Науково обгрунтовано можливість зниження тривалості низькотемпературного пероксидного вибілювання з трьох діб до 5 - 24 годин за рахунок оптимізації вибілювального складу зі зниженням високого ступеня білизни бавовняних і змішаних тканин. Вперше запропоновано у ході одностадійного низькотемпературного пероксидного вибілювання використання метилсиліконату калію як стабілізатора пероксиду водню в композиції з активатором - персульфатом калію, що забезпечує одержання тканини з високим ступенем білизни, кращими гігієнічними властивостями та нафарбовуваністю. Виявлено, що використання аноліту в процесі розшліхтування бавовняних тканин сприяє видаленню крохмалю на 46 %, воскоподібних речовин на 43 % і знижує загальну мінералізацію тканини на 44 % у порівнянні з суровою. Вперше за умов одностадійного низькотемпературного вибілювання вивчено кінетику та розраховано константи швидкості реакції розкладання пероксиду водню за присутності активізуючих домішок (персульфату калію, натрієвої солі етилендіамінтетраоцтової кислоти, сульфату магнію та триполіфосфату натрію), що сприяє сповільненню швидкості розкладання пероксиду водню у 8 - 10 разів.

  Скачати повний текст

Визначено робочі характеристики елементів енергетичних установок космічних апаратів для ефективного проектування даних установок з високими техніко-економічними показниками. Розроблено методику знаходження параметрів математичної моделі, за допомогою якої визначено інтенсивність тепловіддачі у конденсаторах за умов мікрогравітації. Доведено слабкий вплив гравітації на інтенсивність теплообміну у конденсаторі з капілярним відводом рідкої фази від поверхні теплообмінника. Розроблено методику визначення газовмісту у парогазовій суміші у швидкоплинних процесах. Проведено її практичну апробацію, встановлено ефективність запропонованих підходів щодо ідентифікації параметрів елементів енергоустановок.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вибору енергоощадних режимів нагрівання металу в камерних нагрівальних печах, обладнаних регенеративними пальниками. Побудовано і випробувано камерну піч, обладнану регенеративними пальниками з кульковими регенераторами. Розроблено і реалізовано у вигляді програм на ПЕОМ розрахункові моделі нагрівальної камерної печі з регенеративними пальниками та кульковим регенератором, що грунтуються на шаровій схемі теплообміну. Виконано їх адаптацію. Розрахунковим шляхом і експериментально встановлено основні показники використання та економії палива від застосування регенеративних пальників. Досліджено параметри спалювання палива в печах, обладнаних регенеративними пальниками, за яких досягнуто задовільну рівномірність нагрівання великотоннажної садки уздовж печі. Визначено оптимальні значення питомої теплової потужності камерних печей з традиційними цегельними регенераторами та з регенеративними пальниками з погляду енергоощадження. Розроблено схему великовантажної нагрівальної печі з глибокою тепловою та хімічною утилізацією викидів, яка відрізняється тим, що всі елементи схеми промислово випробувані та розраховані за допомогою достовірних методик. Висвітлено екологічну перспективність розвитку даного напрямку печебудування. Отримано новий наближений розв'язок нагрівання тіл правильної форми у протитечії з газами, що відрізняється від відомих раніше наближених розв'язків простотою застосування та більш високим порядком точності.

  Скачати повний текст

Результати вивчення дозволяють розглядати прееклапсію вагітних як глибоку патологію клітинних мембран. У разі прееклампсії відбувається інтенсифікація процесів перекисного окиснення ліпідів у мембранах еритроцитів, що проявляється збільшенням рівня гідроперекисів і зростанням окиснювального гемолізу. Знижується стійкість мембран еритроцитів до окиснювального гемолізу, відзначено високу кореляцію між порушеннями окиснювального гемолізу й обміном Ca, особливо за тяжких форм прееклампсії. Перевантаження цитозоля клітини кальцієм призводить до ангіоспазму, виникнення артеріальної гіпертензії. Патогенетично обгрунтовано призначення блокаторів кальцієвих каналів для корекції виявлених порушень гомеостазу кальцію та призначення мембранотропних і антиоксидантних препаратів, які покращують стан клітинної мембрани.

  Скачати повний текст

Розглянуто задачі розробки системи автоматичного керування режимами охолодження безперервного злитку (БЗ) на основі адаптивної математичної моделі теплових процесів, що відбуваються всередині злитку і в стінках кристалізатора машини безперервного лиття заготовок. Особливу увагу приділено математичному моделюванню квазістаціонарного й нестаціонарного процесів теплопередачі й тепло-масоперенесення з урахуванням фазового переходу, що допомагає в режимі реального часу спостерігати теплові процеси, які відбуваються в БЗ і стінках кристалізатора, вивчати чутливість різних керованих параметрів процесу до їх змін, проводити оперативну оцінку теплового стану злитку. Розроблено способи ідентифікації розподілених параметрів зовнішнього теплообміну для початкового й адаптивного настроювання коефіцієнтів тепловіддачі на поверхні безперервнолитої заготовки. Описано нові алгоритми прогнозного керування охолодженням злитку, які забезпечують стабілізацію температурного режиму, та підвищують якість виробленого металу.

