Розроблено метод параметричної діагностики технічного стану тепломасообмінних систем і устаткування енергоустановок електростанцій на базі лінійних діагностичних моделей. Запропоновано ітераційний метод ідентифікації математичних моделей технологічних процесів у тепломасообмінному енергетичному устаткуванні за умови невідповідності розрахункових й експлуатаційних даних. Удосконалено математичні моделі тепломасообмінних систем і устаткування різного призначення: котельної та конденсаційної установок, системи регенеративного підігріву основного конденсату та живильної води, випарної установки для знесолення морської води у складі теплових схем енергоустановок електростанцій, що імітують їх функціональний стан.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи теплопостачання міської території автономними котельними установками термічного знешкодження твердих побутових відходів. Визначено критерії оцінки й аналізу території теплопостачання для проведення інженерного районування. Сформовано принципи та методи інженерного районування міського середовища для раціонального розміщення автономних котелень з установками термічного знешкодження твердих побутових відходів. Досліджено поля швидкості, тиску, температури та передача теплової енергії теплоносію. Встановлено тип пристрою спалювання, найбільш ефективно та безпечно нейтралізуючий тверді побутові відходи. Проведено еколого-економічне обгрунтування даного засобу термознешкодження твердих побутових відходів з утилізацією тепла.

  Скачати повний текст

Доведено переважний вплив на повітряно-тепловий режим теплових електростанцій (ТЕС) особливостей формування конвективних потоків у нагрітих вертикальних поверхонь котлів і в каналах між ними. Показано, що неврахування даного чиннику під час вибору схем організації повітрообміну і в розрахункових методиках призводить до значного температурного розшарування за висотою котельного відділення з відповідним переохолодженням нижніх та перегрівом верхніх зон, перевитратою теплової енергії на нагрів припливного та дуттьового повітря та значними тепловими втратами від обладнання. Сформульовано положення про необхідність переходу на зональні за висотою аераційно-механічні системи створення повітряно-теплового режиму з мінімізацією градієнта температур для зниження потужності термогравітаційних течій та раціонального тепловикористання. Запропоновано уточнену фізичну модель термогравітаційної турбулентної течії середовища у вертикальному каналі, а також систему вихідних рівнянь для теоретичного опису швидкісних, температурних і тепломасообмінних характеристик цієї течії. Вперше задачу визначення основних характеристик термогравітаційного потоку середовища розв'язано комплексно для всіх ділянок за висотою каналу для граничних умов першого та другого роду. На підставі результатів проведених за уточненими методиками експериментальних досліджень одержано дані стосовно характеристик термогравітаційних потоків у вертикальних каналах і вивчено вплив горизонтального струменевого перекриття каналу на характеристики термогравітаційного потоку в ньому. Визначено швидкості та температури повітря в об'ємах приміщень, а також температури поверхонь огороджень за різних умов та різних схем організації повітрообміну. За розробленою методикою числового моделювання одержано динамічні та теплові характеристики внутрішнього та зовнішнього повітряно-теплового режиму головних корпусів ТЕС з урахуванням взаємодії вітрового потоку з неізотермічними поверхнями цих споруд. Розроблено концепцію енергоощадних технологій створення повітряно-теплового режиму ТЕС з використанням багатозональних аераційно-механічних систем організації повітрообміну та тепловикористання.

  Скачати повний текст

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

Встановлено, що при індивідуальному теплопостачанні ефективність використання палива набагато вище, ніж у централізованих системах теплопостачання. Теоретично й експериментально обгрунтована індивідуальна система опалення для багатоповерхових будинків, що базується на принципі природної циркуляції зі створенням рушійного напору в піднімальному стояку (парліфті) за рахунок забезпечення адіабатних умов закипання в ньому. Теоретично отримана й експериментально перевірена залежність для розрахунку дійсного об'ємного пароутримання двофазного потоку, необхідного для визначення термогідродинамічного напору контуру. Створена інженерна методика проектування і розроблена промислова установка індивідуальної системи опалення з природною циркуляцією теплоносія і природною тягою димових газів. Коефіцієнт корисного використання теплоти газоподібного палива цієї установки перевищує 80%. Запропонована індивідуальна система опалення знижує рівень забруднення повітряного басейну в порівнянні з централізованими котельнями.

