В представленій роботі розглянуто удосконалення існуючого технологічного процеса отримання матеріалу жаростійких покриттів для лопаток газотурбінних двигунів, а саме катодів, що використовуються для нанесення покриттів за технологією конденсаційного осадження. В роботі розглянуто вплив модифікуючих елементів на структуру та властивості сплаву, застосовано широку гаму технологічних методів виплавлення жаростійкого сплаву системи Ni-Cr-Al-Y, а також технологію отримання якісного витратного матеріалу для жаростійких покриттів у вигляді циліндричних катодів.Обґрунтовано вибір модифікаторів (Y, La, Hf) та їх комплексів для поліпшення властивостей катодів та отриманих з них покриттів. Розкрито вплив цих елементів на структурний стан сплаву. На основі результатів проведених досліджень розроблено технологію нанесення градієнтного покриття на лопатки турбіни з підвищеною товщиною, що дозволило підвищити ресурс робочої лопатки.^UThe presented paper considers improvement of heat resistant coating manufacturing proces for gas turbine engine blades, namely improvement of cathodes used to produce coatings by PVD method. The paper discusses effect of the modifying elements on structure and properties of the alloy, both wide range of manufacturing methods for heat resistant Ni-Cr-Al-Y alloy melting, and a manufacturing process of high quality consumables, such as cylindrical cathodes, for heat resistant coatings, were used.A choice of modifiers (Y, La, Hf) and their complexes was justified to improve properties of the cathodes and coatings produced from them. The effect of these elements on structural condition of the alloy has been discovered. Based on research results, a deposition process of gradient coating with the increased thickness on turbine blades has been developed, which allowed to increase life of the turbine rotor blade.

Здійснено розробку основ технології альдольної конденсації карбонільних сполук з формальдегідом у газовій фазі на твердих каталізаторах. Встановлено залежність між фізико-хімічними та каталітичними властивостями вивчених каталізаторів. Визначено активну фазу оптимального каталізатора. З'ясовано кінетичні закономірності процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом на кращому каталізаторі. Запропоновано кінетичну модель щодо реакції за присутності кращого каталізатора, на основі якої виконана оптимізація процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробленню наукових основ та технології гетерогенно-каталітичного одержання акрилатних мономерів. Розроблено нові ефективні каталізатори виробництва метилметакрилату та метакрилової кислоти за реакціями конденсації пропіонової кислоти з формальдегідом, конденсації метилпропіонату з формальдегідом, та суміщеної конденсації метилпропіонату і пропіонової кислоти з формальдегідом та естерифікації метанолом. Розроблені каталізатори також є ефективними у процесах виробництва метилакрилату та акрилової кислоти. Встановлено залежності між якісним і кількісним складом розроблених каталізаторів та їх фізико-хімічними і каталітичними властивостями. Встановлено вплив технологічних параметрів на процеси синтезу метилметакрилату та метакрилової кислоти. Розроблено кінетичні моделі реакцій газофазної конденсації пропіонової кислоти та метилпропіонату з формальдегідом, їх основі яких виконано оптимізацію процесів та розроблено технологічні схеми виробництва акрилатних мономерів конденсацією карбонільних сполук в газовій фазі. Виконано порівняльний аналіз розроблених каталізаторів та технологій виробництва акрилатних мономерів з існуючими в промисловості, та здійснено дослідно-промислову апробацію.^UThe thesis is devoted to the development of scientific basis and technology of heterogeneous catalytic production of acrylate monomers. New efficient catalysts are developed for methyl methacrylate and methacrylic acid production by reactions of condensation of propionic acid with formaldehyde, condensation of methyl propionate with formaldehyde, and combined condensation of methyl propionate and propionic acid with formaldehyde and esterification with methanol. Developed catalysts are also efficient in the processes of methyl acrylate and acrylic acid production. Dependencies between qualitative and quantitative composition of developed catalysts and their physical, chemical and catalytic properties are determined. The effect of technological parameters on the processes of synthesis of methyl methacrylate and methacrylic acid is established. The kinetic models of gas-phase condensation reactions of propionic acid and methyl propionate with formaldehyde are developed, based on which the optimization of the processes is done and the technological schemes of acrylate monomers production by condensation of carbonyl compounds in the gas phase are developed. A comparative analysis of the developed catalysts and technologies for the production of acrylate monomers with existing in industry has been performed, and pilot testing was carried out.