  Скачати повний текст

Дисертацію виконано на кафедрі «Технологія машинобудування і металорізальні верстати» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. У роботі представлені результати аналітичних і експериментальних досліджень і рекомендації щодо підвищення точності оброблюваних деталей і ефективності шліфування за рахунок зменшення деформацій, викликаних тепловою дією технологічних рідин. Об’єктом дослідження є технологічний процес механічної обробки на круглошліфувальних верстатах із застосуванням технологічних рідин. Предметом дослідження є закономірності, що проявляються при формуванні технологічного процесу обробки на круглошліфувальних верстатах із застосуванням технологічних рідин. Дисертація присвячена розв’язанню актуальної для технології машинобудування науково-практичної задачі – розробці наукових і методичних засобів технологічного забезпечення точності обробки шліфуванням за рахунок керування тепловим технологічних рідин.Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що на основі аналізу теплових процесів у шліфувальних верстатах вперше сформульовані структура і принципи проектування підсистем застосування технологічних рідин, що дозволяють зменшити вплив технологічних рідин на теплові деформації верстатів і підвищити точність обробки шліфуванням та базуються на: – розробці ряду принципово нових рішень, спрямованих на забезпечення точності обробки шліфуванням за рахунок керування тепловим режимом технологічних рідин та визначенні механізму впливу теплового стану МОР на зміну параметрів деталей і вузлів верстатів;– встановленні взаємовпливу робочих рідин інших систем верстату та їх ролі у виникненні теплових деформацій шпиндельного вузла; – у подальшому розвитку і удосконаленню математичної моделі системи застосування МОР шліфувального верстата, що дає можливість визначити температуру у всіх контрольних точках системи при її безперервній роботі і при роботі у циклічному режимі врізного шліфування;– у побудові вперше математичної моделі і розробці схеми шліфування з додатковими проміжними правками круга, що дозволяє знизити теплонасиченість круглошліфувальних верстатів за рахунок вибору раціональної схеми і кількості правок круга.Практичне значення отриманих результатів ставиться у розробці і впровадженні у виробництво:– методики і програмних засобів проектування і розрахунку підсистем застосування МОР шліфувальних верстатів при забезпеченні раціонального теплового режиму і зниження впливу теплових процесів у робочих рідинах на деформації верстата;– методики і програмних засобів призначення раціональних схем і кількості правок при шліфуванні з ДПП для зниження теплонасиченості процесу круглого шліфування; – конструкції пристрою для подачі МОР у зону різання, що забезпечує зменшення деформацій деталей шліфувального верстата, дозволяє зберегти функціональні властивості МОР і збільшити термін її використання за рахунок усунення контакту рідини із розжареними відходами шліфування;– програми автоматизованого розрахунку параметрів теплового режиму підсистеми застосування МОР круглошліфувального верстату, що дозволяє визначити температуру рідини на різних елементах системи її застосування і резервуарі МОР;– програми автоматизованого розрахунку параметрів шліфування з ДПП, яка дозволяє визначити його ефективну технологічну схему. Результати роботи впроваджені в промисловості та навчальному процесі. Методичною та теоретичною базою дослідження є положення технології машинобудування, теорії різання матеріалів, теорії ймовірності і математичної статистики, методичні розробки та наукові праці провідних вчених.У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, наведено наукову новизну та сформовано практичне значення одержаних результатів.В першому розділі проведено аналіз стану досліджень в області теплового впливу робочих рідин шліфувальних верстатів на точність обробки деталей. Визначені основні напрями досліджень в області стабілізації теплового режиму МОР. У другому розділі розглянуто теоретичні передумови моделювання температурних деформацій в елементах круглошліфувального верстата. Створено математичну модель теплообміну у резервуарі МОР та встановлено зв’язок температури у резервуарі з кількістю теплоти, що виділяється у зоні різання, та об’ємом охолоджуючої рідини.В третьому розділі розроблено основні напрямки, поставлені задачі експериментальних і розрахунково-аналітичних досліджень, призначене устаткування, засоби вимірювання і програмне забезпечення для проведення експериментів. В розділі 4 на основі розробки 3D-моделі та імітаційної моделі шліфувальної бабки шліфувального верстату виконане дослідження її статичного і динамічного теплового стану і встановлено його вплив на теплові деформації шпинделя. В розділі 5 розроблено пристрій подачі МОР у зону різання, що передбачає ізоляцію контакту МОР з поверхнями елементів верстату і досліджено теплові процеси у зоні різання при його використанні.^UThe dissertation was completed at the department "Technology of mechanical engineering and metal cutting machines" of NTU "KhPI".The paper presents the results of research and recommendations for increasing the accuracy of grinding due to the reduction of deformations caused by the thermal action of technological fluids.The object of research is the technological process of mechanical processing on circular grinding machines with the use of technological fluids.The subject of the study is the regularities that appear during the formation of the technological process of processing on circular grinding machines with the use of technological fluids.The dissertation is devoted to the solution of an actual scientific and practical problem - the development of means of technological assurance of the accuracy of grinding processing due to thermal management of process fluids.The scientific novelty of the results lies in the fact that, based on the analysis of thermal processes in grinding machines, the principles of designing subsystems for the use of technological fluids were formulated for the first time, which allows to reduce their influence on the thermal deformations of the machines and the accuracy of processing, and are based on:- the development of fundamentally new solutions that ensure the accuracy of grinding by controlling the thermal regime of technological fluids and determining their influence on the change in the parameters of the machine elements;- establishment of mutual influence of working fluids of other systems of the machine tool and their role in the occurrence of thermal deformations of the spindle;- in the further development of the mathematical model of the application system of the MOR of the grinding machine, which allows to determine the temperature at the control points of the system during its continuous operation and operation in cyclic mode;– for the first time, in the construction of a mathematical model and the development of a grinding scheme with additional intermediate adjustments of the wheel, which allows to reduce the heat saturation of grinding machines due to the choice of a rational scheme of wheel adjustments.The practical significance of the results is placed in the introduction into production:- methods and software tools for designing subsystems for the application of MOR grinding machines while ensuring a rational thermal regime and reducing the influence of thermal processes in working fluids on the deformation of the machine;– methods and software tools for assigning rational schemes and the number of edits when grinding with DPP to reduce the heat saturation of the circular grinding process;– the design of the device for supplying MOR to the cutting zone, which ensures the reduction of deformations of parts of the grinding machine, allows you to preserve the properties of MOR and increase its useful life due to the elimination of liquid contact with grinding waste;– programs for calculating the parameters of the thermal regime of the subsystem of the MOR application of the circular grinding machine, which allows you to determine the temperature of the liquid on various elements of the system of its application and in the MOR tank;– programs for calculating the parameters of grinding with DPP, which allows you to determine its effective technological scheme.The results of the work are implemented in industry and the educational process.The basis of the research is the position of mechanical engineering technology, the theory of cutting materials, the theory of probability and mathematical statistics, methodological developments and scientific works of leading scientists.The introduction substantiates the relevance of research tasks, provides scientific novelty, and forms the practical significance of the results.In chapter 1, an analysis of research in the field of thermal influence of working fluids of grinding machines on the accuracy of processing is carried out and the main directions of research are determined.Chapter 2 deals with the modeling of temperature deformations of the grinding machine. A mathematical model of heat exchange in the MOR tank was created and the relationship between the temperature in it and the volume of the MOR was determined.In chapter 3, directions are developed, research tasks are set, equipment, measurement tools and software for conducting research are assigned.In chapter 4, based on the development of a simulation model of the grinding headstock of the machine, its dynamic thermal state is investigated and its influence on the deformation of the spindle is determined.In Chapter 5, a device for supplying MOR to the cutting zone was developed, which prevents contact of MOR with machine elements, and thermal processes during its use were investigated.