  Скачати повний текст

Розроблено нові високоефективні відцентрово-інерційні апарати для очистки повітря від промислового пилу. Проведено моніторинг екологічної небезпеки внаслідок забруднення викидами пилу під час спалювання вугілля на ТЕС і в котельнях. Оптимальні параметри розроблених пиловловлювачів визначено математичним шляхом і підтверджено експериментально. Зроблено апробацію розроблених установок і виявлено підвищення ефективності їх функціонування на 2 - 6 %, що зменшує викиди вугільного пилу до рівнів граничнодопустимих концентрацій. Розроблено математичну модель сепарації твердих частинок в циліндричному циклоні з жалюзійним відокремлювачем, створено програму матричного регресійного аналізу для встановлення залежності ефективності пиловловлення від геометрії новостворених циклонних апаратів. Розроблено карти розсіювання викидів, оцінено екологічний, енергетичний та економічний ефект від впровадження нових апаратів.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано метод дослідження режимів і формування керувальних впливів в електромеханічних системах (ЕМС), який базується на апроксимації інтеграла згортки з врахуваням ненульових початкових умов. Одержано ефективні рекурентні формули для комп'ютерного моделювання в реальному часі ЕМС та їх елементів, що надає можливість усунути проблему числової нестійкості та застосувати максимально можливий крок з умови теореми відліків Шеннона - Котельникова. Розроблено математичний апарат оцінювання похибок від кусково-лінійної апроксимації нелінійностей елементів ЕМС, розвинено теорію синтезу стохастичних систем.

  Скачати повний текст

Сформульовано та реалізовано методичний підход щодо комплексної оцінки економії котельно-пічного палива, електричної та теплової енергії на різних рівнях сфери економіки, що включає житловий сектор, підприємства комунального господарства та заклади громадського сектору (освіти, культури, охорони здоров'я). Вперше розроблено методичні основи щодо оцінки енергоощадження у сфері житлового та комунально-побутового обслуговування населення, суть яких полягає у проведенні системного аналізу напрямів та особливостей формування енергоспоживання, визначенні ступеня ефективності використання палива та енергії, врахуванні комплексу соціально-економічних аспектів розвитку сфери обслуговування та їх впливу на рівні енергоспоживання, розрахунку ефективності енергоощадних заходів та визначенні їх пріоритетності. Запропоновано методику середньо- та довгострокового прогнозування потреби у котельно-пічному паливі (децентралізовані споживачі), електричній та тепловій енергії з урахуванням впливу енергозбереження, соціально-економічного розвитку та взаємозамінності енергоносіїв у енергетичних процесах сфери житлового та комунально-побутового обслуговування населення.