Об'єкт дослідження: технологічний процес виготовлення турбінних лопаток з титанових сплавів. Предмет дослідження: раціональна структура технологічного процесу, закономірності шліфувальних та полірувальних операцій обробки сложнопрофільних поверхонь турбінних лопаток з титанових сплавів, які забезпечують якість, зниження трудомісткості виготовлення та стабільність методів механічної обробки. Мета дисертаційної роботи: забезпечення якості та зниження трудомісткості обробки сложнопрофільних поверхонь турбінних лопаток з титанових сплавів при вдосконаленні шліфувальних і полірувальних операцій технологічного процесу. Методи дослідження: Теоретичні дослідження базуються на основних положеннях технології машинобудування, теорії формоутворення та основ формування точності й якості поверхонь деталей машин. Удосконалення технології виготовлення лопаток, пошук раціональної структури технологічного процесу та оцінка трудомісткості варіантів виконувалася з використанням методів імітаційного моделювання. Оптимальність процесу шліфування визначалася із застосуванням методики багатофакторного планування експерименту. Наукова новизна: на основі системного аналізу закономірностей технологічних процесів виготовлення деталей з важкооброблюваних матеріалів розроблений і запропонований новий підхід до забезпечення якості та зниження трудомісткості обробки сложнопрофільних поверхонь турбінних лопаток з титанових сплавів при вдосконаленні структури технологічного процесу і параметрів фінішних операцій. Практичні результати: розроблено методику проектування раціональної структури технологічного процесу обробки сложнопрофільних поверхонь турбінних лопаток з титанових сплавів, впроваджено сучасні методи і засоби контрольних операцій технологічного процесу, шліфувальні і полірувальні операцій з використанням високоструктурних абразивних кругів (Патент України на корисну модель № 128773). Результати роботи використані при розробці технологічних процесів обробки турбінних лопаток з титанових сплавів на АТ «Турбоатом» (м. Харків), що дозволило знизити трудомісткість виготовлення лопатки на 30%, скоротити цикл виробництва комплекту (100 штук) для одного ряду турбіни в два рази.^UObject of research: technological process of manufacturing turbine blades from titanium alloys. Subject of research: rational structure of technological process, regularities of grinding and polishing operations of processing of complex-profile surfaces of turbine blades from titanium alloys, which provide quality, reduction of manufacturing complexity and stability of machining methods. The purpose of the dissertation work: quality assurance and reduction of labor intensity of processing of complex-profile surfaces of turbine blades from titanium alloys at improvement of grinding and polishing operations of technological process. Research methods: Theoretical research is based on the basic provisions of engineering technology, the theory of formation and the basics of forming the accuracy and quality of surfaces of machine parts. Improving the technology of manufacturing blades, finding a rational structure of the technological process and estimating the complexity of the options was performed using simulation methods. The optimality of the grinding process was determined using the method of multivariate experimental planning. Scientific novelty: on the basis of the system analysis of regularities of technological processes of manufacturing of details from difficult-to-process materials the new approach to quality assurance and reduction of complexity of processing of difficult-profile surfaces of turbine blades from titanium alloys at improvement of structure of technological process and parameters of finishing operations is developed and offered. Practical results: the technique of designing of rational structure of technological process of processing of difficult-profile surfaces of turbine blades from titanium alloys is developed, modern methods and means of control operations of technological process, grinding and polishing operations with use of highly structured abrasive wheels are introduced (Patent of Ukraine for utility model № 128773). The results were used in the development of technological processes for processing turbine blades from titanium alloys at JSC "Turboatom" (Kharkov), which reduced the complexity of manufacturing the blade by 30%, reduce the production cycle of the kit (100 pieces) for one row of turbines twice.

Наведено задачу, що виникає в транспорті, в авіаційній і космічній техніці, у нафтовій і газовій промисловості та в енергомашинобудуванні, про пружні коливання та динамічну стійкість трубчатих стержнів, які містять внутрішні потоки неоднорідної рідини. Розглянуто: моделі, в яких неоднорідність стаціонарного потоку може бути обумовлена змінами в процесі руху його агрегатного стану (наприклад, зміною тиску в повітряно-водяних або паро-водяних сумішах, її усередненої густини та швидкості) та його параметри є неперервними функціями осьової координати; модель руху внутрішньої акустичної хвилі, яка моделюється руховим полем внутрішнього тиску, що змінюється за гармонійним законом; моделі потоку з розривними параметрами, які складаються з дискретних мас рідиних згустків, розділених порожнинами та заповнених газом (паром). Для дослідження динамічної стійкості використано методи безпосереднього комп'ютерного моделювання і методи теорії Ляпунова і Флоке. Вивчено поведінку консольних та шарнірно закріплених труб у докритичному, критичному та закритичному станах.