Дисертацію присвячено питанням коректності обернених задач для лінійних параболічних рівнянь другого порядку з однією просторовою змінною. Розроблено методику дослідження обернених задач, що базується на зведенні обернених задач до систем операторних рівнянь другого роду і аналозі методу параметрикса. Застосування даної методики дало можливість встановити умови існування та єдиності розв'язку обернених задач ідентифікації залежних від часу старшого коефіцієнта рівняння теплопровідності і множника вільного члена параболічного рівняння у випадку нелокальних крайових умов і умов перевизначення, знаходження залежного від часу множника старшого коефіцієнта параболічного рівняння, одночасного визначення двох залежних від різних аргументів коефіцієнтів параболічного рівняння. Досліджено також нехарактеристичну задачу Коші для рівняння теплопровідності і задачі, в яких використовується її розв'язок - обернена задача в двошаровому середовищі і задача визначення коефіцієнта теплообміну в крайовій умові третього роду.

  Скачати повний текст

Запропоновано застосування у тепловозах нової конструкції водомасляного теплообмінника, що дозволяє замінити коштовні теплообмінні поверхні з мідних трубок малого діаметра більш дешевшими сталевими листами із гофрами спеціального профілю та корисним застосуванням змушеної вібрації для інтенсифікації теплообміну, внаслідок чого досягається економічний ефект.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз ефективності експлуатації автомобілів ЗАЗ в умовах Йорданії, установлена недостатня ефективність роботи системи охолодження (с. о.) в період високих температур навколишнього середовища ( 313 К) і виявлені причини її зниження у процесі експлуатації. Виконані теоретичні дослідження теплопередачі у радіаторі з механічним ущільненням контакту пластин з трубками. Розроблена математична модель с. о. з радіатором, поверхня теплообміну якого обдувається вентилятором частково. Наведені експериментальні дослідження енергетичних характеристик радіаторів, вентиляторної установки і блока "радіатор-вентилятор" з урахуванням впливу основних параметрів конструкції і режимів роботи з метою уточнення математичної моделі с. о. і вибору її раціонального варіанту. Виконано аналіз з вибору раціональних параметрів, елементів конструкцій і режимів роботи с. о. Розроблено рекомендації з удосконалення с. о. двигуна, що забезпечує надійну роботу автомобілів ЗАЗ в умовах Йорданії.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розвитку нових прогресивних технологій спалювання палива на основі струменево-нішових систем. Для розробки теплофізичних основ даних технологій проведено комплекс експериментальних досліджень всіх аспектів робочого процесу як струменево нішової модуля, так і системи таких модулів в ізотермічних умовах і за горінням (розподіл пального, сумішоутворення, підпал, вигорання та формування необхідних полів швидкості, температур та концентрацій). Показано, шо струменево-нішовий модуль забезпечує ефективність всіх стадій робочого процесу ПП. Ідентичність характеристик процесів горіння за окремими модульними системами є основою для реалізації модульного принципу конструювання ПП зі струменево-нішовими системами. На основі CFD моделювання для розроблення ПП виконаний комплекс досліджень теплообміну та аеродинаміки у спеціальних системах їх «самоохолодження» паливом. За результатами виконаних досліджень розроблені технічні рішення і ефективні конструкції ПП. Сертифіковано більше 100 типів і моделей розроблених ПП в ДП «Сертифікаційний дослідницький центр». Отримано право встановлення розроблених ПП на котлах Монастирищенського, Бійського, Дорогобужського та інших котельних заводів. ПП на основі СНТ забезпечує: розпал вогнетехнічного об'єкта щодо тиску газу 1-2 мм вод. ст., високий рівень ККД у всьому робочому діапазоні, коеф. робочого регулювання Кр>10, гідравлічний опір за трактом окиснювача у 2-3 рази менший ніж у традиційних ПП, широкий діапазон стійкої роботи за надлишком повітря α=0,7-100. Результати роботи впроваджені більш ніж на 1000 ВО, печах, сушарках, підігрівачах, та ін.) в Україні, Білорусі, Росії, Польщі, Казахстані. Широкомасштабний досвід експлуатації ВО з пальниками СНТ показав, що модернізація строк окупності, модернізації за рахунок економії газу та електроенергії становить 0,5-1,5 року.^UThe dissertation is devoted to the development of new advanced technologies of fuel combustion on the basis of jet - niche systems. For the development of thermophysical bases of these technologies, a complex of experimental studies of all aspects of the workflow of both the niche jet module and the system of such modules in isothermal conditions and during combustion (distribution of fuel, mixture formation, arson, combustion and formation of necessary fields of speed, temperatures and concentrations) was carried out. It is shown that the jet-niche module ensures the efficiency of all stages of the workflow of the burner device. The identity of the characteristics of combustion processes for individual modular systems is the basis for the implementation of the modular principle of designing burner devices with jet-niche systems. On the basis of CFD modeling for the development of burners, a complex of studies of heat exchange and aerodynamics in special systems of their «self-cooling» by fuel was performed. According to the results of the performed researches, technical solutions and effective designs of the PP have been developed. More than 100 types and models of PP developed in SE «Certification Research Center» have been certified. The right to install the developed burners on the boilers of Monastyryshchensky, Biysky, Dorohobuzhsky and other boiler plants has been obtained. Jet-niche-technology based burners provides: the ignition of a fire-fighting object at a gas pressure of 1-2 mm of water. Art., high efficiency in the entire working range, coefficient working regulationKp> 10, the engraved resistance along the oxidant path is 2-3 times less than in traditional burnes, a wide range of steady work on excess air α = 0.7-100. The results of the work have been implemented at more than 1000 refractory objects: boilers, furnaces, dryers, heaters, etc.) in Ukraine, Belarus, Russia, Poland, Kazakhstan. The wide-ranging experience of operatingfire engineering facilities with jet-niche burners has shown that the payback periods of modernization, by saving gas and electricity is 0.5-1.5 years.

Запропоновано систему диференціальних рівнянь теплообміну, руху та нерозривності газового потоку для турбулентного дифузійного факела, що перебуває під зовнішнім пульсаційно-акустичним впливом, що враховує величину лінійного розміру вихорів. Це дозволило розрахунковим шляхом визначити діапазон частот амплітудно-частотної характеристики факела залежно від конструктивних характеристик пальника, а також вплив лінійного розміру вихорів на інтенсифікацію процесів сумішоутворення та вигоряння газоподібного палива в об'ємі турбулентного дифузійного факела, що перебуває під зовнішнім пульсаційно-акустичним впливом. Розроблено математичну модель теплових і газодинамічних процесів, що відбуваються у топці парового котла за пульсаційно-акустичного спалювання палива. Розроблено спосіб і конструкцію системи такого спалювання палива у топках котельних агрегатів. Наведено технологічні рекомендації стосовно застосування даної системи для котельних агрегатів різних типів, на підставі яких розроблено технічне завдання на реконструкцію топки парового котла ДКВР-10-13.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки технології виготовлення залізобетонних виробів панельної конструкції у вертикальному положенні з інтенсивним набиранням міцності бетону на ранній стадії тверднення на основі комплексного застосування прогресивних технологічних прийомів, що забезпечують можливість здійснення раннього зняття опалубки. Визначено вплив послідовності подачі компонентів та введення пари у бетонозмішувач на властивості розігрітої бетонної суміші та запропоновано метод роздільного, двохетапного її готування: на першому етапі - подача заповнювачів і введення пари, на другому - подача цементу, гарячої води та домішок.

