Наукова періодика України
Not a member yet
11185 research outputs found
Sort by
Розробка моделі нечіткої логіки для прогнозування якості точкового зварювання мікротертям з перемішуванням (µFSSW) за допомогою методу рою часток
No full textMicro Friction Stir Spot Welding (µFSSW) is crucial in microelectronics and precision manufacturing. It requires a comprehensive understanding of the complex connections between various parameters to achieve the highest quality welds. This study aims to improve the prediction of µFSSW weld quality by incorporating advanced optimization techniques. Fuzzy Logic Optimization is used to model uncertainties, and Particle Swarm Optimization (PSO) is employed to fine-tune parameters for improved accuracy. The fuzzy logic system utilizes Gaussian functions as membership functions, organized with nine rule bases. The results clearly demonstrate that the fuzzy logic model greatly enhances accuracy when combined with Particle Swarm Optimization. The refined model improves precision for pin diameter, shoulder diameter, Thermo-Mechanically Affected Zone (TMAZ) area, and cross-tensile strength. The PSO-optimized model shows lower accuracy in predicting plunge depth and shear tensile strength. The ongoing decline in Root Mean Square Error (RMSE) values highlights the complexity of the results. The optimization significantly improves the model’s ability to predict specific weld quality metrics, as demonstrated by the pin diameter’s reduced RMSE value of 0.07. The collective results showcase an optimized Fuzzy Logic System (FLS) model adept at accurately predicting µFSSW weld quality, demonstrating adaptability across diverse conditions. The discernible increase in accuracy, reaching up to 76 % following the optimization of the fuzzy logic model with PSO, serves as a testament to the efficacy of the employed methodologies in advancing the precision and reliability of µFSSW weld quality predictionsТочкове зварювання мікротертям з перемішуванням (µFSSW) має вирішальне значення в мікроелектроніці та прецизійному виробництві. Для досягнення найвищої якості зварних швів необхідне всебічне розуміння складних зв’язків між різними параметрами. Дане дослідження спрямоване на покращення прогнозування якості зварного шва µFSSW шляхом впровадження передових методів оптимізації. Оптимізація з використанням нечіткої логіки застосовується для моделювання невизначеностей, а метод рою часток (PSO) використовується для точного налаштування параметрів для підвищення точності. Система нечіткої логіки використовує гауссові функції в якості функцій приналежності, організованих за допомогою дев’яти баз правил. Результати чітко демонструють, що у поєднанні з методом рою часток модель нечіткої логіки значно підвищує точність. Удосконалена модель підвищує точність визначення діаметра штифта, діаметра заплечика, зони термомеханічного впливу (TMAZ) і межі міцності при поперечному розтягуванні. Модель, оптимізована за допомогою PSO, показує нижчу точність прогнозування глибини занурення та межі міцності при розтягуванні при зсуві. Триваюче зниження значень середньоквадратичної помилки (RMSE) підкреслює складність результатів. Оптимізація значно покращує здатність моделі прогнозувати конкретні показники якості зварного шва, про що свідчить зменшене значення RMSE діаметра штифта 0,07. Сукупні результати демонструють оптимізовану модель системи нечіткої логіки (FLS), здатну точно прогнозувати якість зварного шва µFSSW, демонструючи адаптивність у різних умовах. Помітне збільшення точності, що досягає 76 % після оптимізації моделі нечіткої логіки за допомогою PSO, служить свідченням ефективності використовуваних методик в підвищенні точності і надійності прогнозування якості зварних швів µFSS
Визначення умов забезпечення максимального тягового коефіцієнта корисної дії трактора у складі ґрунтообробного агрегату
No full textThis study aims to investigate the operation of a tractor as part of the tillage unit on the basis of analysis of its interaction with the supporting surface and the correlation between the mass of the tractor and tool. The classic approach to determining the efficiency factor does not take into account the extensive system of power take-off shafts and the extent of their use in combined tillage units. To solve the related problem, a mathematical apparatus was built in the study, which makes it possible to determine the rational ratio between the traction force of a tractor and the mass of the tillage unit.