  Скачати повний текст

Газові гідрати є єдиним нерозроблювальним джерелом природного газу на Землі, який може складати реальну конкуренцію традиційним родовищам. Значні потенційні ресурси газу в гідратних покладах надовго забезпечать людство високоякісною енергетичною сировиною. Автором зроблено аналіз попереднього досвіду: – механізму утворення і розкладу гідратів та встановлено, що рівноважні параметри утворення і розкладання гідратів в щілястому просторі відрізняються від відповідних параметрів у вільному обсязі. На процес гідратоутворення в пористому просторі впливають склад порід, пористість, мінералізація пластової води, кривизна поверхні розділу фаз, що призводить до гістерезису між відповідними умовами та до їх зміни відносно умов гідратоутворення у вільному об'ємі; – способів утворення і розкладання гідратів у трубопроводах та встановлено, що дляутворення гідратів необхідно, щоб парціальний тиск парів води над гідратом був вище пружності цих парів в складі гідрату.Для визначення термодинамічних параметрів утворення гідрату була розроблена лабораторна установка. За допомогою неї проведено ряд натурних дослідів при різних початкових параметрах: тиск змінювали в межах від 0,1 до 0,6 МПа; температура змінювалась в межах від 273 до 278 К; концентрація поверхнево – активних речовин змінювалась в межах від0 до 10 мл/літр; часзмінювали в межах від 30 хвилин до 5 годин. Була розроблена установка для вимірювання газоємності газового гідрату. В результаті експерименту встановлено, що газоємність змінюється (при заданих умовах) від 0 до 80 м3/м3.^UGas hydrates are the only non-productive source of natural gas on Earth that can compete with traditional fields. Significant potential gas resources in hydrated deposits will provide humanity with highquality energy raw materials for a long time. The author analyzes the previous experience: - the mechanism of formation and decomposition of hydrates and it is established that the equilibrium parameters of formation and decomposition of hydrates in the slit space differ from the corresponding parameters in the free volume. The process of hydrate formation in the porous space is influenced by the composition of rocks, porosity, mineralization of formation water, curvature of the phase interface, which leads to hysteresis between the corresponding conditions and to their change relative tothe conditions of hydrate formation in the free volume; - methods of formation and decomposition of hydrates in pipelines and it is established that for the formation of hydrates it is necessary that the partial pressure of water vapor over the hydrate was higherthan the elasticity of these vapors in the hydrate. A laboratory setup was developed to determine the thermodynamic parameters of hydrate formation. With its help a number of field experiments were carried out at different initial parameters: the pressure was changed in the range from 0.1 to 0.6 MPa; the temperature varied from 273 to 278 K; the concentration of surfactants varied from 0 to 10 ml / liter; the time was varied from 30 minutes to 5 hours. An installation for measuring the gas capacity of a gas hydrate was developed. As a result of the experiment it was found that the gas capacity varies (under given conditions) from 0 to 80 m 3 / m 3 .