  Скачати повний текст

Один із перспективних напрямків розвитку ракетно-космічного двигунобудування – розробка детонаційних двигунів. Теоретичні розрахунки показують, що вони мають більшу ефективність порівняно з традиційними рідинними ракетними двигунами. Додатковою перевагою детонаційних двигунів є можливість використання простіших конструктивних схемних рішень при проектуванні. На ряду з цим конструкція камери детонаційного двигуна під час роботи піддається значно вищому тепловому навантаженню.Для забезпечення надійної роботи ракетного двигуна на етапі проектування необхідно вирішити низку складних технічних завдань. Однією з пріоритетних задач є розробка системи надійного охолодження камери двигуна.У першому розділі проведено аналіз публікацій за проблематикою дисертації та визначено внесок досліджень інших авторів у розвиток цієї теми. Процес горіння у камері двигуна являється основним механізмом, що визначає її роботоздатність. Розрізняють два основні типи процесу горіння: дефлаграційне (дозвукове) та детонаційне (надзвукове). У більшості сучасних ракетних та авіаційних двигунів, які працюють за циклом Брайтона, згоряння палива відбувається саме у дефлаграційному режимі. Детонаційний двигун – тип двигуна, в якому горіння паливної суміші відбувається у детонаційному режимі.Перед початком розробки системи охолодження необхідно визначити та оцінити рівень теплового навантаження на камеру детонаційного двигуна. У фаховій літературі існує не так багато робіт присвячених дослідженню цієї теми. Тому кожне нове дослідження вносить свій вагомий вклад у розвиток цього питання.Проведено аналіз існуючих способів охолодження камери детонаційного двигуна, серед яких: внутрішнє та зовнішнє повітряне охолодження, внутрішнє завісне охолодження та зовнішнє проточне охолодження. Результати аналізу показали, що для детонаційних двигунів необхідно розробляти та застосовувати нові перспективні способи охолодження. Пошук ефективної системи охолодження камери ракетного детонаційного двигуна – це складна задача, яка потребує комплексного підходу з урахуванням багатьох факторів, які впливають на роботоздатність камери.Другий розділ присвячений дослідженню процесів, що протікають у камері імпульсного детонаційного двигуна. Експериментальне дослідження детонації – це складний процес, який потребує складного високоточного обладнання для отримання достовірних результатів. Тому найкращім способом дослідження детонаційних двигунів є метод математичного моделювання з використанням сучасних пакетів прикладних проблемно-орієнтованих програм. Це спрощує процес дослідження та розробки детонаційних двигунів. Використання інструментів математичного моделювання може допомогти виявити та усунути ряд недоліків перед проведенням фізичного експерименту.Для проведення обчислювального експерименту обраний програмний комплекс Ansys Fluent. Розглядалось застосування k-ε та k-ω моделей турбулентності з їх модифікаціями і finite-rate та eddy-dissipation concept моделей горіння. Використання k-ω моделі турбулентності з SST модифікацією та методу eddy-dissipation concept для процесу горіння дозволяють отримати найближчий до відомих експериментальних даних результат. Інші комбінації моделей не дозволяють отримати результати, що відповідають фізичній картині детонації. Використання запропонованого поєднання розрахункових моделей дозволяє проводити обчислювальні експерименти для подальшого дослідження характеристик процесів, що протікають у камері імпульсного детонаційного двигуна.У ході чисельного дослідження виявлено особливості детонаційної течії, які впливають на процеси теплообміну у камері імпульсного детонаційного двигуна. За фронтом детонації утворюються поперечні хвилі, які сприяють значній турбулізації пристінкового шару. Турбулізація призводить до інтенсифікації теплообміну між продуктами детонації та стінками каналу.Аналізуючи результати моделювання визначено, що процес спорожнення камери починається у той час, коли зворотна хвиля розрідження прямує до тягової стінки. У цей момент починається поступове збільшення швидкості газового потоку у зоні сталих параметрів. Після відбиття хвилі розрідження від тягової стінки відбувається прискорення продукті детонації до рівня місцевої швидкості звуку.