  Скачати повний текст

У дисертації пропонуються нові інформаційні технології управління складними опалювальними системами (ОС) за умов змінного споживання теплоти. Розроблено спеціальну структуру математичних моделей процесів, що відбуваються у системі теплопостачання. Задача оптимального управління ОС реалізується у режимі реального часу, що дозволяє оптимально розподілити теплове навантаження поміж опалювальними котельними; оптимально розподілити розходи теплоносія у елементах ОС; встановити оптимальний склад працюючих котлів у кожній з опалювальних котельних та оптимальний розподіл навантаження поміж цими котлами. Оптимальне управління ОС у режимі реального часу відбувається за допомогою програмного експериментально-обчислювального комплексу (ПЕОК), адаптованого до IBM PC/AT, а у відсутності комп'ютерного забезпечення - за допомогою спеціально розробленого пакету технологічних карт.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості процесу адсорбції нафтопродуктів і барвників природним мезопористим вугіллям (МВ) і вуглецевими сорбентами, важких металів (ВМ) - модифікаціями МВ (його аддуктами зі сполуками перехідних металів) з модельних і стічних вод. Встановлено, що природні МВ володіють високою сорбційною ємністю стосовно диспергованих нафтопродуктів. Адсорбційна ємність МВ стосовно окремих вуглеводнів, що входять до складу нафти, така: найбільша - на циклогексані, трохи менша - на толуолі та найнижча - на декані. Визначено, що в області невеликих концентрацій барвників, прямий червоний (ПЧ) і метиленовий барвники (МБ), практично націло витягаються із води МВ, що свідчить про високу сорбційну вибірковість поверхні мезопористих вугіль стосовно прямих і основних барвників. Досліджено та вирішено завдання по модифікуванню природного мезопористого вугілля з метою підвищення його адсорбційних властивостей стосовно важких металів. Обгрунтовано, що донецькі природні МВ, як сорбенти, мають досить високу адсорбційну ємність, низьку вартість, доступність, і в силу цього, можуть бути рекомендовані підприємствам як дешеві адсорбенти для доочистки стічних вод від нафтопродуктів з наступним спалюванням їх у котельнях.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження тепловологісного режиму в газовідвідних трактах котельних установок комунальної та промислової теплоенергетики за умов глибокого охолодження димових газів. Проведено аналіз ефективності застосування ряду теплових методів відвернення конденсатоутворення в даних трактах, а саме, часткового байпасування відхідних газів повз теплоутилізатор, підмішування нагрітого повітря до охолоджених у теплоутилізаторі димових газів, а також їх підсушування шляхом нагрівання у поверхневих теплообмінниках. Встановлено закономірності впливу на тепловологісний стан у газовідвідних каналах таких визначальних параметрів, як навантаження котла, температура відхідних газів у номінальному режимі, початкова температура нагріваної в теплоутилізаторі води, коефіцієнт надлишку повітря тощо. Розроблено рекомендації щодо використання удосконалених теплоутилізаційних технологій із застосуванням методів відвернення конденсатоутворення в газовідвідних трактах.

  Скачати повний текст

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

Обгрунтовано нову для суднових енергетичних установок схему організації процесу плазмохімічного реагування в коаксіальному пристрої з периферійним підведенням плазми та центральноосьовим підведенням палива. Вперше одержано дані про вплив геометричних і режимних параметрів на ефективність роботи коаксіального пристрою плазмохімічної інтенсифікації горіння, на підставі яких виведено критеріальні рівняння його вольт-амперної характеристики та теплового коефіцієнта корисної дії. Установлено закономірності генерування плазмового потоку з газодинамічною стабілізацією течії в криволінійному каналі плазмохімічного пристрою аксіального типу, що полягають у зменшенні асиметричності плазмового потоку його компенсаційним розширенням у зауступній частині. У подальшому розвитку уявлень про фізичну модель факела аереційного плазмохімічного пристрою в частині взаємодії пограничного шару з супутнім потоком на основі вперше отриманих експериментальних даних про структуру його концентраційних та температурних полів. Доповнено концепцію плазмохімічної інтенсифікації горіння палива в камері згоряння суднового газотурбінного двигуна новими положеннями про ефективність схемних рішень її здійснення, що визначають умови найменш енергоємного плазмового впливу. Запропоновано уявлення особливостей аерації горючих сумішей та нові закономірності здійснення плазмохімічного впливу, які забезпечують сталість екологічних характеристик суднових газотурбінних і котельних установок. Розроблено положення щодо необхідної умови прояву ефекту плазмохімічної інтенсифікації горіння основного палива в паливоспалюючому пристрої. Зазначено, що у плазмохімічних пристроях інтенсифікації горіння генерування плазмохімічного факела в процесі взаємодії коаксіального периферійного потоку плазми з центральним осьовим потоком палива енергетично більш вигідне в порівнянні з генеруванням факела в процесі взаємодії осьового потоку плазми з периферійними потоком палива. Встановлено, що криволінійна схема плазмового пристрою аксіального типу, призначеного для роботи в автомодельних режимах, може бути реалізована згином проточної частини на електродуговій ділянці за її профілюавання, адаптованого до структури зауступної течії плазмового потоку.

  Скачати повний текст

Запропоновано й експериментально обгрунтовано новий додатковий критерій проектування аеродинамічних систем - забезпечення мінімальних опорів проточних частин тягодуттьових машин та аеродинамічних систем. Розроблено уніфіковані математичні моделі геометрії вставок-лекал для заміщення дисипативних зон у "коліні 90°" та у вхідному патрубку вентиляторів і димососів. Вдосконалено методику розрахунку параметрів роботи аеродинамічних систем в рамках поля межового напору вентилятора у вигляді трьох напірних характеристик. Запропоновано уніфікований стенд для випробувань аеродинамічних машин.

