Досліджено процес вилучення пектину з рослинної сировини - яблучних вичавок і розроблено високоефективні апаратні засоби для реалізації ультразвукової кавітаційної технології. Запропоновано фізичну модель диспергування-екстрагування цільового компонента з капілярно-пористої системи. Проведено регресійно-кореляційний аналіз експериментальних даних і визначено технологічні параметри процесу. Досліджено особливості розповсюдження ультразвуку у технологічному об'ємі, що збуджують малоамплітудні та високоамплітудні приводи-випромінювачі. Наведено інженерну методику розрахунку акустичної системи на базі напівхвильового складеного п'єзоелектричного перетворювача. Запропоновано принципово нові конструктивні рішення ультразвукових кавітаційних екстракторів.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси впровадження водню в шаруваті кристали, його стан і локалізацію в кристалічній гратці в залежності від кількості впровадженого водню. Встановлено та пояснено концентраційні залежності положення основного екситонного максимуму та напівширини екситонної смуги поглинання водневих, барієвих та йодних інтеркалатів InSe та GaSe. Експериментально показано можливість використання кристалів InSe та GaSe в якості матеріалів для зберігання водню та встановлено концентраційну залежність оборотності впровадження водню у відсотках. Розроблено методику одержання нанорозмірних шаруватих кристалів InSe та GaSe ультразвуковим диспергуванням. Визначено залежність розмірів одержаних наночасток від природи диспергуючого середовища.

  Скачати повний текст

В роботі вирішена науково-технічна проблема, що пов'язана з вдосконаленням системи подання інертних газів на танкерах. Об'єктом дослідження є процес прискореної інертизації вантажних приміщень танкеру за рахунок використання примусового подання інертних газів. Предметом дослідження є технологічна система видобування і подання інертних газів в вантажні приміщення танкеру.В роботі приведено опис відтворення повного процесу інертизації вантажних приміщень на танкерах. На першому етапі виділений та детально розглянутий процес диспергування важкого палива, що йде на генерування інертних газів. Розглянутий вплив ступеня закрутки потоку на якість кавітаційної обробки важкого палива з використанням процесу кавітації. В кінцевому результаті отримані залежності, що відображають вплив геометрії каналу та початкової кінематики потоку на загальні показники кавітаційної каверни всередині робочої камери циліндричного каналу. Встановлено, що збільшення швидкості потоку палива на вході в робочу камеру призводить до збільшення поперечних розмірів зони кавітації. Ступінь перекриття потоку в каналі доходить до 96 %. В якості робочого діапазону швидкостей запропоновано використовувати значення від 17 до 26 м/с. Для робочого діапазону чисел кавітації Ω=0,02–0,5 розрахункові значення довжини зони кавітації повинні відповідати діапазону від 5,434 до 0,896 її ширини.В основній частині дисертаційної роботи також розглянутий процес примусового подання інертних газів безпосередньо в робочий обсяг вантажного приміщення. Теоретичним шляхом на основі розробленої математичної моделі досліджена зміна загальних показників інертизації танкеру. Встановлено, що за рахунок впровадження примусової вентиляції: кінцеве значення висоти стабілізації температури всередині вантажного приміщення танкера обмежено значеннями від 67 % (для малих висот вантажного приміщення, тобто менш 4,5 м) до 58 % для (високих вантажних приміщень, тобто більш 4,5 м); примусове подання інертних газів суттєво підвищує якісні показники процесу оскільки для довільного розміру вантажного приміщення танкеру при усіх ідентичних умовах розрахунковий час процесу інертизації зменшується на 62 %; розподіл кисню по висоті вантажного приміщення не є однорідним оскільки він змінюється в межах від 0.43 до 1,14 % і залежить від висоти наповнення інертними газами робочого простору вантажного приміщення танкера.В основній частині дисертаційної роботи наведені результати експериментальних досліджень. На їх підставі з середньоквадратичною похибкою менше ніж 2,8 % встановлено, що за рахунок кавітаційної обробки потоку палива його загальне споживання при ідентичних обсягах генерування інертних газів зменшується до 23,1 %. Також з середньоквадратичною похибкою менше ніж 2,5 % встановлено, що скорочення часу інертизації танкера за рахунок переходу від стандартної до примусової вентиляції може перевищувати 50 %.Для поліпшення процесу інертизації танкера розроблена та детально описана методика розташування вимірювальних створів та соплових насадок для примусового подання інертних газів всередину робочого простору вантажного приміщення. Методика складена з урахуванням особливостей та головних характеристик процесу інертизації, що були отримані під час проведення досліджень. В роботі визначена практична цінність отриманих результатів. На підставі отриманих залежностей у часі швидкості зміни концентрації кисню та температури двофазної суміші повітря з інертними газами можливе впровадження практичних рекомендацій в: роботу судноплавних компаній та суднобудівних та ремонтних підприємств під час побудови або модернізації танкерів; в навчально-освітній процес для підвищення кваліфікації суднових механіків.