У третьому розділі проведено чисельний повний факторний експеримент для дослідження впливу конструктивних параметрів та режимних факторів на роботу камери детонаційного двигуна. Режимним параметром впливу виступав початковий тиск у детонаційній камері. Розглядались такі конструктивні фактори, як відносна довжина камери, відношення площі поперечного перерізу камери до мінімальної площі поперечного перерізу сопла та геометрична ступінь розширення сопла. За р^UDevelopment of detonation engines is one of the promising areas of development of rocket and space propulsion. Theoretical calculations show that they have greater efficiency compared to traditional liquid rocket engines. An additional advantage of detonation engines is the possibility of using simpler constructive schematic solutions in the design. Along with this, the design of the chamber of the detonation engine during operation is exposed to a much higher thermal load.To ensure the reliable operation of the rocket engine at the design stage, it is necessary to solve a number of complex technical tasks. One of the priority tasks is the development of a reliable engine chamber cooling system.In the first chapter, an analysis of publications on the issues of the dissertation was carried out and the contribution of research by other authors to the development of this topic was determined. The combustion process in the engine chamber is the main mechanism that determines its efficiency. There are two main types of combustion process: deflagration (subsonic) and detonation (supersonic). In most modern rocket and aircraft engines, which operate according to the Brayton cycle, fuel combustion occurs precisely in the deflagration mode. A detonation engine is a type of engine in which the combustion of the fuel mixture takes place in the detonation mode.Before starting the development of the cooling system, it is necessary to determine and evaluate the level of thermal load on the detonation engine chamber. In the professional literature, there are not so many works dedicated to the study of this topic. Therefore, each new study makes a significant contribution to the development of this issue.The existing methods of cooling the detonation engine chamber were analyzed, including: internal and external air cooling, internal curtain cooling and external flow cooling. The results of the analysis showed that it is necessary to develop and apply new promising methods of cooling for detonation engines. Finding an effective cooling system for the chamber of a rocket detonation engine is a complex task that requires an integrated approach, taking into account many factors that affect the performance of the chamber.The second chapter is devoted to the study of processes taking place in the chamber of a pulse detonation engine. Experimental detonation research is a complex process that requires sophisticated, high-precision equipment to obtain reliable results. Therefore, the best way to study detonation engines is the method of mathematical modeling using modern packages of applied problem-oriented programs. This simplifies the process of research and development of detonation engines. The use of mathematical modeling tools can help identify and eliminate a number of shortcomings before conducting a physical experiment.The Ansys Fluent software package was chosen for the computational experiment. The use of k-ε and k-ω turbulence models with their modifications and finite-rate and eddy-dissipation concepts of combustion models were considered. The use of the k-ω turbulence model with SST modification and the eddy-dissipation concept method for the combustion process allow obtaining the closest result to the known experimental data. Other combinations of models do not allow obtaining results corresponding to the physical picture of detonation. The use of the proposed combination of computational models allows conducting computational experiments for further investigation of the characteristics of the processes taking place in the chamber of the impulse detonation engine.During the numerical study, the features of the detonation flow were revealed, which affect the heat exchange processes in the chamber of the pulse detonation engine. Transverse waves are formed behind the detonation front, which contribute to significant turbulence of the wall layer. Turbulization leads to intensification of heat exchange between detonation products and channel walls.Analyzing the simulation results, it was determined that the process of emptying the chamber begins at the time when the return rarefaction wave goes to the traction wall. At this moment, a gradual increase in the gas flow rate begins in the zone of constant parameters. After the rarefaction wave is reflected from the traction wall, the detonation product is accelerated to the level of the local speed of sound.In the third chapter, a numerical full factorial experiment was conducted to study the influence of design parameters and mode factors on the operation of the detonation engine chamber. The initial pressure in the detonation chamber was the mode parameter of influence. Such design fact

