необхідної потужності на основі математичної моделі, що пов’язує геометрію вальців, кінематичні параметри та ймовірнісний характер потоку зерна.
Експериментальні дослідження верифікували модель шляхом зміни швидкості обертання вальців від 56 до 178 хв⁻1. При 178 хв⁻1 продуктивність досягла 180 кг/год, а споживана потужність – 1020 Вт. Розбіжність між теоретичною та експериментальною продуктивністю становила 7,5%, а між значеннями потужності – 2,02%. Результати підтверджують достовірність розробленої дискретно-ймовірнісної моделі та її застосовність для оптимізації конструктивних та робочих параметрів компактних валкових дробарок для децентралізованого виробництва кормі
Визначення ефективністі та селективністі анодного розчинення жароміцного суперсплаву з ренієм у середовищах з хлорид-іоном та сульфатною або метансульфоновою кислотами
No full textThe object of this study is the electrochemical anodic dissolution of a heat-resistant nickel-based superalloy containing rhenium and other alloying elements in acidic electrolytes containing sodium chloride. The investigated alloy was obtained from scrap of high-temperature equipment. The anodic dissolution of the superalloy was studied in two acidic media: sulfuric and methanesulfonic acids. A comparative analysis of cyclic voltammetry and galvanostatic experiments was carried out. In sulfuric acid electrolyte, anodic processes proceed more vigorously, as indicated by higher current densities. However, this method records not only the dissolution currents of metals but also side processes such as anodic oxygen evolution and re-oxidation of dissolved ions. Under galvanostatic conditions, which allow direct determination of alloy mass loss, it was shown that methanesulfonic acid with sodium chloride provides a higher dissolution rate despite the medium's lower conductivity. This effect is explained by the higher solubility and stability of the methanesulfonates of the alloying components (Cr, Al, Nb, Ta, Re), which reduce the tendency of the surface to repassivate. In the H2SO4 + NaCl medium, dissolution proceeds more uniformly but at lower mass efficiency, attributed to the formation of poorly soluble sulfates. In the methanesulfonate electrolyte, within the current density range of 1.5–2.5 A·dm-2, the ratios of Ni, Cr, Co, W, and Re were closest to those in the original alloy, while rhenium was detected in solution, unlike in the sulfuric medium. The obtained results can be applied to optimize the initial stage of superalloy recycling and to develop electrochemical technologies for the recovery of strategically important metals from industrial wasteОб’єктом дослідження є електрохімічне анодне розчинення жаростійкого нікелевого суперсплаву, що містить реній та інші легуючі елементи, у кислотних електролітах із додаванням хлориду натрію. Досліджуваний сплав отримано з лому високотемпературного обладнання. У роботі досліджено анодне розчинення цього суперсплаву у двох кислотних середовищах – на основі сірчаної та метансульфонової кислот. Виконано порівняльний аналіз результатів циклічної вольтамперометрії та гальваностатичних експериментів. Встановлено, що в електроліті на основі сірчаної кислоти анодні процеси перебігають інтенсивніше, про що свідчать більші густини струму. Проте такий метод фіксує не лише струми розчинення металів, а й побічні процеси – анодне виділення кисню та доокиснення розчинених іонів. У гальваностатичних умовах, що дозволяють безпосередньо визначати масові втрати сплаву, показано, що метансульфонова кислота з хлоридом натрію забезпечує більшу швидкість розчинення, навіть попри нижчу електропровідність середовища. Це пояснюється вищою розчинністю та стабільністю метансульфонатів легуючих компонентів (Cr, Al, Nb, Ta, Re), що зменшує схильність поверхні до пасивації. У середовищі H2SO4+NaCl розчинення відбувається більш рівномірно, хоча з меншою масовою ефективністю, що зумовлено утворенням малорозчинних сульфатів. У метансульфонатному електроліті в інтервалі j = 1.5–2.5 А/дм² співвідношення Ni, Cr, Co, W та Re найбільш близьке до складу вихідного сплаву, при цьому у розчин переходить і реній, відсутній у сірчанокислому середовищі. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації першої стадії переробки жароміцних сплавів та розробки електрохімічних технологій вилучення стратегічно важливих металів з промислових відході