Проведено термодинамічні дослідження енергетичних установок з повним уловлюванням вуглекислоти, утвореної внаслідок спалення органічного палива. Розглянуто газотурбінні та парогазові установки. Одержано значення коефіцієнта корисної дії (ККД) схем за різноманітними параметрами робочого тіла перед газовою турбіною і показники внутрішнього відносного ККД газової турбіни. Розглянуто вплив на ККД установки відносних витрат тиску на гідравлічні опори в елементах схеми та витрат енергії для одержання кисню, а також вплив промохолодження у процесі стиснення робочого тіла і проміжного підводу теплоти у разі розширення. Вперше доведено, що схеми енергоустановок з повним уловлюванням утвореної вуглекислоти не поступаються за ККД найбільш сучасним схемам парогазових установок.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. Національний технічний університет "ХПІ", Харків, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2021.Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково-практичного завдання: оптимізація пластинчастих теплообмінників і вдосконалення методів їх розрахунку і оптимізації. У дисертації запропоновано нову методику автоматичного інтервального розрахунку пластинчастого теплообмінного апарату як комплексу теплообмінних поверхонь з використанням фрактального підходу. Ця методика дозволяє досягти підвищення точності теплового розрахунку до 10%, особливо для теплообмінників з невеликою кількістю пластин. Методика повністю автоматична і може бути використана у програмах оптимізації пластинчастих теплообмінників. Створено програму оптимізації пластинчастого теплообмінного обладнання для різних задач розрахунку, типів пластинчастих теплообмінників, з можливістю використання моделей різної точності. Проведено комплексний оптимізаційний розрахунковий експеримент для маслоохолоджувачів турбін з витратою мастила 10-250 кг/с, теплообмінників системи опалення потужністю 100-2000 кВт, регенераторів понадкритичного СО2 циклу потужністю 1-15 МВт, підігрівачів повітря системи знеліднення газової турбіни потужністю 1-20 МВт. Рекомендовано оптимальні конструктивні та режимні параметри для цього обладнання. Встановлено, що пластинчасті теплообмінники ефективніше кожухотрубних по економічних критеріях для всіх діапазонів потужностей вищезазначених установок. Визначено актуальні щодо сучасного рівня цін на метал та енергоносії швидкості теплоносіїв (води та мастила) в каналах пластинчастих теплообмінників, ці рівні швидкостей значно нижчі, ніж вважалося досі, і становлять 0,2 м/с для води та 0,35 м/с для мастила. Встановлено, як зміняться оптимальні швидкості при зростанні цін на метал або електроенергію. Рекомендоване рівняння для визначення оптимальної швидкості води у залежності від цін на метал та енергію, що може також бути використана для розрахунку оптимальної швидкості при використанні дорогих металів. Проведено ранжування незалежних змінних по впливу на результатиоптимізації і надано рекомендації щодо порядку і кроку перебору їх, що дозволяє зменшити розмірність задачі оптимізації. Вироблено рекомендації щодо необхідності використання уточнених методів розрахунку.Ключові слова: пластинчасті теплообмінники, оптимізація, моделювання, уточнений інтервальний тепловий розрахунок, маслоохолоджувачі, опалення, понадкритичний СО2 цикл, газотурбінна установка, оптимальна швидкість теплоносія.^UThesis for submission of a Candidate's degree in technical sciences under specialty 05.14.06 – «Technical Thermal Physics and Industrial Heat-Power Engineering». National Technical University "KhPI", Kharkiv city, the Specialized Scientific Councils – D 08.084.05 of a “National Metallurgical Academy of Ukraine”, Dnipro city, 2021.The thesis is devoted to the solution of an important scientific and practical task: optimization of plate heat exchangers and improvement of methods of their calculation and optimization. The thesis proposes a new approach for automatic interval calculation of a plate heat exchanger as a complex of heat exchange surfaces using a fractal approach. This approach makes it possible to achieve an increase in the accuracy of the thermal calculation up to 10%, especially for HEXs with a small number of plates. The approach is fully automatic and can be used in plate heat exchanger optimization programs. A program for the optimization of plate heat exchangers has been created for various calculation problems, types of plate heat exchangers, with the possibility to use models of different accuracy. An integrated computational optimization experiment has been done for turbine lube oil coolers with 10-250 kg/s oil flow rate, heat exchangers of a heating system with 100-2000 kW transferred heat, regenerators of a supercritical CO2 cycle with 1-15 MW power, air heaters for an anti-icing system of 1-20 MW gas turbine. Optimal design and operating parameters for this equipment are recommended. It was found that plate heat exchangers are more efficient than shell-and-tube heat exchangers in terms of economic criteria for all ranges of the above-mentioned installations. The fluids velocities (water and oil) in the channels of plate heat exchangers relevant to the current level of prices for metal and energy have been determined; these velocities are significantly lower than it was believed until now and are 0.2 m/s for water and 0.35 m/s for lubrication oil. It has been established how the optimal velocities will change with an increase in prices for metal or electrical energy. An equation is recommended to determine the optimal water velocity depending on metal and energy prices, and can also be used to calculate the optimal velocity when using expensive metals. The independent variables are ranked in terms of their influence on the optimization results and recommendations are given on the order and step of using them, which leads to reduce the dimension of the optimization problem. Recommendations have been developed on the need to use refined calculation methods.Keywords: plate heat exchangers, optimization, modeling, refined interval heat calculation, lubrication oil coolers, heating, supercritical CO2 cycle, gas turbine, optimal fluid velocity.