Underlying the methodological basis of the work is the generalization and analysis of the study of traction indicators of the tractor as part of the tillage unit. Empirical models of unit operation were constructed by employing the basic principles of the system approach and analysis of technical systems. When improving the methodology of research using the method of partial accelerations and our devised procedures, it was possible to significantly reduce the time without compromising the quality of results. The maximum traction efficiency for John Deere 8R series tractors as part of the tillage unit was determined, ηTmax=0.719, as well as the conditions for its provision. The traction efficiency for tractors with wheel formula 4K2, mass Gim=6–10 t, with power consumption from 60 % to 80 % was determined; it is 0.58–0.64. The results of the study make it possible to obtain a new solution to the scientific problem of ensuring the maximum traction efficiency of the tractor as part of the tillage unit, based on the rational ratio between the traction force of the tractor and the weight of the machine-tractor unit. The proposed system approach could be used to justify the layout of units and recommendations regarding their modes of operation in the case of instability of operating mass and traction forceДослідження спрямовано на вивчення роботи трактора у складі ґрунтообробного агрегату, що базується на аналізі його взаємодії з опорною поверхнею та співвіднесенні маси трактора та знаряддя. Класичний підхід до визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) не враховує розгалужену систему валів відбору потужності й ступінь їх використання у комбінованих ґрунтообробних агрегатах. Для вирішення відповідної проблеми у дослідженні створено математичний апарат, який дозволяє визначити раціональне співвідношенню тягового зусилля трактора і маси ґрунтообробного агрегату.
Методологічною основою роботи є узагальнення та аналіз дослідження тягових показників трактора у складі ґрунтообробного агрегату. На основні положень системного підходу та аналізу технічних систем були створені емпіричні моделі роботи агрегату. При вдосконаленні методики проведення досліджень за допомогою методу парціальних прискорень й розроблених авторами методик вдалося суттєво скоротити час та без втрати якості отриманих результатів. Визначено максимум тягового ККД для тракторів John Deere 8R серії у складі ґрунтообробного агрегату ηт max=0,719, й умови його забезпечення. Визначено тяговий ККД для тракторів з колісною формулою 4К2, масою Gсм=6–10 т при відборі потужності від 60 % до 80 % він становить – 0,58–0,64. Результати дослідження дозволяють отримати нове вирішення наукової проблеми забезпечення максимального тягового ККД трактора у складі ґрунтообробного агрегату, що базується на раціональному співвідношенні тягового зусилля трактора і маси машинно-тракторного агрегату. Запропонований системний підхід може бути використаний для обґрунтування компонування агрегатів та рекомендацій щодо режимів їх роботи при нестабільності експлуатаційної маси і тягового зусилл
Розробка економіко-правового підходу до життєздатності трансферу інноваційної технології в процесі її комерціалазації
No full textThe object of this study is to determine the economic effect of technology transfer during the period of its viability. This paper suggests a methodology that takes into account the appropriate amount of profit and the accumulated amount of royalties in the commercial use of innovative technology. The necessity of taking into account the viability of the transfer of innovative technology as the beginning of its new life cycle was substantiated. The possibility of formalizing this process in the form of an assessment of the sum of the present values of all projected cash flows, taking into account the eligibility criterion and the barrier rate, has been established. We propose an approach, which, unlike the existing ones, consists in allocating a certain period of viability of innovative technology transfer in the life cycle of technology. It is argued that based on the results of technology renovation, it is possible to assess the economic effect of its transfer due to the benefits of implementation and achievement of licensing activity by expanding the number of licensees. We substantiate the possibility of generating profits and royalties to the licensor as the amount of investment that can and should be directed to the development of a fundamentally new or improved technology in relation to the previous one. The transition to a new technology causes an increase in the overall technological level and leads to the formation of a technological gap between the S-shaped life curves of technical systems and, in