Усі результати виконаних наукових досліджень, а також розроблені методики і програми розрахунків впроваджені в навчальний процес НУ "ОМА". Розроблена система примусової вентиляції інертних газів впроваджена в робочий процес на під час роботи танкера. Рівень споживання палива у порівнянні з роботою системи у звичайному технологічному виконанні було знижено на 2,96 %. Застосування примусової вентиляції призвело до економії часу інертизації танкера на 34 %, а зниження концентрації кисню у порівнянні з стандартною технологією інертизації склало значення 7,8 %. Впровадження підтверджено відповідними актами.Ключові слова: вантажне приміщення танкера, інертні гази, примусова вентиляція, тиск утворення кавітації в паливі, концентрація кисню, температура багатофазного потоку, вимірювальні створи, технологія та насадка для подання інертних газів.^UTo solve the scientific and technical problem related to the improvement of the inert gas supply system on tankers, the analysis of the main ways to increase the efficiency of production in ship generators of inert gases of their total volumes was performed and a new method of forced ventilation of tanker cargo spaces was developed.The object of the study is the process of accelerated inertization of the cargo space of the tanker through the use of inert gases forced supply.The subject of the study is a technological system of extraction and supply of inert gases into cargo space of tanker.The main volume of the dissertation describes the reproduction of the complete process of inertization of cargo spaces on tankers. At the first stage the process of dispersion of heavy fuel, which goes to the generation of inert gases, is selected and considered. The influence of the degree of flow twist on the quality of cavitation treatment of heavy fuel using the cavitation process is considered. In the end, the dependences reflecting the influence of the channel geometry and the initial flow kinematics on the general indicators of the cavitation cavity inside the working chamber of the cylindrical channel are obtained. It is established that increasing the flow rate of fuel at the entrance to the working chamber leads to an increase in the transverse dimensions of the cavity zone. The degree of flow overlap in the channel reaches 96%. It is proposed to use values ​​from 17 to 26 m / s as the speed range. For the range of cavitation numbers Ω = 0.02–0.5, the calculated values ​​of the length of the cavitation zone should correspond to the range from 5.434 to 0.896 of its width.The main part of the dissertation also considers the process of forced supply of inert gases directly into the working volume of the cargo space. The change of the general indicators of inertization of the tanker is theoretically investigated on the basis of the developed mathematical model. It is established that due to the introduction of forced ventilation: the final value of the height of temperature stabilization inside the cargo space of the tanker is limited to values ​​from 67% to 58%; forced supply of inert gases increases the quality of the process because for any size of the cargo space of the tanker under all identical conditions, the estimated time of the inertization process is reduced by 62%; the distribution of oxygen along the height of the cargo space is not homogeneous because it varies from 0.43 to 1.14% and depends on the height of the inert gases filling the working space of the cargo space of the tanker.The main part of the dissertation presents the results of experimental research. Based on them, with a standard error of less than 2.8%, it was found that due to the cavitation treatment of the fuel flow, its total consumption at identical volumes of inert gas generation decreases to 23.1%. Also, it was found that the reduction of the inertization time of the tanker due to the transition from standard to forced ventilation can exceed 50%.To improve the process of tanker inertization, a method of location of measuring sights and nozzles for supply of inert gases into the working space of the cargo space has been developed and described. The method is made taking into account the features and main characteristics of the inertization process, which were obtained during the research.The practical value of the obtained results is determined in the work. Based on the obtained dependences in time of the rate of change of oxygen concentration and temperature of two-phase mixture of air with inert gases, it is possible to implement practical recommendations in: operation of shipping companies and shipbuilding and repair enterprises during construction or modernization of tankers; in the educational process to improve the skills of ship mechanics.All the results of the performed scientific researches, as well as the developed methods and programs of calculations are introduced into the educational process of NU "OMA". The developed system of forced ventilation of inert gases is implemented on the ship type tanker. Level of fuel consumption compared to the standard operation of the system was reduced by 2.96%. The use of forced ventilation cut inertization time by 34%, and the reduction of oxygen concentration was 7.8%. Implementation is confirmed by relevant acts.Key words: tanker cargo space, inert gases, forced ventilation, cavitation pressure in fuel, oxygen concentration, multiphase flow temperature, measuring sights, technology and nozzle for inert gas supply.