Вперше визначено значення коефіцієнта тертя об стінку циліндра повітряного заряду, що обертається у циліндрі дизеля під час стискання. Одержано залежності, які пов'язують показники газообміну дизеля 6ДН12/2х12 з параметрами газу у впускному та випускному колекторах, геометричними характеристиками вікон та частотою обертання колінчатого вала. Запропоновано безрозмірний критерій форми прямокутного впускного вікна. З'ясовано, що найкраща якість процесів газообміну у двигуна з прямоточно-щілинним продуванням забезпечується за однакових значень критерію форми, встановлено діапазон цих значень. Визначено кількісний вплив на показники паливної економічності та токсичності відпрацьованих газів та теплової напруженості основних деталей дизеля 6ДН роздільного та спільного впровадження розробленого високоефективного компактного охолоджувача наддувного повітря, циліндра з удосконаленою конфігурацією впускних вікон та соплового апарату турбіни з оптимальним мінімальним прохідним перерізом.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження тривимірного напружено-деформованого стану (НДС) та власних коливань вузлів гідравлічних і парових турбін з урахуванням контакту елементів та наявності тріщин. Дану задачу розв'язано за допомогою багатосіткового методу скінченних елементів. З метою поліпшення збіжності методу запропоновано модифікацію його операторів - пряму побудову проміжної скінченноелементної моделі і числову побудову оператора конденсації. Удосконалено метод урахування недосконалостей структури у вигляді тріщин для динамічних задач. Проведено тестування запропонованих методик. Створено спеціалізований програмний комплекс з розвинутим вхідним і вихідним інтерфейсами. Встановлено вплив різних конструктивних і технологічних факторів на НДС та власні коливання вузлів гідравлічних і парових турбін. Вперше вивчено вплив контактного обпирання та появи тріщин в лопатковому апараті на НДС діафрагми парової турбіни. Досліжено вплив довжини та глибини тріщини в лопаті робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни на власні коливання. Встановлено вплив системи тріщин різної орієнтації та довжини в лопаті поворотно-лопатевої гідротурбіни на її власні коливання.

  Скачати повний текст

Розроблено нелінійні математичні моделі електрогідравлічних слідкуючих приводів (ЕГСП) та його складових елементів, які дозволяють враховувати нелінійності різного типу: обмеження руху рухливих деталей, межі зміни робочих параметрів, зміну коефіцієнта гідравлічних витрат робочої рідини в щілинах керування золотникових пар, сухе тертя. Доведено перспективність побудови електрогідравлічних систем регулювання парових турбін на основі гідроагрегатів. Досліджено динамічні властивості ЕГСП з низьким та підвищеним (до 20 МПа) тиском подачі робочої рідини, а також електрогідравлічної системи регулювання парової турбіни з цим гідроприводом.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод синтезу сполук на основі амінних комплексів нікелю (II) та міді (II) та іонів поліоксометалатів, з використанням якого одержано 23 нові комплекси. На підставі даних рентгеноструктурного аналізу встановлено, що аніони оксометалатів утворюють координаційні зв'язки лише з іонами міді (II). Показано, що у кристалічних гратках окремих сполук є вакантний простір, доступний для входження адсорбатів. Проведено систематичне вивчення кінетичних і термодинамічних особливостей реакцій гетерофазної взаємодії одержаних полікристалічних сполук з парами води, метанолу, етанолу, ацетону та ацетонітрилу. Продемонстровано стехіометричність та оборотність вивчених процесів. З'ясовано, що їх кінетичні характеристики описуються моделлю лінійної рушійної сили масопереносу і кінетичні профілі реакцій апроксимуються моно- або біекспоненційними залежностями, а це свідчить про наявність одного або двох енергетичних бар'єрів, які лімітують процес дифузії. На підставі кінетичних даних встановлено, що механізми взаємодій не залежать від природи полярних молекул. Вперше для металокомплексних сполук одержано кінетичні характеристики процесів десорбції молекул спиртів і показано ідентичність механізмів ад/десорбції. На підставі одержаних результатів обгрунтовано припущення про структурну природу енергетичних бар'єрів, що визначаються топологією пористої будови кристалічних решіток. Встановлено, що синтезовані сполуки ефективно зв'язують аміак за умов низької вологості. Показано принципову роль присутності у газовій парі води у визначенні кінетичних особливостей даних процесів.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення рівня надійності функціонування елементів допоміжного та керувального електрообладнання енергоблока теплової станції шляхом їх діагностування. Розроблено математичні моделі спрацювання робочого ресурсу з метою діагностування силового сухого трансформатора власних потреб, математичну модель для діагностування системи технологічного захисту турбіни. Вдосконалено метод синтезу структурних схем пристроїв для діагностування електрообладнання. Запропоновано мікропроцесорну реалізацію пристрою для діагностування силового сухого трансформатора власних потреб з урахуванням роботи в режимі перевантаження та мікропроцесорні реалізації пристрою для діагностування системи зниження вакууму турбіни, а також алгоритми їх роботи. Розроблені підходи та математичні моделі апробовано та впроваджено на підприємстві ВАТ "Західенерго" - Ладижинська ТЕС та до навчального процесу Вінницького національного технічного університету.