parallel, forms a new S-shaped curve of a new technological system based on new knowledge. An economic and legal approach to the development of a methodology for determining the economic effect or viability of innovative-level TT was implemented. The results of the current study could be used in the formation of legislative and subordinate national regulations, as well as serve as a basis for further research on this issueОб'єктом даного дослідження є визначення економічного ефекту трансферу технології в період її життєздатності. Представлено економіко-правовий підхід, який враховує відповідний розмір прибутку та накопичену суму роялті при комерційному використанні інноваційної технології. Обґрунтовано необхідність врахування життєздатності трансферу інноваційної технології, як початку її нового життєвого циклу. Встановлено можливість формалізувати цей процес у вигляді оцінки суми поточних вартостей усіх прогнозованих грошових потоків з урахуванням критерія прийнятності та бар‘єрної ставки. Запропоновано підхід, який, на відміну від існуючих, полягає у виділенні в життєвому циклі технології певного періоду життєздатності трансферу інноваційної технології. Аргументовано, що за результатами реновації технології можливо оцінити економічний ефект її трансферу внаслідок переваг впровадження та досягнення ліцензійної активності шляхом розширення кількості ліцензіатів. Обґрунтовано можливість формування прибутку та надходжень роялті ліцензіару, як суму інвестицій, що може і має спрямовуватися на розробку принципово нової або удосконаленої технології по відношенню до попередньої. Перехід на нову технологію зумовлює підвищення загального технологічного рівня і приводить до утворення технологічного розриву між S-подібними кривими життя технічних систем та паралельно формує нову S-подібну криву нової технологічної системи на базі нових знань. Реалізовано економіко-правовий підхід до розробки методології визначення економічного ефекту або життєздатності ТТ (трансферу технологій) інноваційного рівня. Отримані результати дослідження можуть бути використані при формуванні законодавчих і підзаконних національних нормативно-правових актів, а також слугувати основою для подальших наукових досліджень із зазначеної проблематик
Визначення особливостей бетону історичної будівлі під впливом кліматичних та біологічних факторів
No full textThe object of this study was concrete samples of the cathedral and wall frescoes. The study solved the problem related to the destruction of concrete and wall frescoes under the long-term influence of biochemical and climatic factors.
Samples of concrete for research and wall murals were obtained from a historic listed building. Using microbiological studies and scanning electron microscopy, damage to wall murals and concrete by microscopic fungi was established: Aspergillus fumigatus, Penicillium brevicompactum, Aspergillus niger, Cladosporium sphaerospermum.
The study of concrete samples by the TPD-MS method showed the presence of an increased level of moisture and carbon compounds by 20 % in the test samples, compared to control. The sulfur content in all concrete samples was not significant. Determination of the mineral composition of concrete by X-ray diffraction showed the presence of Al2O3, 36–44 %, which indicates a significant clay content. The presence of NiTi, 53 %, and СoMg7O8, 46 %, in the concrete sample indicates the probable migration of the chemical elements of the paint pigments used to decorate the cathedral. The concrete control sample contained a significant amount of SiO2, up to 51 %, which is the main component of sand. A feature of the work is the determination of the corrosion effect on concrete under prolonged exposure to climatic and biological factors. The present study is distinguished by the use of non-destructive methods: microbiological studies, scanning electron microscopy, TPD-MS and X-ray diffraction to determine the destruction of concrete and wall frescoes of the building, which is a cultural heritage. The results of the study could be applied to the development and planning of restoration works for the restoration of buildings that have historical valueОб’єктом дослідження були зразки бетону кафедрального собору та настінні фрески. В дослідженні вирішувалась проблема деструкції бетону та настінних фресок під тривалим впливом біохімічних та кліматичних факторів.
Зразки бетону для досліджень та настінних фресок були отримані з історичної будівлі, якає пам’яткою архітектури. За використання мікробіологічних досліджень та скануючої електронної мікроскопії було встановлено ураження настінних фресок та бетону мікроскопічними грибами: Aspergillus fumigatus, Penicillium brevicompactum, Aspergillus niger, Cladosporium sphaerospermum.