Дисертацію присвячено проблемі захисту навколишнього середовища від електромагнітного випромінювання. Актуальність роботи обумовлена необхідністю раціоналізації технології одержання ефективних тонких полімерних композитних покриттів для захисту людини та обладнання від електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону. Дисертаційна робота направлена на підвищення ефективності екрануючих полімерних композицій та зниження їх собівартості. Метою роботи є удосконалення складу та раціоналізація технології одержання полімерних композитних покриттів на основі графіту та інших функціональних компонентів різної морфології (графену, вуглецевих нанотрубок, графітизованої сажі, нано- і мікро-магнетиту та ін.) для ефективного захисту людини і електронного обладнання від дії ЕМВ в широкому частотному діапазоні (від 30 МГц до 30 ГГц). Наукова новизна роботи полягає у теоретичному і експериментальному обґрунтуванні вибору гібридних наповнювачів як комбінації мікро- і наноструктурованих матеріалів, а також відповідних полімерних матриць, з метою розробки технології одержання композиційних покриттів на водній та безводній основі для захисту від електромагнітного випромінювання. При цьому встановлено: наявність кореляції між ефективністю екранування багатокомпонентного композитного покриття і його поверхневою електропровідністю, яка є необхідною, але не достатньою умовою високої ефективності екранування; додатковими факторами є висока магнітна проникність покриття, а також суттєвий внесок синергетичної взаємодії вуглецевих домішок різної структури і морфології; доцільність використання лускатих графітів поліморфного складу з середнім розміром частинок 130 мкм в якості електропровідного наповнювача на відміну від дрібнодисперсних колоїдних графітів в існуючих аналогах, що дозволило підвищити ефективність екранування на 63 %;показана ефективність використання магнетиту, отриманого природним окисненням сталі Ст. 3, в якості наповнювача для підвищення рівня поглинання і екранування;доведена ефективність використання ультразвуку як для диспергування окремих компонентів захисних покриттів (зокрема, сажі, графіту, магнетиту), так і для гомогенізації суміші полімера з наповнювачами в цілому. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що розроблено склади полімерних композитних покриттів на основі графіту, сажі, графену, вуглецевих нанотрубок, нано- і мікромагнетиту та ін. та визначено сферу їх застосування в якості екрануючих матеріалів; раціоналізовано технологічні схеми і норми технологічного режиму одержання полімерних захисних композитних покриттів на водній і неводній основах; розроблено полімерне композитне покриття на спиртовій основі повністю забезпечує електромагнітну сумісность тепловізійних приладів з іншим електронним обладнанням, зокрема з радіостанцією, а також дозволяє частково знизити «помітність» обладнання в радіочастотному діапазоні і вже знайшло практичне застосування для виробництва більш ніж 3600 комплектів тепловізійних моно- та бінокулярів, оптичних прицілів різних типів бренду ARCHER виробництва ТОВ «Термал Віжн Текнолоджис» (м. Київ) для потреб Збройних сил України, Національної гвардії України, Прикордонної служби та інших силових структур; розроблено широкосмуговий екрануючий композиційний матеріал у вигляді фарби на основі водної емульсії полімерів з використанням композитного вуглецевого наноматеріалу «графен-нанотрубки», що може забезпечити високу ефективність екранування на рівні -35…-40 ДБ в діапазоні частот від 30 МГц до принаймні 30 ГГц.^UThe thesis is devoted to the problem of environmental protection against electromagnetic radiation. The timeliness of the work is determined by the need to optimize the technology of obtaining effective thin polymer composite coatings to protect people and equipment from electromagnetic radiation within the radio frequency range. The thesis is aimed at increasing the efficiency of shielding polymer compositions and reducing their cost. The thesis aims to improve the composition and optimize the technology of obtaining polymer composite coatings based on graphite and other functional components of different morphology (graphene, carbon nanotubes, graphitized carbon black, nano- and micromagnetite, etc.) for the effective protection of human and electronic equipment from EMR within the VHF frequency range (from 30 MHz to 30 GHz). The scientific novelty of the thesis lies in the theoretical and experimental grounding of choosing the hybrid fillers as a combination of micro- and nanostructured materials, as well as appropriate polymer matrices to develop technology for water-based and anhydrous composite coatings for protection against electromagnetic radiation.The following have been established: the correlation between the shielding efficiency of the multi-component composite coating and its surface conductivity, which is a necessary but not sufficient condition for high shielding efficiency; additional factors are the high magnetic permeability of the coating, as well as a significant contribution to the synergistic interaction of carbon impurities of different structure and morphology; the feasibility of using scaly graphite of polymorphic composition with an average particle size of 130 μm as an electrically conductive filler in contrast to fine colloidal graphite in existing analogues, which increased the shielding efficiency by 63%; the efficiency of using magnetite obtained by natural oxidation of steel St3, as a filler to increase the level of absorption and shielding; the efficiency of using ultrasound both for dispersion of individual components of protective coatings (in particular, carbon black, graphite, magnetite) and for homogenization of a mixture of polymer with fillers as a whole.The practical significance refers to: the compositions of polymer composite coatings based on graphite, carbon black, graphene, carbon nanotubes, nano- and micro-magnetite, etc. have been developed, and the scope of their application as shielding materials has been determined; the technological schemes and norms of a technological regime of obtaining polymeric protective composite water-based coatings and anhydrous polymer-based coatings have been streamlined; the developed polymer composite coating based on alcohol fully ensures electromagnetic compatibility of thermal imagers with other electronic equipment, in particular with the radio station, and also allows to partially reduce the "visibility" of equipment in the radio frequency range and has already found a practical application for producing more than 3600 sets of thermal imaging binoculars, optical sights of different types by ARCHER brand manufactured by Thermal Vision Technologies LLC (Kyiv) for the needs of the Armed Forces of Ukraine, the National Guard of Ukraine, the Border Guard Service and other law enforcement agencies; a broadband shielding composite material in the form of paint based on an aqueous emulsion of polymers has been developed with the use of the composite carbon nanomaterial "graphene nanotube", which can provide high shielding efficiency at -35… -40 dB in the frequency range from 30 MHz to at least 30 GHz.

