Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика – Запорізький національний університет, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2021.Дисертацію присвячено розробці заходів з підвищення енергоефективності камерних нагрівальних печей шляхом створення у їх об'ємах електричного поля, яке призводить до перерозподілу температурних полів газів у робочому просторі енергетичної установки.Виконано кількісну оцінку енергетичної ефективності камерної печі з викатним подом. Розроблено математичну модель розподілу температури у її робочому просторі за умови створення в останньому електричного поля. Виконано чисельне моделювання масових витрат пічних газів у камері реальної промислової печі та запропоновано заходи для їх збільшення у зоні розташування садки металу шляхом створення теплового бар'єру за рахунок заряджених часток продуктів згоряння, що рухаються в електричному полі.Розроблено ефективний алгоритм управління процесом нагрівання металу, який може застосовуватись у камерних печах. Перевагою даного алгоритму є те, що у якості додаткового впливу використовується кероване електричне поле, створення якого не потребує значних капіталовкладень. Прицьому значна частина теплоти, що раніше втрачалась з відхідними газами залишається у робочому просторі й використовується безпосередньо для нагріву металу, що і сприяє підвищенню енергетичної ефективності установки.Ключові слова: камерна піч, енергетичний об'єкт, тепломасообмін, математична модель, енергоефективність, електричне поле, енергозберігаючі режими, термічна обробка металу.^UThesis for a Candidate Degree in Technical Sciences in the specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Heat Power Engineering - Zaporizhzhia National University, Specialized Academic Council D 08.084.05 at National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2021.The thesis is devoted to the development of measures to increase the energy efficiency of chamber heating furnaces by creating an electric field in their volumes, which leads to the redistribution of gas temperature fields in the working space of the power plant.The research presents the performed quantitative assessment of the energy efficiency of a chamber furnace with a bogie hearth. A mathematical model was developed for temperature distribution in its working space under the condition of creating an electric field in the latter. Numerical modeling of mass consumption of furnace gases in the chamber of a real industrial furnace was performed and measures were proposed to increase them in the area of the metal charge by creating a thermal barrier due to charged particles of combustion products moving in the electric field.An effective algorithm was developed for controlling the metal heating process, which can be used in chamber furnaces. The advantage of this algorithm is that the additional effect is created by a controlled electric field, the creation of which does not require significant investment. Herewith, a significant part of the heat previously lost with the exhaust gases remains in the working space and is used directly to heat the metal, which helps to increase the energy efficiency of the plant.Keywords: chamber furnace, power facility, heat-mass exchange, mathematical model, energy efficiency, electric field, energy saving modes, heat treatment of metal.