Дослідження зразків бетону методом TPD-MS показало наявність підвищеного рівня вологи та сполук карбонів на 20 % у дослідних зразках, порівняно з контрольним. Вміст сірки у всіх зразках бетонів був не значним. Визначення мінерального складу бетону методом рентгенівської дифракції показало наявність Al2O3 36–44 %, що вказує на значний вміст глини. Наявність NiTi 53 % та СoMg7O8 46 % у зразку бетону вказує на ймовірну міграцію хімічних елементів пігментів фарби, яка використовувалась для оздоблення собору. Контрольний зразок бетону містив значну кількість SiO2 до 51 %, який є основним компонентом піску. Особливістю роботи є визначення корозійного впливу на бетон за тривалого впливу кліматичних та біологічних факторів. Проведене дослідження відрізняється використанням малоруйнівних методів: мікробіологічних досліджень, скануючої електронної мікроскопії, TPD-MS та рентгенівської дифракції для визначення деструкції бетону та настінних фресок будівлі, яка є культурною спадщиною. Результати дослідження можна застосовувати для розробки та планування реставраційних робіт для відновлення будівель, які мають історичну цінніст
Визначення кінетичних закономірностей тепло- та масообміну у колонному теплообміннику з безпосереднім контактом фаз
No full textThe object of this study was the processes of heat and mass transfer in a column heat exchanger with direct phases contact. The investigated problem is related to the need to determine the estimates of the kinetic characteristics of heat exchange during the concentration of solutions in a contact heat exchanger equipped with dual-flow trays. In particular, it was assumed that the determination of the influence of the gas velocity in the apparatus and the density of liquid irrigation of the plates, as well as the geometry of the plates, on the kinetic coefficients would make it possible to reveal the patterns of heat and mass exchange between the liquid and the air in contact with it in the column apparatus. It was determined that to increase the intensity of mass transfer in the gas and heat transfer in the liquid, it is necessary to increase the gas velocity and irrigation density. Then the gas velocity and irrigation density have approximately the same effect on the intensity of mass transfer in the gas and heat transfer in the liquid. When studying the effect of the geometry of the plate on the kinetic coefficients of heat transfer in the liquid and mass transfer in the gas, it was established that the value of the portion of the free cross section of the plate has a decisive influence on the value of the considered kinetic coefficients.
A generalized equation was built, which makes it possible not only to calculate the enthalpy transfer coefficient during the interaction of sodium chloride solution with air but also to determine the limiting stage of this process.
The results could be used to design a unit for concentrating a hot solution of sodium chloride by evaporating water during blowing with air in a contact heat exchanger. This would make it possible to obtain crystalline sodium chloride using secondary energy resources and other non-traditional sources of thermal energyОб’єктом дослідження були процеси тепломасообміну в колонному теплообміннику з безпосереднім контактом фаз. Досліджувана проблема пов’язана з необхідністю визначення оцінок кінетичних характеристик теплообміну при концентруванні розчинів у контактному теплообміннику, оснащеному двопоточними тарілками. Зокрема, передбачалося, що визначення впливу швидкості газу в апаратові і щільності зрошення тарілок рідиною, а також геометрії тарілок, на кінетичні коефіцієнти дасть змогу виявити закономірності теплообміну і масообміну між рідиною і контактуючим з нею повітрям в колонному апарату. Визначено, що для збільшення інтенсивності масообміну в газі та теплообміну в рідині необхідно збільшувати значення швидкості газу та щільності зрошення. Тоді швидкість газу та щільність зрошення приблизно однаково впливають на інтенсивність масообміну в газі та теплообміну в рідині. При дослідженні впливу геометрії тарілки на кінетичні коефіцієнти тепловіддачі в рідині та масообміну в газі встановлено, що величина частки вільного перерізу тарілки має вирішальний вплив на значення розглянутих кінетичних коефіцієнтів.
Отримано узагальнене рівняння, яке дає змогу не тільки розрахувати коефіцієнт передачі ентальпії при взаємодії розчину хлориду натрію з повітрям, а й визначити лімітуючу стадію цього процесу.