Запропоновано використання систем опалення з регенеративним пальником у промислових печах для зменшення витрат природного газу за рахунок підігрівання повітря. На підставі аналітичних та експериментальних досліджень встановлено геометричні параметри малогабаритного регенератора залежно від технологічних параметрів роботи печі. Розраховано температурні поля за висотою регенератора, визначено його гідравлічний опір. На експериментальному стенді досліджено адекватність числового експерименту за регенеративного теплообміну. Встановлено, що існуючі емпіричні залежності для гідравлічного опору шару насадки з кульок не дають змогу досить точно розрахувати опір у малогабаритному регенераторі. Доведено, що у шарі насадки під час короткоциклових процесів функціонує поверхневий шар кульок, а сама насадка регенератора за даних умов може перебувати у стані теплового насичення. Проаналізовано екологічні особливості функціонування регенеративного пальника з високим рівнем підігрівання повітря. Встановлено суттєвий вплив організації спалювання палива на викид оксидів азоту. Одержані практичні результати наукового дослідження використано під час розробки проекту системи опалення з регенеративним пальником та в процесі будівництва нової печі для переплавлення алюмінію. Встановлено екологічність та економічність нової системи опалення. Зазначено, що за даних умов показник питомих втрат палива у порівнянні з аналогічними печами нижчий у 1,5 - 2 рази.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена вивченню закономірностей та характеристик процесу теплообміну при кипінні на метало-волокнистих пористих поверхнях в умовах обмеження простору над поверхнею теплообміну.У роботі виконані комплексні експериментальні дослідження інтенсивності теплообміну при кипінні на пористих структурах, встановлено вплив на неї розмірів волокон, пористості та товщини пористого покриття, а також висоти вільного простору над поверхнею теплообміну.Розвинуто фізичну модель процесу тепломасопереносу при кипінні на пористих поверхнях в умовах обмеженого простору. Отримані емпіричні залежності для визначення інтенсивності теплообміну при кипінні на гладких та пористих поверхнях в умовах обмеженості простору із врахуванням характеристик пористої структури в широкому діапазоні підведених теплових потоків.Розроблена методика інженерного розрахунку двофазного теплопередавального пристрою на прикладі парової камери^UThe dissertation is dedicated to studying of patterns and characteristics of heat transfer process at boiling on felt metal porous surfaces in conditions of limited space above the heat transfer surface.Complex experimental investigation of heat transfer intensity at boiling on porous structures was performed in this work, influence of felt sizes, porosity, structure thickness and height of free space above the heat transfer surface on heat transfer intensity was detected.Physical model of heat and mass transfer process at boiling in conditions of limited space was modified. Empirical equations for calculation of heat transfer intensity at boiling on smooth and porous surfaces in limited space conditions were obtained. These equations take into account characteristics of porous structures in wide range of input heat fluxes.Engineering method of calculation of two phase heat transfer device on example of vapor chamber was developed.

Теоретично та практично обгрунтовано технічну можливість створення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об'єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок для котельних установок. Запропоновано конструктивну схему КСТ, а також розроблено математичні моделі процесів теплообміну в елементах КСТ з урахуванням геліотехнічних можливостей регіону експлуатації. Наведено математичні моделі кліматичних умов Сирії, визначено енергетичні характеристики сонячної приставки до котельної установки з урахуванням гідравлічних схем багатомодульної структури сонячних колекторів у процесі довготривалої експлуатації системи. Визначено техніко-економічні характеристики системи та доцільність її використання в складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми та програми числового моделювання теплових процесів у ній.

  Скачати повний текст

Досліджено теплові процеси в елементах енергетичного обладання ТЕС і АЕС. Розв'язано спряжені задачі теплообміну, в яких враховано взаємний вплив переносу теплоти у твердому тілі та у навколишньому теплоносії. Проаналізовано процеси теплообміну в ущільненнях парових і газових турбін шляхом розв'язання спряженої задачі теплообміну за двовимірної постановки. Здійснено верифікацію сформованої математичної моделі та розширення діапазону використання критеріальних рівнянь теплообміну. Визначено коефіцієнти тепловіддачі на поверхні ротора у зоні термокомпенсаційної канавки та запропоновано підхід для зниження термічних напружень. Запропоновано методику підвищення якості роботи енергоблоків шляхом впровадження інормаційної системи моніторингу. На підставі даних, одержаних завдяки розв'язанню спряженої задачі теплообміну, проведено дослідження теплового стану вентильованого контейнера зберігання відпрацьованого ядерного палива, розташованого на відкритій площадці. Показано безпечність зберігання такого контейнера тривалий час за фактором зміни теплового стану.