Будівлі і споруди відносяться до основних фондів які володіють найбільшим терміном придатності до використання. Тому за час своєї експлуатації впродовж усього терміну, відповідно, спостерігається найбільший розрив між технічним станом і функціональними властивостями будівлі, наприклад п'ятдесяти річної давнини, і сучасним технологічно-інноваційним рівнем будівництва, обумовленим науково-технічним прогресом. Визначальними у сучасному масовому будівництві є технології пов'язані із їх енергетичною ефективністю, енергозбереженням, екологізацією, простотою і надійністю експлуатації та еко корисною утилізацією. Незалежно від застосування новітніх енергозберігаючих рішень в інженерних системах забезпечення мікроклімату та ступеня використання відновлюваних джерел енергії, тепловий захист будівель постійно підвищується. Найбільш енергоємними із інженерних систем життєзабезпечення є системи опалення, які використовують більше 50% теплової енергії від загальної, що споживають разом системи гарячого водопостачання, вентиляції і кондиціонування повітря. Метою дисертаційного дослідження було теоретичне і експериментальне обґрунтування удосконаленої енергоефективної системи опалення сумісної із сталою комплексною термомодернізацією будівлі. На основі критичного аналізу літературних джерел і патентних досліджень, згідно до встановленої мети сформульовано завдання, які полягають у фізико-математичному моделюванні теплопровідності за граничних умов першого роду через багатошарову стінку зовнішнього огородження із внутрішніми вертикальними теплопроводами системи опалення та змінами інтенсивності теплової інерції, експериментальні дослідження теплопровідності та теплової інерції і верифікація експериментальних та теоретичних даних, а також розроблення методики інженерного розрахунку та техніко-економічного обґрунтування для впровадження енергоефективних систем опалення сумісних із сталою комплексною термомодернізацією будівель. Об'єктом дослідження визначено енергоефективні системи опалення сумісні із сталою комплексною термомодернізацією будівлі, а предметом - нестаціонарні процеси теплопровідності та теплової інерції за граничних умов першого роду через багатошарову стінку зовнішнього огородження із внутрішніми джерелами теплоти, утвореними вертикальними подавальним і зворотнім трубопроводами двотрубної системи опалення з теплоносієм. У роботі застосовано сучасні фізико-математичні та експериментальні методи теоретичних досліджень нестаціонарних процесів теплопровідності за граничних умов першого роду через багатошарову стінку зовнішнього огородження із внутрішніми джерелами теплоти, утвореними вертикальними подавальним і зворотнім трубопроводами з теплоносієм двотрубної системи опалення. Методи чисельного моделювання, експериментальних лабораторних та натурних досліджень на основі сучасних теорій постановки, виконання, математичної обробки і отримання достовірних даних результатів теплофізичного експерименту. Вірогідність отриманих результатів, їх аналіз, висновки та рекомендації зумовлені задовільною збіжністю результатів теоретичних та експериментальних досліджень. Наукова новизна отриманих результатів полягає у теоретичному обґрунтуванні та експериментальному підтвердженні удосконаленої енергоефективної системи опалення сумісної із сталою комплексною термомодернізацією будівлі на основі розробленої фізико-математичної моделі теплопровідності за граничних умов першого роду через конструкцію багатошарової різнорідної стінки зовнішнього огородження із внутрішнім джерелом теплоти у вигляді вертикальних подавального і зворотного трубопроводів системи опалення із теплоносієм, водою, в середині них, теоретичного обґрунтування і експериментального підтвердження підвищення до 10 % теплової інерції запропонованої конструкції стінки зовнішнього огородження із збереженням відносно вищої і сталої температури у товщі конструкції при періодичних різких змінах зовнішніх теплових впливів, особливо при мінімальних температурах навколишнього середовища, або інтенсивності сонячного випромінювання. Удосконалено методику експериментальних досліджень теплопровідності за граничних умов першого роду через запропоновану конструкцію багатошарової різнорідної стінки зовнішнього огородження та набули подальшого розвитку наукове обґрунтування сталої комплексної термомодернізації будівель на основі енергоефективних систем опалення сумісних із сталою зміною конструкції стіни зовнішнього огородження з підвищенням теплової інерції будівлі та енергетичної, екологічної і експлуатаційної ефективності джерела теплоти і системи опалення в цілому.^UBuildings and structures are among the fixed assets that have the longest shelf life. Therefore, during its operation throughout the term, respectively, there is the largest gap between the technical condition and functional properties of the building, such as fifty years ago, and the current technological and innovative level of construction, due to scientific and technological progress. Technologies related to their energy efficiency, energy saving, greening, simplicity and reliability of operation and eco-friendly utilization are decisive in modern mass construction. Therefore, regardless of the application of the latest energy-saving solutions in engineering systems to ensure the microclimate and the degree of use of renewable energy sources, thermal protection of buildings is constantly increasing. Thus, not only buildings of the 60s and 90s of that year need complex thermal modernization, but also buildings of a much younger age, and it is probable that this process is sustainable for the same building. The aim of the dissertation research was the theoretical and experimental substantiation of the improved energy efficient heating system compatible with the sustainable complex thermal modernization of the building. Based on a critical analysis of literature sources and patent research, according to the goal formulated tasks, which are physical and mathematical modeling of thermal conductivity under boundary conditions of the first kind through a multilayer wall of the outer enclosure with internal vertical heating pipes and changes in thermal inertia intensity. Thermal inertia and verification of experimental and theoretical data, as well as the development of methods of engineering calculation and feasibility study for the introduction of energy-efficient heating systems compatible with sustainable integrated thermal modernization of buildings. The object of study is energy efficient heating systems compatible with sustainable integrated thermal modernization of the building, and the subject - non-stationary processes of thermal conductivity and thermal inertia under boundary conditions of the first kind through a multilayer wall of external enclosure with internal heat sources formed by vertical supply and return. Modern physical-mathematical and experimental methods of theoretical researches of nonstationary processes of thermal conductivity under boundary conditions of the first kind through a multilayer wall of an external protection with the internal heat sources formed by vertical supply and return pipelines with the heat carrier of two-pipe heating system are applied. Methods of numerical modeling, experimental laboratory and field research on the basis of modern theories of formulation, execution, mathematical processing and obtaining reliable data on the results of thermos physical experiment. The probability of the obtained results, their analysis, conclusions and recommendations are due to the satisfactory convergence of the results of theoretical and experimental studies. The scientific novelty of the obtained results lies in the theoretical substantiation and experimental confirmation of the improved energy efficient heating system compatible with sustainable complex thermal modernization of the building on the basis of the developed physical and mathematical model of thermal conductivity under boundary conditions of the first kind. Of return pipes of heating system with coolant, water, in the middle of them, theoretical substantiation and experimental confirmation of increase to 10% of thermal inertia of the offered design of a wall of an external protection with preservation of rather higher and constant temperature in a design thickness at periodic sharp changes of external thermal influences, especially at the minimum ambient temperatures, or the intensity of solar radiation. The method of experimental studies of thermal conductivity under boundary conditions of the first kind has been improved due to the proposed design of a multilayer heterogeneous wall of external enclosure and further substantiation of scientific substantiation of sustainable complex thermal modernization of buildings on the basis of energy efficient heating systems. And operational efficiency of the heat source and the heating system as a whole.