Отримані результати можуть бути використані в розробці установки концентрування гарячого розчину хлориду натрію випаровуванням води при продуванні повітрям в контактному теплообміннику. Це може дати змогу отримання кристалічного хлориду натрію з використанням вторинних енергоресурсів та інших нетрадиційних джерел теплової енергі
Розробка методології багатоконтурної системи безпеки у соціокіберфізичних системах
No full textThe constant increase in the number of threats to the security of critical infrastructure objects, which include socio-cyberphysical systems, leads to a decrease in the quality of security services and the level of security of infrastructure elements. The object of research is the process of building a complex system of protection in socio-cyberphysical systems. The imperfection of the mechanisms for ensuring the security of critical infrastructure objects, which include socio-cyberphysical systems, the technological complexity of identifying new security threats necessitates an urgent need for a radical revision of the current approaches to its provision. So, it becomes clear that the development of a new approach to ensuring the security of information resources in socio-cyberphysical systems is needed. The article proposes a new approach to the methodological foundations of building multi-contour information protection systems with internal and external circuits on each of the platforms of socio-cyberphysical systems. This approach is based on a universal classifier of threats, which takes into account not the technical aspect of threats, but also their integration with social engineering methods, their synergy of hybridity. The sociopolitical influence on the realization of threats is taken into account, and practical mechanisms for providing basic security services based on post-quantum algorithms are also proposed. To provide basic security services in the proposed multi-contour protection system, it is proposed to use post-quantum algorithms – McEliece crypto-code constructions, which provide Perr=10-9–10-12, safe time Tsec=1025–1035 group operations. Within the framework of the proposed approach, the problem of increasing the level of information security has been formalized and further ways of solving it have been determinedПостійно кількість загроз безпеці об'єктів критичної інфраструктури, до яких належать і соціокіберфізичні системи призводить до зниження якості послуг безпеки та рівня захищеності елементів інфраструктури. Об'єктом дослідження є процес побудови комплексної системи захисту в соціокіберфізичних системах. Недосконалість механізмів забезпечення безпеки об'єктів критичної інфраструктури, до яких належать і соціокіберфізичні системи, технологічна складність виявлення нових загроз безпеці зумовлює нагальну необхідність кардинального перегляду чинних підходів до її забезпечення. Отже, ставати зрозуміло, що розробка нового підходу до забезпечення безпеки інформаційних ресурсів у соціокіберфізичних системах. У статті запропоновано новий підхід методологічних засад побудови багатоконтурних систем захисту інформації із внутрішнім та зовнішнім контурами на кожній із платформ соціокіберфізичних систем. Такий підхід формується на універсальному класифікаторі загроз, який враховує не технічний аспект загроз, а і їх комплексування з методами соціальної інженерії, їхньої синергії гібридності. Враховується соціополітичний вплив на реалізацію загроз, а також запропоновано практичні механізми забезпечення основних послуг безпеки на основі постквантових алгоритмів. Для забезпечення основних послуг безпеки у запропонованої багатоконтурної системи захисту пропонується використовувати постквантові алгоритми – крипто-кодові конструкції Мак-Еліса, які забезпечують Рпом=10-9–10-12,безпечній час Тбезп =1025–1035 групових операцій. У рамках запропонованого підходу у загальному вигляді формалізовано проблему підвищення рівня захищеності інформації та визначено подальші шляхи її вирішенн
Оцінка показників QOS мережі з UDP та TCP трафіком у режимі пікового навантаження вузла
No full textThe object of research is Markov models of network nodes with UDP (User Datagram Protocol) and TCP (Transmission Control Protocol) traffic and their differences.
The task solved is the lack of Markov models of network nodes describing the behavior of TCP traffic from the point of view of packet retransmissions and packet delivery guarantees.
Markov models of network nodes describing traffic behavior with guaranteed packet delivery have been further advanced. Given the comparison of the models, the differences from the classic models serving TCP traffic were shown, for each packet flow, an additional dimensionally was added to the graph of states and transitions, which takes into account the retransmission of a lost packet. The comparison graph shows similar behavior of queue length and packet loss for both types of traffic. But the nature of the curves is different. With TCP traffic, packet loss can exceed 5 percent. In addition, lost packets must be retransmitted, which increases the load on the network node.
More failures and packet queue lengths at a network node during peak load typically occur with TCP traffic compared to UDP traffic. At peak load, the difference in service failures can reach 20–30 percent. The main reason is that TCP uses flow control and rate-limiting mechanisms to avoid network congestion and ensure efficient data transfer between nodes.