  Скачати повний текст

В роботі на основі аналізу відомих досліджень теплового стану вентильованих контейнерів зберігання ВЯП та аналізу результатів моніторингу теплового стану контейнерів зберігання Запорізької АЕС вперше досліджено і узагальнено характер перебігу теплофізичних процесів у вентильованих контейнерах сухого зберігання відпрацьованого ядерного палива, що дозволило виявити та класифікувати основні чинники, які впливають на тепловий стан палива та основного обладнання протягом усього строку експлуатації сховища. Серед таких факторів впливу виділено: антропогенно-техногенні, погодно-кліматичні, конструктивні, фізичні.Для проведення детального аналізу теплового стану контейнерів зберігання відпрацьованого ядерного палива з урахуванням основних факторів впливу створено новий універсальний підхід для визначення теплового стану ВЯП та елементів обладнання зберігання, що базується на ітераційному розв'язанні прямих спряжених та обернених задач теплообміну з використанням моделей різного рівня складності. Для сухого сховища ВЯП Запорізької АЕС біло виділено п'ять рівнів складності: група контейнерів, окремий контейнер, корзина з паливними збірками, паливна збірка, твел.Із застосуванням ітеративної методики було проведено серію розрахункових досліджень, які дозволили отримати нові дані про тепловий стан контейнерів з відпрацьованим паливом в умовах проектних аварій різної природи. За максимальним рівнем температури ВЯП було введено класифікацію аварій, що дозволило виявити ті, які потребують першочергового усунення для забезпечення теплового критерію безпеки.В роботі вперше за результатами теплових досліджень запропонована класифікація порушень нормальних умов експлуатації, що пов'язані з перекриттям вентиляційних каналів, в тому числі й проектних аварій, які обумовлені цим чинником. Розглянуто усі можливі варіанти перекриття вентиляційних каналів. Визначено, що найвищі температури досягаються при перекритті верхніх вентиляційних отворів; такі порушення умов нормальної експлуатації та аварійні ситуації повинні бути усунені першочергово.Розглянуто варіанти поліпшення теплового стану контейнерів з ВЯП протягом усього терміну експлуатації сухого сховища. Було запропоновано створення захисної погодної кришки, яка зменшує негативний вплив вітру на тепловий стан ВЯП, що зберігається, а також досліджені шляхи модернізації форми та розмірів вентиляційного тракту контейнера зберігання.Розроблено новий метод розміщення контейнерів з відпрацьованим ядерним паливом на відкритому майданчику сухого сховища, що зменшує їх взаємний тепловий впливу, підвищує ефективність роботи системи теплового моніторингу та забезпечує необхідний рівень безпеки довгострокової експлуатації сховища в цілому. Розміщення контейнерів, що містять паливо з більш високим залишковим тепловиділенням, в середині групи контейнерів дозволить знизити вплив вітру на верхні вентиляційні отвори і, відповідно, покращити якість теплового моніторингу.Удосконалено метод розміщення паливних збірок в корзині зберігання для зменшення рівня температур шляхом встановлення максимально припустимого рівня залишкового тепловиділення для груп відпрацьованих паливних збірок, що зберігаються, який дозволяє не порушувати норми радіаційної безпеки. Відповідно до методу в центрі групи збірок розміщуються збірки із залишковим тепловиділенням, що складає 75 % від максимально припустимого рівня тепловиділення. Для збірок, що оточують центральні збірки, рівень тепловиділення можливо збільшити до 106,25 %, тепловиділення збірок на периферійній частині групи не повинне перевищувати максимально припустиме. У роботі вперше створені методичні основи прогнозування теплового стану вентильованих контейнерів з відпрацьованим ядерним паливом. Знайдено залежності температури вентиляційного повітря на виході із контейнера зберігання та максимальної температури в корзині з ВЯП від рівня залишкового тепловиділення та температури атмосферного повітря.Запропоновано новий метод контролю теплового стану контейнерів з ВЯП, який базується на порівнянні результатів вимірів та теоретичних розрахунків прогнозного значення температури вентиляційного повітря на виході з контейнера зберігання. Розроблено концептуальну модель інформаційної системи моніторингу теплового стану відпрацьованого ядерного палива та структуру бази даних, що буде входити до її складу.^UIn the work on the basis of the analysis of well-known researches of the thermal state of ventilated storage containers with SNF and analysis of the monitoring results of the thermal state of storage containers of the Zaoprizhska NPP, the nature of the thermophysical processes in ventilated containers of dry storage of spent nuclear fuel has been explored and generalized, which has allowed to identify and classify the main factors influencing on the thermal state of fuel and basic equipment during the whole storage facility operation. Among these influencing factors highlighted: anthropogenic, weather and climate, structural, physical.In order to carry out a detailed analysis of the thermal state of spent fuel storage containers, taking into account the main factors of influence, a new universal approach for determining the thermal state of spent fuel and storage equipment elements based on the iterative solution of the direct conjugate and inverse heat transfer problems using models of different complexity levels has been created. Five complexity levels were identified for the SNF dry storage facility of the Zaporizhska NPP: a group of containers, a separate container, a basket with fuel assemblies, a fuel assembly, a fuel rod.Using the iterative methodology, a series of computational studies were conducted that allowed obtaining new data on the thermal state of containers with spent fuel in the conditions of different design accidents. On base of the maximum temperature level of spent fuel, a classification of accidents was introduced, which allowed identifying those that require a priority elimination to provide a thermal safety criterion.In the work for the first time, according to the results of thermal research, a classification of violations of normal operating conditions related to the blockage of ventilation channels, including design accidents, which are caused by this factor, is proposed. All possible variants of ventilation channels blockage are considered. It is determined that the highest temperatures are achieved by blockage of the upper ventilation vents; such blockage of normal operating conditions and emergency situations should be eliminated first and foremost.The variants of improvement of the thermal state of containers with SNF during the whole operation period of the dry storage are considered. It was proposed to create a protective weather lid, which reduces the negative impact of wind on the thermal state of spent fuel; and also ways to modernization of the shape and size of the ventilation duct of the storage container were explored.A new method of placing containers with spent nuclear fuel in the open site of a dry storage facility, which reduces their mutual thermal influence, has increased the efficiency of the system of thermal monitoring and provides the necessary level of safety of long-term operation of the storage facility in general. Placement containers containing fuel with higher decay heat generation in the middle of the containers group will reduce the effect of wind on the upper ventilation vents and, respectively, improve the quality of thermal monitoring.The method of placing fuel assemblies in the storage basket with purpose to reduce the temperature level has been improved by setting the maximum permissible level of decay heat for stored spent fuel assemblies, which allows not to violate radiation safety standards. According to the method, assemblies with decay heat are placed in the center of the fuel assemblies group, which is 75% of the maximum allowable level of heat generation. For assemblies that surround the central ones, the level of heat can be increased to 106.25%, the heat release of the assemblies on the periphery of the group should not exceed the maximum allowable.The methodical bases for predicting the thermal state of ventilated containers with spent nuclear fuel were first created in the work. The dependences of the temperature of the ventilation air in the outlet vent of the storage container and the maximum temperature in the storage cask with spent fuel from the level of decay heat and temperature of the atmospheric air are found.A new method for controlling the thermal state of containers with SNF is proposed, which is based on comparison of the results of measurements and theoretical calculations of the predicted value of the temperature of the ventilation air at the exit from the storage container. The conceptual model of the information system for thermal state monitoring of spent nuclear fuel and the structure of the database, which will be included in it, are developed.