  Скачати повний текст

Розроблено методологію вибору раціонального шляху проектування та реконструкції систем теплопостачання (СТ), що базується на забезпеченні мінімуму вартості теплової енергії, використаної протягом опалювального сезону та мінімуму строку окупності реконструкції за умов її здійснення. На базі результатів числового та експериментального дослідження розроблено єдину математичну модель функціонування СТ, що дає змогу оцінити економічні характеристики СТ залежно від її конфігурації та розмірів. Формалізовано та реалізовано на базі методів нелінійного математичного програмування задачу пошуку оптимальних розмірів теплової мережі та раціонального складу котельного устаткування, теплообмінників та інших елементів СТ, що забезпечують використання мінімуму теплової енергії. Проведено структуризацію загальної оптимізаційної задачі на базі основних положень системного аналізу. Створено структуру локальних взаємозалежних оптимізаційних задач, розв'язання яких дає змогу визначити оптимальні розміри різних елементів СТ та скоротити час рішення загальної оптимізаційної задачі. Запропоновано методи та залежності для розв'язання задачі оптимальної реконструкції. З'ясовано раціональний склад СТ, знайдено значення величини діаметрів трубопроводів, типи котлів та їх кількість, типи теплообмінників і місце установки (на котельній чи теплорозподільній станції), схеми підмішування теплоносія.

  Скачати повний текст

Розглянуто процес раціонального управління опалювальною системою, що включає в себе опалювальну котельну, магістральний теплопровід та теплорозподільчу станцію. Під час теплопостачання оптимізуються процес вмикання та вимикання окремих опалювальних котлів, температура і розхід теплоносія у тепловій мережі. Для залежної системи теплопостачання обирається місце підмішування теплоносія, для незалежної - оптимальне положення пластинчатих теплообмінників. Задачу раціонального управління опалювальною системою реалізовано із застосуванням методів нелінійного математичного програмування. Оптимальне управління опалювальною системою у режимі реального часу здійснюється за допомогою спеціально розробленого програмного комплексу, адаптованого до IBM PC/AT, а у відсутності комп'ютерного забезпечення - за допомогою пакета технологічних карт.

  Скачати повний текст

Синтезовано алгоритми виявлення скритних шумових радіосигналів з невідомою структурою й оптимізовано багатоканальне некогерентне накопичення за часом і структурою, а також оптимізовано багатоканальне некогерентне накопичення за часом і частотою, базуючись на запропонованому методі виконання прямого та зворотного перетворення Габора на основі дискретного перетворення Фур'є для груп елементів ряду Котельникова - Шеннона. На підставі аналізу синтезованого алгоритму уперше мінімізовано необхідну кількість каналів завдяки вибору інтервалів накопичення за часом і частотою згідно з законом геометричних прогресій, та використання ковзного (фільтрового) некогерентного накопичення у часовій і частотній областях, а також розраховано додаткові втрати, обумовлені розузгодженістю часу та смуги частот некогерегетного накопичення каналу обробки з тривалістю та шириною спектра сигналу. З використанням методу статистичного синтезу й аналізу з'ясовано можливість використання алгоритмів виявлення скритних шумових радіосигналів з невідомою структурою для визначення частково-хаотичних радіосигналів з невідомою структурою. Проведено математичне моделювання процесу виявлення різноманітних скритних шумових і нешумових радіосигналів з невідомою структурою та скритних шумових і нешумових радіосигналів з невідомою структурою та невідомими тривалістю, шириною спектра, моментом приходу й несучою (початковою) частотою за умов квадратичного й лінійного детектування.