Знайдено способи підвищення ресурсу роботи ефективності у плазмотронах для обробки дисперсних матеріалів завдяки примусовому розподілу катодної й анодної прив'язок дуг, застосування подовженої міжелектродної вставки, а також малоерозійного секціонованого катодного вузла, що дозволило у плазмотроні з порожнім циліндричним катодом за струму дуги 300 А досягти ресурсу понад 70 год, у плазмотроні з подовженої міжелектродною вставкою (МЕВ) за того ж струму - 100 год і у плазмотроні з малосерійним катодониим вузлом за струму дуги 600 А - понад 800 год. Виявлено залежність електричних, теплових й ерозійних характеристик електродів розроблених плазмотронів від принципу примусового розщеплення дуги, характеру плину газу й геометричних розмірів розрядного каналу катода, МЕВ й анода. Розроблено теоретичні засади розрахунку плазмотронів для обробки дисперсних матеріалів з поліпшеними енергетичними характеристиками. Одержано критеріальні залежності й узагальнено графіки для оцінки електричних і теплових характеристик плазмотронів для обробки дисперсних матеріалів у інженерній практиці. Запропоновано математичну модель й алгоритм розрахунку плазмового диспергування кисневих і безкисневих порошків, що дозволило одержувати гранулометричний склад порошку заданої фракції.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано доцільність використання бобів сої для одержання багатокомпонентних сумішей у технології виробництва кормового продукту - замінника незбираного молока. Розраховано час прогріву соєвих бобів і проведено випробування різних способів термообробки та диспергування. Встановлено, що найбільш ефективною і найменш енерговитратною є технологія використання екструзійної обробки. Виявлено принципову відмінність мікроструктури та властивостей соєвих частинок, одержаних шляхом екструзійної обробки за високого тиску від частинок, утворених під час механічного подрібнення. Вперше встановлено, що соєве борошно й екструдат мають різну кінетику процесу взаємодії частинок сої з вологою, зокрема, відрізняються за абсолютними величинами ступеня вологопоглинання, часом перебігу процесу й активністю гідрофільних центрів, але мають однакову повноту вологопоглинання. Встановлено закономірність ступеня диспергування компонентів суміші та її в'язкості залежно від кількості механічних обробок, концентарції соєвого компонента та часу зберігання. Розроблено технологію виробництва замінника незбираного молока на основі продуктів його переробки та бобів сої.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження - процес зміцнення вхідної кромки лопаток парових турбін зі сталі 15Х11МФ-Ш комбінованим способом: загартуванням струмами високої частоти та електроіскровим легуванням однойменною сталлю 15Х11МФ-Ш. Метою дисертаційної роботи є підвищення довговічності лопаток парових турбін зі сталі 15Х11МФ-Ш за рахунок впровадження комплексного зміцнення вхідних кромок лопаток для захисту від ерозійно-корозійного руйнування на основі управління параметрами структури і функціональних властивостей. Предмет дослідження - закономірності формування структури і властивостей поверхневих зміцнених шарів лопаток парових турбін. Методи дослідження: для досягнення поставленої мети і вирішення зазначених задач було використано систему загальнонаукових методів і прийомів. Оцінювання властивостей матеріалів виконували з використанням стандартних методів механічних досліджень (мікротвердомер ПМТ-3, Nano Indenter G200), металографічного (оптичні мікроскопи ММО-1600, МІМ-8), рентгеноструктурного (дифрактометр PHILIPS PW3710), мікрорентгеноспектрального аналізу (електронний скануючий мікроскоп PHILIPS XL 30 ESEM), методів електронної мікроскопії (електронний мікроскоп JSM 7001F), визначенням корозійної стійкості (Voltalab 40), визначення ерозійної стійкості методом ультразвукового диспергування (Hielscher УИП-1000). Лабораторні випробовування виконано з використанням методик, що відповідають державним стандартам України та стандартам ISO. Промислові випробування робочих лопаток зі зміцненими вхідними кромками за запропонованим способом проводилися спільно з АТ «Турбоатом» на АЕС «Пакш» в Республіці Угорщина. Наукова новизна одержаних результатів: вперше встановлено, що поєднання методів поверхневого зміцнення - загартування струмами високої частоти та електроіскрове легування сталлю 15Х11МФ-Ш, дозволило підвищити твердість кромки лопатки зі сталі 15Х11МФ-Ш в 2,2-3,0 рази до 5500-7000 МПа та підвищити опір ерозійно-корозійному руйнуванню за рахунок формування в поверхневому шарі структури легованого мартенситу, залишкового аустеніту та складних карбідів Cr3C2 та Cr7C3; вперше встановлено, що використання корозійностійкої сталі 15Х11МФ-Ш, яка ідентична основному матеріалу лопатки, для зміцнення методом електроіскрового легування вхідної кромки робочої лопатки парової турбіни дозволило підвищити стійкість до ерозійного руйнування на 72% за рахунок збільшення концентрації хрому до 44%; удосконалено та апробовано метод порівняльної оцінки ефективності зміцнюючих технологій підвищення довговічності робочих лопаток парових турбін; отримав подальший розвиток метод оцінки корозійної стійкості захисних зміцнених шарів, вперше отримано залежності параметрів корозії від структурно-фазового стану зміцнених шарів лопаток зі сталі 15Х11МФ-Ш. Практичне значення одержаних результатів: розроблено технологію підвищення довговічності лопаток парових турбін за рахунок застосування комбінованого способу зміцнення шляхом поєднання у одному технологічному процесі загартування струмами високої частоти та електроіскрове легування; розроблено методику зміцнення вхідної кромки лопатки останнього ступеня низького тиску ротора парової турбіни. Теоретичні та практичні розробки, запропоновані в дисертації, використовуються у навчальному процесі Харківського національного автомобільно-дорожнього університету при викладанні дисциплін, при виконанні випускних кваліфікаційних робіт магістрів.^UThe object of research - the process of strengthening the inlet edge of the blades of steam turbines made of steel 15H11MF-W in a combined way: hardening with high frequency currents and electrospark alloying of the same name 15X11MF-W. The aim of the dissertation is to increase the durability of steam turbine blades made of steel 15H11MF-W by introducing a comprehensive strengthening of the inlet edges of the blades to protect against erosion and corrosion damage based on the control of structure parameters and functional properties. The subject of research is the regularities of formation of the structure and properties of surface reinforced layers of steam turbine blades. Research methods: to achieve this goal and solve these problems, a system of general scientific methods and techniques was used. Evaluation of the properties of materials was performed using standard methods of mechanical research (microhardness tester PMT-3, Nano Indenter G200), metallographic (optical microscopes MMO-1600, MIM-8), X-ray diffractometer (PHILIPS PW3710 diffractometer), micro X-ray spectroscopic analysis X 30 ESEM), methods of electron microscopy (electron microscope JSM 7001F), determination of corrosion resistance (Voltalab 40), determination of erosion resistance by ultrasonic dispersion (Hielscher UIP-1000). Laboratory tests were performed using methods that meet the state standards of Ukraine and ISO standards. Industrial tests of work blades with reinforced inlet edges according to the proposed method were carried out jointly with JSC "Turboatom" at the NPP "Paks" in the Republic of Hungary. Scientific novelty of the obtained results: for the first time it was established that the combination of surface hardening methods - hardening by high frequency currents and electrospark alloying of steel 15Х11МФ-Ш, allowed to increase the hardness of the blade edge of steel 15Х11МФ-Ш 2.2-3.0 times to 5500-7000 MPa and increase the resistance to erosion-corrosion destruction due to the formation in the surface layer of the structure of doped martensite, residual austenite and complex carbides Cr3C2 and Cr7C3; for the first time it was found that the use of corrosion-resistant steel 15H11MF-W, which is identical to the main material of the blade, to strengthen the method of electrospark doping of the inlet edge of the working blade of the steam turbine allowed to increase erosion resistance by 72% by increasing chromium concentration to 44%; the method of comparative evaluation of efficiency of strengthening technologies of increase of durability of working blades of steam turbines is improved and tested; the method of estimation of corrosion resistance of protective strengthened layers was further developed, dependences of corrosion parameters on a structural-phase condition of the strengthened layers of blades from steel 15Х11МФ-Ш were received for the first time. The practical significance of the obtained results: the technology of increasing the durability of steam turbine blades due to the use of a combined method of hardening by combining in one technological process of hardening with high frequency currents and electrospark alloying; a technique for strengthening the inlet edge of the blade of the last stage of low pressure of the steam turbine rotor has been developed. Theoretical and practical developments proposed in the dissertation are used in the educational process of Kharkiv National Automobile and Road University in the teaching of disciplines, in the performance of master's theses.