На підставі результатів експериментальних досліджень динаміки діючих об'єктів теплогенеруючих установок (ТГУ) потужністю 4 - 12 МВт уперше показано, що під час навантаження та розвантаження об'єкта його постійні часу різні. Це дало змогу обгрунтувати необхідність побудови спеціалізованих систем забезпечення теплових режимів для комплексного підвищення економічності та екологічності ТГУ. Одержано передатні функції теплогенеруючого об'єкта за різних режимів його роботи у зосереджених параметрах і у розподілених, показано сфери їх застосування. Розв'язок математичної моделі здійснено з використанням апроксимаційних виразів функцій Бесселя, що істотно полегшує розрахунок процесу нестаціонарного теплообміну. Запропоновано критерії оцінки значущості членів математичної моделі ТГУ, що базуються на її динамічній декомпозиції та дають змогу спростити математичну модель без внесення істотних погрішностей у кінцевий результат. Розвинуто теорію систем забезпечення теплових режимів ТГУ з питань ідентифікації об'єктів регулювання, побудови математичних моделей об'єктів, що дало змогу визначити закони регулювання, які підвищують економічність та екологічність ТГУ. Обгрунтовано доцільність використання регуляторів на елементах нечіткої логіки у системах забезпечення теплових режимів, що дозволяє підвищити ефективність ТГУ. Адаптовано до умов ТГУ математичну модель процесу поширення викидів у навколишнє середовище, запропоновано методику розрахунку характеристик викидів.

  Скачати повний текст

Досліжено проблему підвищення ефективності систем відведення теплоти конденсації промислових аміачних холодильних установок, які підпадають під вплив великої кількості неконденсованих газів (НКГ). Розглянуто дані, одержані за результатами досліджень сучасними науковцями, у сфері впливу НКГ на процес конденсації. Визначено особливості конденсації пари всередині горизонтальних труб за наявності НКГ. Запропоновано математичну модель процесу конденсації пари аміаку всередині такої труби з урахуванням впливу НКГ. Проведено експериментальні дослідження робочих характеристик повітряних конденсаторів на промисловій аміачній холодильній установці за наявності високих концентрацій НКГ. Визначено основні шляхи оптимізації робочих параметрів промислових конденсаторних систем. Наведено рекомендації щодо вдосконалення конструкції повітряних конденсаторів з метою зменшення енерговитрат. Упроваджено алгоритм контролю та своєчасного видалення НКГ з системи промислової холодильної установки. Введено поняття відносної насиченості парогазової суміші, що дозволяє точніше оцінити впливи НКГ на роботу конденсаторів за різних зовнішніх умов. Розроблено конструкцію нового віддільника НКГ з використанням пластинчастої поверхні теплообміну як основної.

  Скачати повний текст