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

Вперше вивчено закономірності процесу поліморфних перетворень у покриттях з оксиду алюмінію, що призводять до виникнення високодисперсного стану (ВС). Уточнено критерій стабілізації ВС пружним полем - існування ВС можливо, якщо об'ємна пружна енергія перевищує половину питомої об'ємної теплоти фазового перетворення. Показано, що оксид алюмінію задовольняє умови існування стабільного ВС. Вперше отримано критерії стабілізації ВС під впливом домішок, що вичерпуються. Для існування ВС необхідно, щоб питома об'ємна теплота від перерозподілу домішок перевищувала половину питомої об'ємної теплоти фазового перетворення або щоб коефіцієнт поверхневого міжфазного натягу за наявності домішок поверхнево-активних речовин був менше двох третин коефіцієнта поверхневого натягу без їх впливу. Проведено кількісне оцінювання концентрацій домішок і діапазону температур, за яких можливе існування стабільного ВС. Виявлено закономірності формування різних фаз, а також залежність механічних властивостей покриттів від числа імпульсів, густини енергії і температури плазмового струменя, тобто від параметрів напилення. Виявлено зв'язок між зміною службових характеристик покриттів і їх фазовим та елементним складом.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню, що спрямоване на підвищення ефективності систем охолодження морських і річкових суден на базі абсорбційних холодильних агрегатів (АХА) з вторинними джерелами теплової енергії.Для суднових систем холодильної техніки і кондиціонування повітря відомим енергоощадної пропозицією є застосування тепловикористовуючих апаратів, утилізують теплоту відхідних газів головних суднових двигунів і котельних установок. Ефективність пропозиції пов'язана з тим, що втрати тепла з димовими газами котлів на сучасних судах становлять 7...8 %, втрати тепла в дизельних установках судів 28...40 %.Крім обробки їх повітря в системах кондиціонування штучний холод, вироблений тепловикористовуючими холодильними машинами може використовуватися для глибокого охолодження наддувочного повітря і побутових потреб.Потреба в штучному холоді для цих цілей становить 2000 - 5000 кВт, що нескладно забезпечить за допомогою тепловикорестуючих холодильних машин - пароежекторних і абсорбційних.Одним із способів підвищення енергетичної ефективності суднових холодильних систем є утилізація скидного тепла для реалізації холодильного циклу. Відома велика кількість технічних пропозицій по використанню в суднових системах кондиціонування абсорбційних бромістолітіевих холодильних машин. У цьому випадку немає необхідності в додатковому дизельному паливі для вироблення електроенергії для роботи холодильних машин.^UThe dissertation is devoted to theoretical and experimental research aimed at improving the efficiency of cooling systems sea and river vessels based on absorption refrigeration units (ARU) with secondary heat sources.For marine refrigeration and air conditioning systems, a well-known energy-saving proposal is the use of heat-using devices that utilize the heat of the exhaust gases of the main marine engines and boilers. The efficiency of the proposal is due to the fact that heat losses with flue gases of boilers on modern ships are 7…8 %, heat losses in diesel engines of ships 28…40 %.In addition to the treatment of their air in air conditioning systems, artificial cold produced by heat-using refrigeration machines can be used for deep cooling of charge air and household needs.The need for artificial cold for these purposes is 2000 - 5000 kW, which is easy to provide with the help of heat-using refrigeration machines - steam ejector and absorption.One of the ways to increase the energy efficiency of marine refrigeration systems is the utilization of waste heat to implement the refrigeration cycle. There are a large number of technical proposals for use in ship air conditioning systems absorption bromistolithium refrigeration machines. In this case, there is no need for additional diesel fuel to generate electricity for refrigeration machines.At the same time, bromistolithium systems do not allow to obtain cooling temperatures below 0 ° C and cannot be used for low-temperature storage of food and raw materials, as well as for deep supercooling of charge air of diesel units.