  Скачати повний текст

Проведено числовий аналіз аеропружної поведінки вінця турбомашини, що базується на моделюванні течії в'язкого газу й енергетичному методі визначення зон нестабільності коливань лопаток і передбачає коливання лопаток за однією із власних форм і відповідної власної частоти з постійним міжлопатковим фазовим кутом і подальшим визначенням роботи аеродинамічних сил. Інтегрування рівнянь Нав'є-Стокса, осереднених за Рейнольдсом, здійснюється за допомогою розробленої явної числової схеми, що базується на модифікованій схемі Годунова з використанням рухомих розрахункових сіток довільної конфігурації. Наведено результати дослідження аеропружної поведінки робочого колеса останньої ступені потужної парової турбіни з відносно довгими лопатками. Дослідження проведено для трьох різних режимів роботи турбіни (одного розрахункового та двох нерозрахункових), окремо для ідеального та в'язкого газу. Визначено аеропружні характеристики лопаткового апарата для кожної власної форми коливань лопатки та заданого міжлопаткового фазового кута.

  Скачати повний текст

Запропоновано методологію й основні технічні вирішення щодо побудови просторово-розподіленої, багаторівневої системи управління газозбутового підприємства. Реалізовано основні етапи проектування та побудови регіональної автоматизованої системи управління об'єктами газопостачання (РАСУ ОГ) області з використанням геоінформаційних технологій. Розроблено стохастичний метод щодо вирішення проблеми оперативного диспетчерського управління режимами транспорту та розподілу природного газу в регіональній системі газопостачання (РСГ) та проведено його структуризацію для реальних умов функціонування ОСГ. Створено математичні моделі основних елементів розподільчої газової мережі: ділянки газопроводу та регулювальних елементів. Проведено структуризацію цільової функції й обмежень задачі оперативного планування режимів транспорту та розподілу природного газу в РСГ. Введено та формалізовано критерій технічної стійкості режимів функціонування регіональних систем газопостачання. Наведено математичну постановку, алгоритм і результати розв'язання задачі планування раціональних режимів у газовій розподільчій мережі з декількома джерелами.

  Скачати повний текст

Проведено моніторинг природних втрат палив під час зберігання та розробки технічних засобів для їх зменшення, а також виробництва та споживання нафтопродуктів транспортним сектором України. Розроблено метод моніторингу втрат палив від випаровування під час зберігання з використанням сорбентів. Вміщено результати лабораторних досліджень з добору сорбентів для ефективної адсорбції та десорбції парів вуглеводневих палив. Розроблено фізико-математичну модель процесів масообміну в резервуарах, яка створює наукові засади для розробки технічного засобу зменшення природних втрат палив за умов зберігання. Створено та випробувано за лабораторних умов газовідвідну систему запобігання природним втратам палив під час зберігання з використанням сорбентів і термоелектричних модулів. Наведено алгоритм розрахунку ефективності даної системи та вибирання параметрів її застосування. Визначено економічну ефективність розробленої системи на відміну від діючих аналогів, а також напрями подальшого вдосконалення "дихальної" арматури резервуарів для запобігання природним втратам нафти та нафтопродуктів за умов зберігання.

  Скачати повний текст

На підставі дослідження газовиділення у виробки виймальної дільниці встановлено, що на великих глибинах прямоточні схеми провітрювання та дегазація за допомогою свердловин не дозволяють досягти навантаження на лаву, що забезпечує економічно ефективну роботу шахти. У процесі підробки дегазаційних свердловин, пробурених з поверхні, у 1,5 - 2 рази збільшується газовиділення у виробках виймальної дільниці, що зв'язано з підвищенням тиску на устях свердловин. Довгі крутопохилі свердловини збільшують газовиділення у виробки виймальної дільниці,якщо довжина відробленого простору більша, ніж 700 м, на 10 -20 м3/хв. За поворотно-точних схем провітрювання джерелом газовиділення у виробки є пласт, що розробляється, тому, як спосіб підземної дегазації прийнято ізольований газовідвід. Установлено циклічний характер газовиділення у виробки виймальної дільниці у разі збільшення швидкості посування очисного вибою. Застосування удосконаленої поворотно-точної схеми провітрювання з відводом газу на фланг по непідтримуваних виробках з наступним ізольованим газовідводом забезпечує збільшення навантаження на очисний вибій і знижує температуру у виробках на 2-3С, без збільшення кількості повітря, що подається у виробки виймальної дільниці.