Розроблено нову технологію виробництва сухих адаптованих сумішей з гідролізованим білком для дитячого харчування. Визначено раціональні режими процесу ферментативного гідролізу білкового комплексу, що за амінокислотним складом адаптований до білків жіночого молока. Експериментально підтверджено доцільність використання ефектів дискретно-імпульсного вводу енергії в процесах диспергування та гомогенізації нормалізованої багатокомпонентної суміші на роторно-пульсаційному апараті циліндричного типу. Обгрунтовано можливість використання суміші гідролізованих білків рослинного та тваринного походження для створення гіпоалергенних продуктів харчування. Здійснено апробацію нової технології виробництва сухих адаптованих сумішей з гідролізованим білком на ВАТ "Хорольський молококонсервний комбінат дитячих продуктів". Розроблено та затверджено нормативно-технічну документацію нової продукції.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки потоку, процесів диспергування та теплових ефектів під час обробки гетерогенних систем в роторно-пульсаційних апаратах (РПА) дисково-циліндричного типу. Шляхом тривимірного моделювання течії рідини в РПА одержано динаміку структури потоку в'язкої рідини. Оцінено значення прискорення та імпульсів тиску у різних зонах апарату. Проведено аналіз можливих механізмів подрібнення й оцінку кінцевого розміру дисперсних включень. Експериментально досліджено кінетику процесу диспергування та теплові ефекти за гідродинамічної обробки в РПА гетерогенних рідких систем типу "тверде тіло - рідина" з різними фізико-хімічними властивостями, зокрема наноструктурованих кремнієорганічних систем. Розглянуто можливості використання дисково-циліндричних РПА різних модифікацій у технологічних процесах та запропоновано технології дискретно-імпульсного введення енергії для гомогенізації та диспергування багатокомпонентних суспензійно-емульсійних препаратів, зокрема, кремнієорганічних паст. Установлено теплофізичні, сорбційно-текстурні та структурно-механічні властивості наноструктурованих сорбентів. Запропоновано та впроваджено тепломасообмінне обладнання для продукування м'яких лікарських форм. Проведено економічний аналіз ефективності й оцінку енергоощадження такого обладнання.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.07 – Хімічна технологія палива і паливно-мастильних матеріалів (161 – хімічні технології та інженерія). Національна металургійна академія України, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2020.У дисертаційній роботі вирішена важлива науково-технічна проблема розширення науково-теоретичних уявлень щодо хімічних та фізичних процесів, котрі супроводжують компаундування, диспергування та термічний вплив на пластичні та полімерні матеріали різного походження.Запропоновано принцип спрямованого формування властивостей пластичних мастил, що базується на алгоритмі цілеспрямованого вибору вихідних сировинних матеріалів (для відпрацьованих олив - це вміст води, вуглеводневих фракцій та механічних домішок; для полімерів – температура плавлення полімеру) для основних компонентів (дисперсійного середовища та дисперсної фази), способів та умов отримання товарних пластичних мастил на основі наявної в Україні сировини.Досліджено різні способи диспергування (механічний, ультразвуковий, екструзійний) дисперсної фази пластичних мастил та визначено умови (температура, тривалість технологічного процесу, хімічний склад сировинних компонентів), за яких частинки дисперсної фази мають колоїдні розміри та підвищується їх реакційна здатність з функціональними групами вуглеводнів дисперсійного середовища, що, у свою чергу, дозволяє отримувати пластичні мастила з високою колоїдною стабільністю та адгезійними властивостями. Запропоновано технологічні засади отримання однокомпонентних пластичних мастил з вторинної полімерної сировини, методом їх термічної деструкції при кінцевих температурах 280-360 °С та атмосферному тиску.Розроблено прямий метод кількісного визначення адгезійних властивостей пластичних мастил, який надає змогу не лише порівнювати стійкість різних мастильних матеріалів, а й обирати оптимальне пластичне мастило для конкретних поверхонь (матеріал, стан поверхні, тощо) і умов експлуатації та заснований на визначенні критичної швидкості обертання ротору центрифуги (ωкр).На підставі проведених лабораторних (НТУ «ХПІ», ХНАДУ, ДП УХІН, ХНДІСЕ) та промислових (ТОВ «Сєверодонецький АБЗ», ТОВ «Хімконсалтинг Трейд», ТОВ «Краснокутський агрошляхбуд») досліджень було отримано пластичні мастила, які за своїми фізико-хімічними властивостями відповідали вимогам нормативно-технічної документації до мастил Солідол «Ж-2»,40АРМАТОЛ-238, АГРИНОЛ ЗЕС, ПВК Гарматна та NYCO 65 VASELINE (TECHNICAL PETROLATUM (GREASE)).Ключові слова: пластичне мастило, полімер, формування властивостей, відпрацьована олива, нафтовий шлам, відстоювання, термічна деструкція, адгезійні властивості, стабільність.^UThe dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of technical sciences on a specialty 05.17.07 - Chemical technology of fuel and lubricants (161 - chemical technologies and engineering). National Metallurgical Academy of Ukraine, Specialized Academic Council D 08.084.05 at the National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2020.The dissertation solves an important scientific and technical problem of expanding the scientific and theoretical ideas about chemical and physical processes that accompany the compounding, dispersion and thermal effects on plastic and polymeric materials of different origins.The principle of directed formation of properties of plastic lubricants based on the algorithm of purposeful selection of raw materials (for used oils it is the content of water, hydrocarbon fractions and mechanical impurities; for polymers - melting point of polymer) for the main components (dispersion medium, dispersed phase), methods and conditions for obtaining marketable plastic oils based on raw materials available in Ukraine, is proposed.Various methods of dispersion (mechanical, ultrasonic, extrusion) of the dispersed phase of plastic oils have been investigated. The conditions (temperature, duration of technological process, chemical composition of raw components) under which the particles of the dispersed phase have colloidal sizes and their reactivity with functional groups of carbohydrates raises, that, in turn, allows to obtain plastic lubricants with high colloidal stability and adhesive properties, have been determined.Technological principles of obtaining one - component plastic lubricants from the secondary polymer raw materials via the method of their thermal destruction at final temperatures of 280-360 °С and atmospheric pressure, are offered.A direct method of quantitative evaluation of the adhesive properties of plastic lubricants which allows not only to compare the stability of different lubricants, but also to choose the optimal plastic lubricant for specific surfaces (material, surface condition, etc.) and operating conditions (ωкр), has been developed.On the basis of laboratory (NTU "KhPI", KhNADU, DP UKHIN, KhNDISE) and industrial (LLC "Severodonetsk ABZ", LLC "Chemical Consulting Trade", LLC "Krasnokutsky agroshlyakhbud") researches the plastic lubricants, which by their physical properties met the requirements of regulatory and technical documentation for lubricants Solidol "Zh-2", ARMATOL-238, AGRINOL ZES, PVK Garmatna and NYCO 65 VASELINE (TECHNICAL PETROLATUM (GREASE)), have been obtained.Key words: plastic oil, polymer, formation of properties, used oil, oil sludge, settling, thermal destruction, adhesive properties, stability.