Побудовано статистичну теорію плавлення ламелярних кристалів. Доведено, що в цих об'єктах можуть існувати дві фази - неконцентрована (А) та концентрована (В): відповідно з незначною та значною (порядку відсотків) концентрацією супервакансій. Показано, що для ламелярного полікристала, де ламели неорієнтовані, значну частину (до 80 %) теплоти плавлення складає енергія деформації ламел у напрямку ланцюгів. Встановлено, що в розплаві, який утворився внаслідок плавлення ламелярного кристала, існують структурні області двох типів - з розділеними та переплутаними ланцюгами.

  Скачати повний текст

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

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

  Скачати повний текст

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

  Скачати повний текст

Показано, що особливості термодинамічної поверхні поліморфних флюїдних систем з декількома критичними точками для двохмасштабного потенціалу міжмолекулярної взаємодії в модифікованій моделі ван дер Ваальсу виявляють наявність двох метастабільних критичних точок. Зазначено, що фазова поведінка компонентів хімічної зброї у надкритичній воді виявляє тільки II й III типи за класифікацією Скотта - ван Кониненбурга подібно системам вуглеводні - вода. Сформульовано критерії сталого розвитку для технологій перетворення низькотемпературних джерел теплоти в роботу на основі циклу Ренкіна, що використовує органічні робочі тіла.

  Скачати повний текст

Досліджено багатокритеріальний підхід у розробці моделей термодинамічної та фазової поведінки природних робочих тіл - перспективного середовища для створення екологічно безпечних технологій знищення органічних забруднень, надкритичної екстракції, заміни озоноруйнуючих речовин у холодильній техніці. Встановлено, що нейронні мережі є потужним інструментом для узагальнення великої кількості несистематизованих даних про підгінні параметри моделей, що істотно використовують експериментальну інформацію і які не можна теоретично оцінити. З'ясовано, що використання надійно визначених критичних параметрів робочих тіл у сполученні з термодинамічно строгими критеріями азеотропії та нейронними мережами, що генерують емпіричні дані про параметри перехресної взаємодії, дозволяє апріорно прогнозувати появу азеотропії у бінарних сумішах холодоагентів. Зазначено, що основні результати дослідження, які прогнозують термодинамічну та фазову поведінку в системах надкритична вода - органічний забруднювач, надкритичний двоокис вуглецю - біологічні молекули мають практичне значення для проектування теплотехнічного обладнання для нових екологічно безпечних технологій.