  Скачати повний текст

Розкрито механізм високотемпературного впливу на тришаровий композиційний матеріал і виокремлено стадії: термодеструкції, утворення активних хімічних процесів, спалахування, горіння та завершення горіння у твердій і газовій фазах, що дає змогу теоретично та експериментально встановити залежності основних параметрів захисного одягу пожежників від дії високих температур. Визначено основні параметри дифузійних процесів, які виникають під час дії факторів агресивного середовища на спеціальні матеріали захисного одягу пожежників, обгрунтовано необхідність удосконалення методів вивчення захисних властивостей одягу у разі впливу на нього легких, нелегких кислот, лугів, ПАР і води, забезпечують високий рівень досліджень, коректність та об'єктивність експериментів та максимально наближають умови їх проведення до реальних умов експлуатації, що сприяє створенню матеріалів та конкурентоспроможного захисного одягу для пожежників вітчизняного виробництва.

  Скачати повний текст

Булгакова А.І. Іонізація, фрагментація та збудження молекул глутаміну, глутамінової кислоти і валіну електронним ударом. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 104 «Фізика та астрономія» (10 – Природничі науки) – Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, 2022.Дисертацію присвячено комплексним мас-спектрометричним та оптико-спектроскопічним дослідженням молекул амінокислот глутаміну (С5Н10N2O3), глутамінової кислоти (С5Н9NO4) і валіну (C5H11NO2), як неопромінених, так і радіаційно опромінених. У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми дисертаційної роботи, вказано мету, задачі, предмет та об’єкт досліджень. Викладено практичну значимість та наукову новизну отриманих результатів.У першому розділі «Іонізація, фрагментація та збудження молекул електронним ударом» представлено огляд та аналіз методів іонізації, фрагментації та дисоціації молекул, а також збудження молекул електронним ударом.У другому розділі «Експериментальна апаратура та методика досліджень» розглянуто експериментальну установку з монопольним мас-спектрометром МХ7304А та загальну схему експерименту. Представлено та описано установку для дослідження оптичних спектрів випромінювання парів молекул, а також установку для опромінювання молекул високоенергетичними електронами мікротрон М-30.Третій розділ «Фрагментація та іонізація молекул глутаміну, глутамінової кислоти і валіну електронним ударом» присвячено безпосередньо опису проведених мас-спектрометричних досліджень виходу позитивних іонів у газовій фазі, утворених внаслідок дисоціативної іонізації молекул глутаміну, глутамінової кислоти та валіну електронним ударом. Детально проаналізовано особливості процесів утворення іонів-фрагментів цих молекул, а також досліджено динаміку виходу іонів-фрагментів в інтервалі температур випаровування вихідної речовини 290-460 K. Описано результати вимірювання енергетичних залежностей повних перерізів іонізації молекул глутаміну, глутамінової кислоти і валіну. Визначено енергію іонізації молекул глутаміну (EIE= 8,64 ± 0,25 eВ), глутамінової кислоти (EIE = 8,86 ± 0,25 eВ) та валіну (8,72 ± 0,22 eВ).Проведено порівняння результатів експериментальних досліджень з теоретичними ab initio розрахунками потенцiалiв iонiзацiї молекул глутамiнової кислоти i глутамiну в адiабатичному наближеннi та за енергiями зв’язку HOMO- i LUMO-орбiталей нейтральних молекул, а також з розрахованими сумарними перерiзами одноелектронної iонiзацiї обох молекул електронним ударом в Binary-Encounter-Bethe моделi та за формулою Гризiнського. Показано, що розрахованi перерізи добре узгоджуються з отриманими експериментальними даними.В четвертому розділі «Збудження молекул валіну та глутаміну електронним ударом» описано цикл проведених експериментальних досліджень процесів збудження електронами молекул валіну та глутаміну в газовій фазі. Виміряно оптичні функції збудження найінтенсивніших емісій (спектральних ліній та смуг) випромінювання. Виявлено, що енергетичні пороги для всіх видів емісій знаходяться в межах 10-11 eВ, що, ймовірно, пов’язано з фрагментацією молекули валіну. Встановлено, що внаслідок дисоціації молекул глутаміну найефективніше утворюються молекулярні емісії радикалу OH і деяких інших молекулярних фрагментів, а також реєструються спектральні лінії збуджених атомів водню. Знайдено, що енеретичні пороги збудження молекулярних емісій знаходяться в межах 10-12 eВ, тоді як для атомарних ліній водню – в межах 13-15 eВ. Вперше методом оптичної спектроскопії досліджено процес електронного збудження молекул глутаміну в газовій фазі до і після опромінення зразків (електронами з енергією 11,5 MeВ) на мікротроні М-30 дозами 10 кГр. Для найбільш інтенсивних ліній випромінювання молекулярних фрагментів, що знаходяться в області енергій 4,4-11,8 eВ визначено їх пороги та енергетичні залежності ефективності збудження в діапазоні енергій електронів до 30 eВ. Ідентифіковано процеси та канали, відповідальні за випромінювання. Встановлено, що відмінність характеристичних особливостей оптичних функцій збудження опроміненого глутаміну може бути пов'язана з присутністю в ньому метастабільних станів, які відсутні для неопроміненого зразка.