Описано безаміачну технологію пігментного друку текстильних матеріалів за допомогою заміни у складі друкарської фарби водопровідної води та 25 % розчину аміаку, що виконує функції стабілізатора, рідким продуктом електроактивації води католітом. Досліджено реологічні властивості загусток та друкарських композицій, виготовлених за базовою та створеною технологіями. Визначено вплив католіту на властивості загусника, що допомагає підвищити термін зберігання загустки в 4,5 раза. Встановлено, що реологічні характеристики друкарської композиції приготовленої з католітом більш стійкі в межах напруги зсуву виробничих умов (100 - 200 Па). Проаналізовано структурні зміни пігментів в католіті. Досліджено, що в активованому середовищі католіту відбувається диспергування частинок пігментів, молекули барвників збуджуються максимально (в порівнянні з іншими розчинниками), збільшується інтенсивність кольору пігменту. Доведено, що більш інтенсивне забарвлення тканини за даних умов зменшує кількість загусника, зв'язуючого компонента та пігменту у складі друкарської фарби на 10 %, забезпечує якість та стійкість забарвлень тканин на рівні базової технології.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальні проблеми динаміки та теплопереносу в гетерогенних системах рідина - рідина стосовно технологій монодисперсного гранулювання речовин і виробництва дрібнодисперсних емульсій у роторно-пульсаційних апаратах (РПА). Зазначені пристрої застосовуються в харчовій, хімічній, переробній галузях промисловості. Наведено результати числових досліджень гідродинамічних і теплових процесів, що відбуваються в моногрануляційному устаткуванні та робочих об'ємах РПА. Одержано основні закономірності тепловіддачі від сферичних крапель рідини, що рухаються у грануляційній колоні, до термоформувального середовища. Досліджено закономірності деформації поверхонь крапель, що вільно падають у в'язкому середовищі. Знайдено характерні значення чисел Вебера, за яких краплю можна вважати близькою за формою до сферичної і за яких поверхня краплі внаслідок значних деформацій руйнується. За результатами числових досліджень визначено закономірності ламінарної та турбулентної течії та теплопереносу в рідких серевидощах, що обробляються в циліндричних РПА. Досліджено структуру потоку та теплові дисипативні ефекти в робочому об'ємі РПА. Виявлено ефекти вихороутворення на окремих ділянках течії в різні моменти часу та пульсаційну зміну у часі динамічних характеристик потоку. Одержано залежності основних технічних характеристик РПА циліндричного типу від в'язкості середовища, а також від його конструкційних і режимних параметрів. Проведено порівняння днамічних характеристик РПА за умов різного компанування робочих органів. Побудовано метод розрахунку траєкторій дисперсних частинок у робочому об'ємі РПА і спосіб визначення кількості актів їх подрібнення. Запропоновано метод оцінювання середнього діаметра частинок емульсії після обробки гетерогенного середовища в апараті. Знайдено залежності середнього діаметра частинок від конструкційних і режимних параметрів РПА. Побудовано метод оптимізації цих параметрів для забезпечення у разі заданого середнього розміру дисперсних частинок максимальної продуктивності апарата, або мінімальних енерговитрат на реалізацію процесів подрібнення рідких частинок у процесах виробництва гомогенізованих продуктів.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано та розроблено технологію виготовлення сухих адаптованих сумішей з гідролізованим білком для дитячого харчування "Малютка ГА". За складом незамінних амінокислот даний продукт збалансований щодо білків жіночого молока. Експериментально підтверджено ефективність використання ефектів дискретно-імпульсного виводу енергії за умов диспергування та гомогенізації нормалізованої багатокомпонентної суміші з застосуванням роторно-пульсаційного апарата циліндричного типу. На підставі проведених медико-біологічних досліджень показано перспективність і доцільність використання суміші гідролізованих білків рослинного та тваринного походження під час створення гіпоалергенних продуктів харчування. Розроблено технологію, рецептури та нормативну документацію ("Суміші сухі адаптовані з гідролізованим білком для дитячого лікувального харчування", ТУ 15.8-05417118-033:2005). Технологію виготовлення сухих адаптованих сумішей з гідролізованим білком "Малютка ГА" впроваджено на ВАТ "Хорольський молококонсервний комбінат дитячих продуктів".