  Скачати повний текст

На підставі результатів теоретичних і експериментальних досліджень установлено впливові фактори, які дозволяють прогнозувати енергетичні втрати та зміни ефективності роботи теплообмінних апаратів за умов експлуатації атмосферно-вакуумної трубчатої установки (АВТУ) та систем генерації теплоти, які забезпечують технологічний процес підготовки до ремонту теплообмінних апаратів (ТА) шляхом попереднього очищення їх поверхні від залишків нафтопродуктів. Установлено закономірності впливу шару нафтових відкладень на інтенсивність процесу теплообміну в ТА технологічного процесу нафтопереробки, які дозволяють прогнозувати зміни температури підігріву сировини (нафти) та перевитрати палива у трубчатій печі АВТУ. Одержано залежності для розрахунку енергосировинного коефіцієнта корисної дії в експлуатаційному періоді роботи АВТУ та за технологічного процесу підготовки ТА до ремонту у функції енергетичних витрат, що дозволять прогнозувати зміну ефективності установки первинної переробки нафти. Запропоновано схемне рішення та розроблено спосіб зменшення енергетичних витрат у системах генерації теплоти, які вдосконалюють технологічний процес підготовки поверхні ТА до ремонту шляхом очищення поверхні від залишків нафтопродуктів з використанням енергоощадної технологічної установки, в якій реалізовано миття поверхні розчинником і гарячою водою. Уперше за натурних умов експлуатації теплообмінного обладнання технологічного процесу нафтопереробки установлено характер впливу теплофізичних характеристик розчинника на темний нафтопродукт і товщину шару відкладень нафти на теплообмінних трубках.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз процесів акумулювання-вилучення теплоти в необмеженому грунтовому масиві вертикальним одиночним трубним, сферичним і системою теплообмінників з використанням розрахунково-аналітичної моделі. Визначено умови раціональної організації й ефективної роботи грунтового акумулятора. Встановлено метод розрахунку ефективного грунтового акумулятора теплоти. Розроблено експериментально-промислову теплонасосну установку з грунтовим сезонним акумулятором теплоти. Визначено глибини річних змін температури в верхніх шарах фунту на території України. Розроблено карту глибин річних змін температур на території України. Проведено техніко-економічний аналіз доцільності створення й експлуатації теплонасосних систем теплопостачання показав.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) зі спеціальності 05.17.07 – хімічна технологія палива та паливно–мастильних матеріалів (161 – Хімічні технології та інженерія) – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2020. Вперше досліджено вплив складу полідисперсних систем на їх поведінку при підготовці до газифікації: час висипання, кут природного укосу та насипну густину при випусканні з бункеру, а також залипання при змішуванні.Розроблені математичні та графічні залежності впливу витрати повітря від 0,0005 до 0,004 м3/хв та температури 400 до 500 °С на значення констант швидкості та енергії активації, виходу твердого залишку, сконденсованих та газоподібних продуктів при газифікації полідисперсних систем. Розроблено принципову технологічну схеми газифікації полідисперсних систем кам'яновугільного походження, яка може бути рекомендована до впровадження. Основними елементами технологічної схеми є масозмішувач, піч та електроконвертор. Встановлено, що з точки зору витрати електроенергії, оптимальний розмір вуглецевої насадки для електроконвертору становить 10–13 мм та визначено, що витрата вуглецевої насадки (коксу) в процесі газифікації становить 0,014 % від загальної маси наважки, або 0,575 % від маси конвертованої сировини. Встановлено, що при використанні пропонованого способу газифікації полідисперсних систем кам'яновугільного походження можна отримати газ, теплота згоряння якого в 1,62–2,47 рази вища за теплоту згоряння газу, отриманого від газифікації за методом Lurgi.Основні теоретичні положення та експериментальні дані дисертації використовуються в навчальному процесі на кафедрах «Хімічної технології переробки нафти і газу» Національного університету «Львівська політехніка», «Металургійного палива та вогнетривів» Національної металургійної академії України та «Технології переробки нафти, газу та твердого палива» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».Ключові слова: полідисперсна система, кам'яновугільні фуси, буре вугілля, шкаралупа волоського горіха, газифікація, електроконверсія, генераторний газ^UThe dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate oftechnical sciences ( doctor of philosophy ) in specialty 05.17.07 « C hemica ltechnology o f fuel and fuel and lubricants» (161 Chemical technology andengineering National Technical University « Kharkiv Polytechnic Institute » ,specialized academic council D 08.084.05 at the National Metallurgical Academyof Ukraine, Dnipro , 20 2 0For the first time, the influence of the composition of polydisperse systemson their behavior in preparation for gasification was studied: pouring time, naturalslope angle and bulk density when discharged from the hopper, as well as stickingduring m ixing.Mathematical and graphical dependences of air flow influence from 0.0005to 0.004 m 3 min and temperature 400 to 500 ° С on the values of rate constants and activation energy, solid residue yield, condensed and gaseous products duringgasifi cation o f polydisperse systems we re developed.A basic technological scheme of gasification of polydisperse systems of coalorigin were developed, which can be recommended for implementation. The mainelements of the technological scheme are a mass mixer, furnace and electric alconverter.It is established that from the point of view of electricity consumption, theo ptimal size of the carbon packing for the electroconverter is 10 13 mm and it isdetermined that the consumption of the carbon packing (coke) in the ga sificationprocess is 0.014 % of the total weight of a portion, or 0.575 % of the convertedmass.It is established that when using the proposed method of gasification ofpolydisperse systems of coal origin, it is possible to obtain a gas whose combustionheat is 1.62 2.47 times higher than the heat of combustion of gas obtained fromgasification by the Lurgi method.The main theoretical provisions and experimental data of the dissertation areused in the educational process at the departments of « Chemical T echnology of Oiland G as Processing » of the Lviv Polytechnic National University , « Metallur gicalFuel and Refractory » of the National Metallurgical Academy of Ukraine and « O ilProcessing, Gas and Solid F uel s Technology » of National Technical University« K harkiv Polytechnic Institute »Key words:polydisperse system, heavy coal tars, lignite, walnut shell, gasification, electrical conversion, producer gas