The Markov model of TCP traffic requires an additional dimensionally on the graph of states and transitions, which affects the behavior of queues and packet failures.
The investigated problem was solved due to the universality and diversity of the mathematical apparatus of Markov mass service systems.
The results could be used in network modeling software products for building and reengineering the topology of electronic communications networks at enterprises and organizationsОб’єктом дослідження є марківські моделі вузлів мереж з UDP (User Datagram Protocol, протокол користувацьких дейтаграм) та TCP (Transmission Control Protocol, протокол керування передачею) трафіком та їх відмінності.
Проблема, що вирішувалася, – відсутність марківських моделей вузлів мереж, що описують поведінку TCP трафіку з точки зору повторних передач пакетів та гарантування доставки пакетів.
Отримали подальший розвиток марківські моделі вузлів мереж, що описують поведінку трафіку з гарантованою доставкою пакетів. За рахунок порівняння моделей показані відмінності від класичних моделей, що обслуговують TCP трафік, для кожного потоку пакетів додано додаткову розмірність на графу станів та переходів, яка враховує повторну передачу втраченого пакету. Порівняльний графік показує схожу поведінку довжини черг та втрат пакетів для обох видів трафіку. Але характер кривих відрізняється. При TCP трафіку втрат пакетів може бути більше на 5 відсотків. Крім цього, втрачені пакети треба передавати повторно, це підвищує навантаження на вузол мережі.
Більше відмов та довжини черги пакетів на вузлі мережі при піковому навантаженні зазвичай відбувається при TCP трафіку порівняно з UDP трафіком. При піковому навантажені відмінність у відмовах в обслуговуванні може досягати 20–30 відсотків. Основна причина полягає в тому, що TCP використовує механізми керування потоком і визначення швидкості передачі даних, щоб уникнути перевантаження мережі та гарантувати ефективну передачу даних між вузлами.
Марківська модель TCP трафіку потребує додаткову розмірність на графі станів та переходів, що впливає на поведніку черг, відмов пакетів.
Досліджувана проблема вирішена за рахунок універсальності та різноманітності математичного апарату марківських систем масового обслуговування.
Отримані результати можуть бути використані у програмних продуктах моделювання мереж для побудови та реінжениринга топології мереж електронних комунікацій підприємст та організаці
Розробка вітрової турбіни з двома різнонаправленими вітровими колесами
No full textThe object of research is a wind generator with counter-rotating blades. A special feature of this design is the presence of two wind wheels that rotate in opposite directions. Wind wheels are on the same axis, between them there is a certain distance, which is determined based on research data. The problem of modern wind power is the low range of operating wind speeds, weak generation at low wind speeds. The upper speed limit is 25 m/s, exceeding which leads to breakdowns of various units of the wind station, especially this affects the integrity of the blades, rupture of the wind wheel, cracking of the metal parts of the bearings and their fasteners. The wind turbine presented in the article allows to achieve an increase in the generation of electric energy by 50–70 %. This is achieved by increasing the relative rotational speed of the rotor relative to the stator. Therefore, even at low speeds, the rotor speed relative to the stator increases, which leads to an increase in power generation. The design of the device includes: two wind wheels, one transmits its rotation to the stator, the second to the rotor axis, a metal base, a current collector mechanism. For conducting the research, an experimental model and a semi-industrial installation were used. Results studies have confirmed the theoretical increase in the generation of electrical energy by this design. The peculiarity of the obtained results is connected with the determination of the distance between two wind wheels, the optimal distance between them corresponds to the maximum energy generation. A distinctive feature of the results obtained can be considered an increase in the number of blades on the second wind wheelОб’єктом дослідження є вітрогенератор із зустрічно обертовими лопатями. Особливістю такої конструкції є наявність двох вітрових коліс, які обертаються в протилежних напрямках. Вітрові колеса знаходяться на одній осі, між ними є певна відстань, яка визначається на основі даних досліджень. Проблемою сучасної вітроенергетики є низький діапазон робочих швидкостей вітру, слабка генерація при малих швидкостях вітру. Верхня межа швидкості становить 25 м/с, перевищення якої призводить до поломок різних вузлів вітрової станції, особливо це позначається на цілісності лопатей, розриві вітрового колеса, розтріскування металевих частин підшипників та їх кріплень. Представлений у статті вітрогенератор дозволяє досягти збільшення вироблення електроенергії на 50–70 %. Це досягається збільшенням відносної швидкості обертання ротора відносно статора. Тому навіть при низьких швидкостях обертання ротора відносно статора зростає, що призводить до збільшення вироблення електроенергії. У конструкцію пристрою входять: два вітрових колеса, одне передає своє обертання на статор, друге на вісь ротора, металева основа, струмоприймальний механізм. Для проведення досліджень використовували експериментальний макет і напівпромислову установку. Результати досліджень підтвердили теоретичне збільшення генерації електроенергії цією конструкцією. Особливість отриманих результатів пов'язана з визначенням відстані між двома вітровими колесами, оптимальна відстань між якими відповідає максимальному виробленню енергії. Відмінною особливістю отриманих результатів можна вважати збільшення кількості лопатей на другому вітровому колес
Обгрунтування раціональних параметрів та режимів роботи відцентрового обрушувача насіння конопель
No full textThe object of research is technological processes, seeds of industrial hemp, and working bodies of the dehuller.