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування кристалічної будови зливків титанових і нікелевих сплавів за електронно-променевої плавки з проміжною ємністю (ЕППЄ) з урахуванням швидкостей охолодження розплаву в кристалізаторі. На основі методів математичного моделювання визначено залежності теплофізичних умов твердіння металу зливків титанових сплавів в кристалізаторі від технологічних параметрів ЕППЄ. Встановлено, що зниження потужності електронно-променевого нагрівання і зміщення його максимуму на периферію зливка дозволяє підвищити швидкість охолодження розплаву більш ніж у 10 разів, а швидкість кристалізації - в 30 разів. Експериментально встановлено, що високі швидкості охолодження розплаву за кристалізації дозволяють одержувати в зливках титанового сплаву TI-6Al-4V рівноосну структуру по всьому перетині зливка за гомогенного розподілу легуючих елементів, структурних і фазових складових. Запропоновано новий метод диспергування розплаву з проміжної ємності за допомогою барабана-диспергатора, який обертається з частотою до 2500 об/хв (ЕПДРЄ). Розроблено математичну модель формування зливка з диспергованого розплаву з використанням примусового охолодження зливка. Високі швидкості охолодження, характерні для ЕПДРЄ дозволяють одержувати зливки жароміцних сплавів з ультрадрібною структурою, волокнисті композиційні матеріали з мінімальною товщиною прошарку на границі волокно - матриця, з'єднувати зливки титанових сплавів без плавлення крайок. Розроблено і прийнято у виробництво технологію виплавки методом ЕППЄ зливків-слябів титанового сплаву Ti-6Al-4V з рівноосною структурою й ізотропними механічними властивостями. Встановлено, що така структура є оптимальною для наступної прокатки слябів і одержання листа.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена актуальній проблемі підвищенню міцності дорожніх цементобетонів на розтяг при згині за рахунок підвищення ефективності застосування його структурних компонентів. Для її вирішення на підставі аналізу літературних даних виділені основні компоненти бетону, що впливають на міцність бетонів при згині. У роботі отримали подальший розвиток теоретичні уявлення про вплив хімічних і активних мінеральних добавок та їх комплексів на процеси структуроутворення в зоні контакту. Показано, що введення активної мінеральної добавки приводить до утворення більшої кількості низькоосновних гідросилікати кальцію переважно в зоні контакту та прилеглій зону, що доведено експериментально. Запропоновано і обґрунтовано механізм впливу лещадних частинок. Показано, що при віброущільненні лещадні частинки переміщаються в верхню частину бетону, при цьому під ними і в зоні контакту утворюється підвищена пористість. За допомогою оптико-мікроскопічних досліджень структури бетону запропоновано і обґрунтовано механізм впливу активної мінеральної добавки, який полягає в диспергуванні великих повітряних бульбашок і утворенні підвищеної кількості мікропор. Виконано відповідні розрахунки, що підтверджують це. Показано, що при введенні оптимальної кількості поліпропіленової фібри необхідних геометричних розмірів міцність дорожнього бетону при згині і його морозостійкість зростають. Проведені фізико-хімічні дослідження продуктів гідратації цементного каменю, що містить органо-мінеральний комплекс і активну мінеральну добавку. Проведено дослідно-промислове впровадження результатів досліджень. Розроблено проект державного стандарту України, а також 4 галузевих нормативних документа. Розраховано економічний ефект від впровадження.^UThe thesis is devoted to the actual problem of increasing the flexural strength of road cement concrete by increasing the effectiveness of its structural components. For its solution, based on the analysis of literary data, the main components of the concrete are determined, which influence on the flexural strength of concrete. Theoretical understanding of the effect of chemical and active mineral additives and their complexes on the structure formation processes in the contact zone of cement stone-aggregate was further developed. It is shown that the introduction of an active mineral additive leads to the formation of a large amount of low-basic calcium hydro-silicates, mainly in the contact zone and the adjacent zone, which has been experimentally proved. The mechanism of the influence of the flat particles is proposed and substantiated. It has been shown that during vibrocompaction, flat particles move to the upper part of the concrete, and at the same time, increased porosity is formed under them and in the contact zone. With the aid of optical microscopic studies of the concrete structure, the mechanics of the action of an active mineral additive, which consists in the dispersion of large air bubbles and the formation of an increased number of micropores, is proposed and substantiated. Conducted calculations that confirm this. It is shown that with the introduction of the optimal amount of polypropylene fiber of the required geometric dimensions, the flexural strength of road concrete and its frost resistance increase. Physical and chemical studies of the hydration products of cement stone, which contains an organic-mineral complex and a mineral additive, have been carried out. Conducted pilot implementation of research results. A draft state standard of Ukraine, and 4 regulatory documents. The calculation of the economic effect was carried out.