Розроблено систему активного рідинно-повітряного охолодження дискового гальма рухомого складу, яка побудована на базі рекуперативного теплообмінного апарата, яка може використовувати у якості теплоносія технічну воду, або близьку до неї за теплотехнічними характеристиками рідину. Виконано експериментальну перевірку, яка підтверджує адекватність даних математичних моделей та розрахункових залежностей, а також доцільність використання примусового охолодження фрикційних елементів дискового гальма рухомого складу, зокрема, за допомогою даної системи активного охолодження.

  Скачати повний текст

Досліджено напрямки підвищення економічності суднових енергетичних установок (СЕУ) за рахунок використання твердих палив у двигунах внутрішнього згоряння. Аргументовано, що зростання цін на нафту та продукти її переробки за фактично незмінних цін на тверде паливо вимагає переходу на дешеве паливо, що дозволить скоротити вартість однієї тонно-милі. Розглянуто шаровий метод спалювання з циклічним примусовим продуванням шару як найбільш перспективний метод використання твердих палив, за якого паливо заздалегідь розігрівається для активації процесів горіння. Наведено докладний опис шляхів реалізації шарового методу спалювання, розглянуто особливості протікання термодинамічних процесів і процесів вигоряння палива в шарі. Висвітлено результати аналітичного й експериментального дослідження процесу стиснення, аналітичного дослідження процесів вигоряння шару, експериментального процесу підведення теплоти в термодинамічному циклі. Підтверджено можливість і ефективність шарового спалювання палива у двигуні внутрішнього згоряння.