Досліджено роль радіації у формуванні метастабільних молекулярних структур, які визначають особливості оптичних і мас-спектрів опромінених зразків глутаміну. Встановлено, що вибір діапазону енергій скануючого пучка електронів є важливим для діагностики радіаційних ушкоджень амінокислот.^UBulhakova A.I. Ionization, fragmentation and excitation of glutamine, glutamic acid and valine molecules by electron impact. – Qualifying scientific work as a manuscript.Thesis is submitted to acquire the scientific degree of Doctor of Philosophy in the specialty 104 “Physics and astronomy”. – Institute of Electron Physics NAS Ukraine, Uzhhorod, 2022.The work is devoted to complex mass spectrometric and optical spectroscopic studies of the amino acid molecules glutamine (С5Н10N2O3), glutamic acid (С5Н9NO4), and valine (C5H11NO2), both unirradiated and irradiated.The introduction substantiates the relevance of the chosen topic of the dissertation, indicates the purpose, tasks, subject and object of research. The practical significance and scientific novelty of the obtained results are outlined.The first chapter "Ionization, fragmentation and excitation of molecules by electron impact" presents an overview and analysis of methods of ionization, fragmentation and dissociation of molecules, as well as excitation of molecules by electron impact.In the second chapter "Experimental equipment and research methods" the experimental setup with the monopole mass spectrometer МХ7304А and the general scheme of the experiment are considered. The installation for the study of the optical spectra of the emission of pairs of molecules is presented and described, as well as the installation for the irradiation of molecules with high-energy microtron M-30 electrons.The third chapter " Fragmentation and ionization of glutamine, glutamic acid and valine molecules by electron impact" is devoted directly to the description of mass spectrometric studies of the yield of positive ions in the gas phase, formed as a result of dissociative ionization of glutamine, glutamic acid, and valine molecules by electron impact. The peculiarities of the processes of the formation of fragment ions of these molecules were analyzed in detail, and the dynamics of the release of fragment ions in the range of temperatures of evaporation of the original substance 290-460 K. The results of measuring the energy dependences of the complete ionization cross sections of glutamine, glutamic acid and valine molecules were described. The ionization energy of glutamine molecules (EIE = 8,64 ± 0,25 eV), glutamic acid (EIE = 8,86 ± 0,25 eV), and valine (8.72 ± 0.22 eV) was determined.The results of experimental studies were compared with theoretical ab initio calculations of the ionization potentials of glutamic acid and glutamine molecules in the adiabatic approximation and by the binding energies of HOMO and LUMO orbitals of neutral molecules, as well as with the calculated total cross sections of one-electron ionization of both molecules by electron impact in Binary-Encounter-Bethe model and Gryzinsky's formula. It is shown that the calculated cross sections agree well with the obtained experimental data.The fourth chapter "Excitation of valine and glutamine molecules by electron impact" describes the cycle of conducted experimental studies of processes of electron excitation of valine and glutamine molecules in the gas phase. The optical excitation functions of the most intense emissions (spectral lines and bands) of radiation were measured. It was found that the energy thresholds for all types of emissions are within 10-11 eV, which is associated with the fragmentation of the valine molecule. It was established that due to the dissociation of glutamine molecules, molecular emissions of the OH radical and some other molecular fragments are most efficiently formed, and spectral lines of excited hydrogen atoms are also recorded. It was found that the energetic excitation thresholds of molecular emissions are within 10-12 eV, while for atomic lines of hydrogen – within 13-15 eV.For the first time, the process of electronic excitation of glutamine molecules in the gas phase before and after irradiation of samples (with electrons with an energy of 11,5 MeV electrons) on the M-30 microtron with doses of 10 kGy was investigated by the method of optical spectroscopy. For the most intense emission lines of molecular fragments, located in the energy range of 4.4-11.8 eV, their thresholds and energy dependences of the excitation efficiency in the range of electron energies up to 30 eV were determined. Processes and channels responsible for radiation have been identified. It was established that the difference in the characteristic features of the optical excitation functions of irradiated glutamine can be associated with the presence of metastable states in it, which are absent in the non-irradiated sample.The role of radiation in the formation of metastable molecular structures, which determine the features of the optical and mass spectra of irradiated glutamine samples, was studied. It has been established that the choice of the energy range of the scanning electron beam is important for the diagnosis of radiation damage to amino acids.