Досліджено способи одержання вуглецевих наноструктур (ВНС) з твердих продуктів коксування вугілля електродуговим синтезом та ультразвуковим диспергуванням. Сформульовано й експериментально підтверджено гіпотезу щодо утворення ВНС у процесі коксування вугілля. Визначено, що початковою стадією зростання вуглецевих відкладень у коксових печах є утворення кластерів наночастинок на поверхні кладки коксових камер. З донецького вугілля та продуктів його коксування виділено ВНС, які розрізняються за типом і розмірами. З'ясовано, що ВНС, що містяться у продуктах коксування вугілля, не присутні первісно у вугіллі, а, отже, утворюються у коксовій камері та розподіляються потім у всіх продуктах коксування. Доведено, що ВНС утворюються переважно у підсклеповому просторі та на поверхні коксу. Встановлено можливість застосування твердих продуктів коксування (доменний і пековий кокс, відкладення піровуглецю) як анодів для одержання ВНС у плазмі електродугового розряду. Розроблено технологічну схему для промислової технології одержання ВНС з продуктів коксування.

  Скачати повний текст

Досліджено якість питного молока, виробленого за інноваційною технологією "паскалізації", яка передбачає обробку за раціональним режимом високого тиску, температури та тривалості дії. Доведено перспективність використання цієї технології в молочній промисловості, що дозволить максимально зберегти нативну харчову та біологічну цінність молока та подовжити термін його зберігання. На підставі аналізу у порівняльному аспекті механізму впливу паскалізації та традиційної високотемпературної обробки (пастеризації) молока встановлено, що обробка високим тиском має більш щадний вплив на складові молока, в результаті чого максимально зберігається нативна біологічна цінність продукту. Проведено комплексне товарознавче оцінювання якості коров'ячого паскалізованого молока, а саме: досліджено особливості зміни його білкової та жирової фаз, вітамінного та мінерального складу та сенсорних властивостей. З'ясовано, що паскалізація суттєво не змінює кількісний склад білків, жиру та лактози. Незначних змін зазнають окремі білкові фракції молока, що пов'язано з розробкою казеїнових міцел і частковою денатурацією сироваткових білків. У процесі паскалізації відбувається диспергування молочного жиру (ефект гомогенізації). Встановлено, що паскалізація сприяє максимальному збереженню вітамінів у молоці. Розроблено технологічну схему паскалізації, яка не передбачає операцію гомогенізації та його розливу після обробки, що знижує вірогідність повторного обсіменння продукту під час виробництва. Доведено, що якість паскалізованого молока відповідає чинній нормативній документації. Установлено гарантійний термін зберігання нового продукту - не більше семи діб. Проведено комплекс організаційних заходів щодо впровадження наукових розробок у практику. Очікуваний економічний ефект від впровадження розробок становить 573,4 тис. грн.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив технологічних параметрів на характер течії плазмового струменя. Ступінь впливу різних чинників процесу розпилення дроту на величину середнього розміру частинок для різних матеріалів за диспергування розплаву дроту плазмовим струменем, а також на КІМ визначено із застосуванням методу планування багатофакторного експерименту. Одержано лінійні регресійні моделі, що показують вплив найбільш істотних параметрів процесу (сили струму, витрати плазмотвірного газу, дистанції напилення, швидкості подачі дроту) на формування струменя частинок напилюваного матеріалу та комплексу характеристик покриттів з W, NiCr і Ti. Визначено швидкості частинок напилюваного матеріалу за мікроплазмового напилення (МПН), які залежать від сили струму та витрати плазмоутворюючого газу й обернено пропорційні питомій вазі розпиленого матеріалу. Проведено дослідження фігури металізації для МПН з використанням NiCr-дроту. Визначено розміри плями напилення та кута розкриття мікроплазмового струменя. Показано, що у зв'язку з можливістю скорочення дистанції напилення за дротового МПН досягається знижений вміст у покриттях оксидних і нітридних фаз.

  Скачати повний текст

З метою підвищення працездатності паливної апаратури тепловозних дизелів запропоновано подрібнювати механічні домішки, що входять до складу дизельного палива, до розмірів менших, ніж робочі зазори у парах тертя, що значно покращує протизношувальні властивості палива. Для подрібнення механічних домішок рекомендовано використовувати гідродинамічний диспергатор. Теоретично обгрунтовано доцільність диспергування дизельного палива шляхом встановлення зв'язку між гранулометричним складом забруднень палива та зношенням пар тертя, які змащуються цим паливом. Виявлено позитивний вплив гідродинамічного диспергування на протизношувальні, антифрикційні та антикорозійні властивості дизельного палива. Встановлено, що швидкість зношення пар тертя реальної паливної апаратури під час роботи на диспергованому паливі зменшується у 1,4 рази. Надано практичні рекомендації щодо застосування диспергатора на тепловозах.

  Скачати повний текст

Досліджено процес комплексної утилізації відходів гальванічних цехів і виробництв металообробки методом електроімпульсного диспергування струмопровідного матеріалу у воді. Проведено уточнення моделі нелінійної, нестаціонарної, вісесиметричної задачі теплопровідності з поверхневим джерелом тепла. Розроблено математичну модель і побудовано сітчасту номограму для визначення раціональних параметрів, що забезпечують максимальну масу диспергованого матеріалу. Досліджено можливість термомеханічного руйнування матеріалів під дією імпульсного електричного розряду.

  Скачати повний текст