  Скачати повний текст

Уперше для аміачного виробництва у процесі вторинної конденсації науково обгрунтовано необхідність перерозподілу тисків в абсорбційно-холодильній системі та визначення їх показників за умов обмеження утилізаційної теплоти, що забезпечує підвищення холодопродуктивності та незалежність температурного режиму від сезонних коливань температури атмосферного повітря. Уперше за результатами аналізу даних промислової експлуатації встановлено закономірності сумісного впливу процесів тепло- і масообміну на ефективність роботи абсорбера, одержано рівняння для кількісного визначення долі активної поверхні масопередачі, виявлено екстремальний характер залежності для кількості абсорбованої пари холодоагента від гідродинамічного режиму розчину. З'ясовано закономірності впливу інтенсивності дренування флегми на ефективність процесу охолодження циркуляційого газу у випарниках та визначено існування оптимальної її величини, рівень якої визначається тиском і конденсацією холодоагента. Здійснено синтез енергоощаджувальної системи охолодження циркуляційного газу у блоці вторинної конденсації з підвищеною холодопродуктивністю та абсорбційною холодильною установкою, які передбачають додаткову утилізацію низькопотенційого тепла у пароежекторній холодильній системі.

  Скачати повний текст

На підставі результатів екологічного моніторингу встановлено, що в Україні утворюється значна кількість відходів деревини, яка не використовується, а тільки забруднює довкілля (повітря, водойми та прилеглі території). Розроблено й апробовано спеціальну методику одержання паливних гранул, які можна використовувати як паливо, що сприяє скороченню використання його основних видів. Експериментально визначено оптимальне співвідношення деревних відходів і зв'язуючої речовини (відходів целюлозно-паперового комбінату). Визначено теплотвірну здатність, динамічну та статистичну міцність одержаних гранул. Розроблено конструкцію апарата для виготовлення паливних гранул екструзійним методом і технологічну схему реалізації даного виробничого процесу.

  Скачати повний текст

На підставі результатів проведеного комплексу аналітичних і експериментальних досліджень визначено статичні характеристики висушених продуктів, а саме: рівноважний вологовміст як функцію температури та відносної вологості повітря, хімічного потенціалу та питомої термічної вологоємності. Розраховано коефіцієнти у рівнянні тривалості сушіння з використанням методу Філоненко - Грішина для фруктово-ягідної вологоємності. Розроблено методи розрахунку сушильної установки для сушіння у завислому шарі. Запропоновано модель сушки плодів і ягід, яка базується на принципі суперпозиції та враховує вплив коефіцієнта активності води на масовіддачу. Установлено значущість режимних параметрів щодо зміни хімічних і біохімічних показників. Значне скорочення тривалості сушки дозволяє поліпшити органолептичні та біохімічні показники сушеного продукту та зменшити витрати теплоти на процес сушіння. Для проведення досліджень використано нетрадиційну сировину для сушильної промисловості, а саме: айву, чорну смородину, обліпиху, аронію, горобину червону, що дозволяє розширити асортимент сухофруктів, використовуючи "місцеву" сировину, підвищити якість сушених продуктів і зменшити собівартість вітчизняної продукції.

  Скачати повний текст

Проведено огляд літератури, присвяченої різним методам моделювання нуклеотидів і ланцюгів ДНК, що складаються з них, а також розглянуто результати досліджень, в яких використовуються ці моделі. Проаналізовано молекулярні механізми, які обумовлюють аномальні властивості кристалів азотистих основ, та дослідження структурних ізомерів основ нуклеотидів. Розглянуто можливі взаємозв'язки між функціональною активністю промоторів, їх структурою й енергетичними властивостями. Досліджено структурні відмінності між групами промоторів, які регулюються різними сигма-факторами, що дало змогу зробити певні висновки щодо еволюції промоторів. Досліджено такі фізичні параметри нуклеотидів та їх основ, як дипольний момент, теплота утворення та енергія найбільш стійкої конформації для нуклеотидів, що перебувають у вакуумі й у водяному розчині. Проаналізовано їх залежність від положення нуклеотида в кодоні та його ступеня детермінації.

  Скачати повний текст