  Скачати повний текст

Створено систему автоматичного управління тепловою продуктивністю котлоагрегату низькотемпературного киплячого шару (НТКШ) шахтного автономного повітряпідігрівача. Розроблено структуру математичної моделі процесу одержання теплоносія у топленні НТКШ, що відрізняється від відомих тим, що топковий простір представлений у вигляді ряду взаємозалежних комірок з послідовним і паралельним переміщенням часток, що дозволяє одержувати перехідні характеристики топлення за умови варіювання параметрів палива без зміни структури моделі. Котельну установку представлено як багатомірний багатозв'язковий об'єкт у вигляді передатної матриці, що дозволяє здійснювати аналіз динамічних характеристик топлення киплячого шару. Використано координуючий метод для синтезу алгоритму управліня топленням НТКШ зі зворотним зв'язком за станом об'єкта. Розроблено структуру дворівневої системи автоматичного управління, сформульовано завдання управління об'єктом як сукупністю підсистем на основі регульованих співвідношень. Обгрунтовано порядок розрахунку пріоритетних впливів верхнього рівня та коефіцієнтів координуючої матриці у процесі управління рекуперацією відпрацьованої суміші з метою запобігання виникненню аварійних ситуацій у разі зміни параметрів твердого палива або його сортності. Обгрунтовано принцип функціонування та структурну схему системи автоматичного управління котлоагрегатом.

  Скачати повний текст

Розвинуто дискретизацію спостережень за умов реалізації цифрової обробки двовимірних сигналів, яка полягає у використанні неявної дискретизації на підставі мультиплікативного представлення цілих функцій експоненціального типу замість рівномірної дискретизації за Котельниковим з метою збільшення інформативності даних, що беруть участь у формуванні радіозображення та наступному його уточненні. Обгрунтовано оптимальність стратегії неявної параметризації спектра двовимірного сигналу елементами нульових різноманіть за критерієм максимуму інформації. Здійснено оцінку цифрового радіозображення з набору елементів нульових різноманіть спектра двовимірного сигналу, що реалізує узгоджену обробку. Удосконалено розв'язання задачі уточнення цифрового радіозображення об'єкта з різним ступенем стійкості до точності представлення елементів нульових різноманіть. Запропоновано та реалізовано метод хаотичного перемішування для гарантовано стійкого уточнення цифрового радізображення об'єкта у випадках, коли більшість традиційних методів регуляризації некоректних задач є недостатньо ефективними. Відзначено, що даний метод дозволяє уникнути головного недоліку неявної дискретизації за цифрової обробки просторово-часових сигналів, що полягає у надзвичайно високій чутливоті уточнення радізображення до точності задання елементів нульових різноманіть. Розвинуто рішення задачі синтезу вагової функції в опорному сигналі системи обробки раділокаційних систем з синтезуванням апертури, за критерієм мінімізації максимальної бічної пелюстки синтезованої діаграми спрямованості, з використанням стратегії багатопараметричної оптимізації, що використовує генетичний алгоритм.

  Скачати повний текст

Узагальнено вимоги та розробки єдиної теорії аналізу процесів часової дискретизації та амплітудного квантування сигналів, а також оцінку виникаючих похибок. Систематизовано вимоги ідеальної дискретизації (теореми Котельникова) та визначено необхідні фазові співвідношення сигналу та дискретизуючої послідовності. Вперше сформульовано умови узагальнення теореми Котельникова на амплітудне квантування, вимоги до ідеального квантувателя, сигналу та пристрою відновлення. Запропоновано кореляційний критерій аналізу, що є розвитком середньоквадратичного та враховує часові зв'язки в сигналах. Введено інтегральну та диференціальну функції розподілу за рівнями для детермінованих сигналів, отримано їх вирази для ряду сигналів. Використання функції розподілу дозволило застосувати до детермінованих сигналів імовірнісні методи аналізу та оптимізації. Показано імовірнісний характер амплітудного квантування детермінованих сигналів на фоні шуму й визнач його параметри. Отримано оцінки похибок часової дискретизації, що виникають за рахунок необмеженості спектра вихідного сигналу, обмеженого числа відліків, неідеальності характеристик фільтра, що відновлює, нестабільності частоти дискретизації, кінцевих величин параметрів схеми вибірки та збереження (кінцевої тривалості відлікових імпульсів), затримки відліку за умов дискретизації та дискретизації сигналів на фоні шуму. Розроблено єдину методику та визначено цільові функції оптимізації аналого-цифрового перетворення детермінованих і випадкових сигналів. Отримано вирази, що зв'язують інтервали часової дискретизації та амплітудного квантування між собою, з відношенням сигнал / шум і кореляційними сигналу та шуму.

  Скачати повний текст