A centrifugal-type device for crushing hemp seeds with a closed sector-type working body has been designed. Owing to this, the task related to seed dehulling was solved with a high level of efficiency in separating the seed coat from the kernel.
The rational parameters for the dehuller have been substantiated: the diameter of the impeller is 162 mm, the gap between the impeller and the seed repelling panel is 80 mm, the frequency of rotation of the impeller is 2000 min–1. It was established that with the specified parameters and moisture content of the seeds within the limits of conditional (12.0–13.0 %), it is advisable to carry out dehulling process without preliminary separation of the seeds into fractions by width.
It was established that an increase in seed size leads to a corresponding increase in the weight share of seed kernels. About 58.2 % of the main mass of seeds is the average fraction with a width of 2.5 to 3.0 mm.
It was found that reducing the diameter of the impeller (from 236 mm to 162 mm) at a seed moisture content of 8.8 % improved the efficiency of dehulling. At a rotation frequency of the impeller of 2000 min–1, the highest total number of intact and destroyed kernels (23.23–29.33 %) was achieved for the two studied moistures. With an increase in seed moisture content from 8.8 % to 12.0 %, the number of dehulled kernels in the hempseed cake increased.
It was noted that for seeds with a moisture content of 8.8 %, an increase in the gap led to a decrease in the dehulling efficiency for each of the three investigated seed fractions. The total number of dehulled kernels under such conditions decreased by 2.4–6.8 % and amounted to 16.4–26.9 %. For seeds with a moisture content of 12.0 %, an increase in the gap, on the contrary, increased the dehulling efficiency for each of the three investigated seed fractions. The total number of dehulled kernels for seeds of marked moisture increased within the range of 1.4–3.6 % and amounted to 27.4–31.0 %Об’єктом дослідження є технологічні процеси, насіння промислових конопель, робочі органи обрушувача.
Розроблено пристрій відцентрового типу для обрушування насіння конопель із робочим органом закритого секторального типу. Завдяки цьому вирішено проблему обрушування насіння із високим рівнем ефективності відділення насіннєвої оболонки від ядра.
Обгрунтовано раціональні параметри обрушувача: діаметр робочого колеса 162 мм, зазор між робочим колесом та відбивною декою 80 мм, частота обертання робочого колеса 2000 хв.-1. Встановлено, що за зазначених параметрів та вологості насіння в межах кондиційної (12,0–13,0 %) процес обрушування доцільно проводити без попереднього розділення насіння на фракції за шириною.
Встановлено, що збільшення розмірів насіння призводить до відповідного зростання частки ваги насіннєвих ядер. Близько 58,2 % в основній масі насіння складає середня фракція шириною від 2,5 до 3,0 мм.
Встановлено, що зменшення діаметру робочого колеса (від 236 мм до 162 мм) за вологості насіння 8,8 % підвищувало ефективність обрушування. За частоти обертання робочого колеса 2000 хв.-1 досягнуто найбільшу сумарну кількість цілих та зруйнованих ядер (23,23–29,33 %) для двох досліджуваних вологостей. Зі збільшенням вологості насіння від 8,8 % до 12,0 % кількість обрушених ядер в рушанці збільшувалося.
Відзначено, що для насіння вологістю 8,8 % збільшення зазору призводило до зменшення ефективності обрушування для кожної з трьох досліджуваних фракцій насіння. Сумарна кількість обрушених ядер за таких умов зменшувалася в межах 2,4–6,8 % та складала 16,4–26,9 %. Для насіння вологістю 12,0 % збільшення зазору, навпаки, підвищувало ефективність обрушування для кожної з трьох досліджуваних фракцій насіння. Сумарна кількість обрушених ядер для насіння відміченої вологості збільшувалася в межах 1,4–3,6 % та складала 27,4–31,0
Визначення чинників деіонізації повітряного середовища
No full textThe object of research is the dynamics in the concentration of air ions and suspended particles in atmospheric air and in supply-exhaust ventilation systems. An urgent task is to determine the factors and obtain quantitative data on the deionization of the atmospheric air that enters the environment where people live. Quantitative data on changes in the concentration of air ions depending on the time of day, temperature, and relative air humidity have been established. It was shown that even in the absence of significant man-made influence on the concentration of suspended particles, this indicator is at least 7000 cm-3. In the presence of wind, this indicator reaches 30000 cm-3 and higher. Measurement of the spectrum of suspended particles in the range of 0,3–6,0 μm showed that the predominant fraction is particles with sizes of about 3 μm. Studies have been conducted on changes in the concentrations of air ions in supply-exhaust ventilation systems. It was established that in the air duct made of galvanized iron, which has a length of 16 m, the concentration of negative air ions is reduced by 67 %, and positive by 78 %. Laboratory studies of air deionization in air ducts made of different materials were carried out. There is significant air deionization in metal and cardboard ducts while it is absent in wooden ducts. This indicates the electrical nature of deionization. A calculation method for forecasting the aero-ionic mode of premises, taking into account the factors of air deionization, is proposed. For rooms with supply-exhaust ventilation, a calculation apparatus is proposed taking into account the air exchange rate (the number of complete air changes per unit of time). The results make it possible to choose the required performance of artificial air ionization devices for normalizing the aero-ionic regimes in the premisesОб’єкт дослідження ‒ динаміка концентрації аероіонів і завислих частинок у атмосферному повітрі та у системах припливно-витяжної вентиляції. Актуальною проблемою є визначення чинників і отримання кількісних даних щодо деіонізації атмосферного повітря, яке надходить у середовище перебування людей. Встановлені кількісні дані щодо змін концентрації аероіонів у залежності від часу доби, температури і відносної вологості повітря. Показано, що навіть за відсутності суттєвого техногенного впливу на концентрації завислих частинок цей показник складає не менше 7000 см-3. За наявності вітру цей показник досягає 30000 см-3 і вище. Вимірювання спектру завислих частинок за розмірами у межах 0,3–6,0 мкм показало, що переважною фракцією є частинки розмірами близько 3 мкм. Проведені дослідження зміни концентрацій аероіонів у системах припливно-витяжної вентиляції. Встановлено, що у повітропроводі довжиною 16 м, виготовленого з оцинкованого заліза, зниження концентрації негативних аероіонів складає 67 %, позитивних – 78 %. Проведено лабораторні дослідження деіонізації повітря у повітропроводах, виготовлених з різних матеріалів. У металевому та картонному повітропроводах спостерігається значна деіонізація повітря, а у дерев’яному вона відсутня. Це свідчить про електричну природу деіонізації. Запропоновано розрахунковий метод прогнозування аероіонного режиму приміщень з урахуванням чинників деіонізації повітря. Для приміщень з припливно-витяжною вентиляцією запропонований розрахунковий апарат з урахуванням кратності повітрообміну (кількість повних змін повітря за одиницю часу). Наведені результати дозволяють обрати потрібну продуктивність пристроїв штучної іонізації повітря для нормалізації аероіонних режимів приміщен