Визначено вплив ефектів вихрових термоелектричних струмів, а також ефектів Джоуля, Пельтье, Томсона в зонально-неоднорідному термоелементі на його характеристики. Досліджено питання щодо оптимізації цього впливу для підвищення коефіцієнта корисної дії, вихідної потужності та надійності. Установлено особливості проектування зонально-неоднорідних термоелементів за умов використання їх в термоелектричних перетворювачах енергії. Створена теорія зонально-неоднорідного термоелемента розвиває знання щодо фізичних процесів, які відбуваються в зонально-неоднорідному середовищі та є теоретичною базою розробки об'єктно-орієнтованих комп'ютерних технологій моделювання й оптимізації термоелектричних пристроїв з неоднорідних, зокрема функціонально-градієнтних і композитних термоелектричних матеріалів.

  Скачати повний текст

Розроблено оптимальний метод контролю якості термоелектродних матеріалів з метою його подальшої стандартизації. Відзначено, що запропонований метод дозволяє проводити процедуру контролю безконтактним шляхом з застосуванням вихрових струмів. Здійснено експериментальні дослідження впливу термоелектричної неоднорідності на електричні та термоелектричні властивості термоелектродного дроту. Проаналізовано модель параметричного вихорострумового перетворювача та досліджено характер і рівень впливу заважаючих факторів на вихідний сигнал перетворювача. Розроблено засади для створення стандартизованих методик контролю якості термоелектродного дроту вихорострумовими технічними засобами.

  Скачати повний текст

Удосконалено існуючі електромагнітні методи контролю електромагнітних і геометричних параметрів провідних виробів за рахунок їх сумісного контролю з температурою. Створено нові багатопараметрові безконтактні та контактні вихорострумові методи сумісного контролю параметрів трубчастих, суцільних циліндричних і плоских виробів. Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод сумісного контролю електромагнітних параметрів і температури. Запропоновано чотирипараметрові вихорострумові методи контролю плоских феромагнітних виробів, що зондуються полем кратних частот трансформаторного та параметричного вихорострумових датчиків. Досліджено можливість використання теорії контактного робочого перетворювача стосовно контролю параметрів плазмового стовпа люмінесцентної лампи та машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком. Наведено результати оцінювання вірогідності контролю параметрів провідних виробів у разі реалізації запропонованих вихорострумових методів. провідних виробів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано концептуальні підходи до створення енергоощадних систем теплохладопостачання з використанням абсорбційних термотрансформаторів. На підставі даних системного аналізу запропоновано блочну модель енергоощаджувальної установки з бромістолітієвими перетворювачами теплоти. Одержано нові експериментальні дані, що характеризують інтенсивність тепловіддачі за умов кипіння водних розчинів броміду літію в об'ємі на гладких і оребрених трубах. Оцінено вплив інгібіторів корозії у розчині броміду літію під час його кипіння в об'ємі на коефіцієнт тепловіддачі від поверхні гладких і оребрених труб.

  Скачати повний текст

Для моделювання первинних перетворювачів фізичних величин за їх функціями перетворення розроблено апарат балансних наближень нелінійними чебишовськими сплайнами, який дозволяє оптимізувати наближення за точністю та складністю. Досліджено властивості балансового наближення функцій чебишовськими розривними сплайнами з ланками у вигляді нелінійних виразів. Запропоновано методи й алгоритми знаходження параметрів таких балансних наближень з заданою точністю чи заданою кількістю ланок. Побудовано поліпшену ітераційну процедуру для знаходження меж ланок чебишевського сплайну, яка має вищий порядок збіжності, ніж відомі, установлено достатню умову збіжності цієї процедури. Уперше розроблено методику знаходження балансного наближення функціональної залежності чебишовським розривним сплайном на безмежному проміжку. Одержано оцінку точності такого наближення. Розроблені методи й алгоритми реалізовано у вигляді пакетів програм NLAPPROX та TABNLAPPROX у системі комп'ютерної адгебри Maple для наближення нелінійними чебишовськими сплайнами градуювальних характеристик термоперетворювачів, заданих аналітично або у табличному вигляді.

  Скачати повний текст

Створено методики визначення параметрів фазових рівноваг (ФР) робочих тіл вуглеводневого та металогідридного типів, яких використовують у теплотехнічних пристроях. Розроблено математичні моделі рівноваг рідина - пара у багатокомпонентних молекулярних сумішах. Наведено опис фазових діаграм металогідридів невпорядкованих фаз. Ці моделі та їх числові реалізації грунтуються на єдиному статистико-механічному підході у межах термодинамічної теорії збурень без використання емпіричних параметрів. Запропоновано процедури редукції загальної системи розрахунку у вуглеводневих робочих тілах, попереднього визначення фазового стану та оцінки початкових значень параметрів, що значно скорочує обсяг обчислення. На підставі задовільного погодження розрахункових і експериментальних фазових діаграм вуглеводневих систем і металогідридів підтверджено адекватність запропонованих математичних моделей та достовірність одержаних результатів.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки та використання термоелектричних термоперетворювачів з підвищеними точністю та метрологічною надійністю. Показано необхідність врахування термодинамічного стану термометричної субстанції. Розглянуто механізми нестабільності функції перетворення та її зміни за типових умов експлуатації. Проаналізовано можливості застосування термодинамічних уявлень стосовно термометричної субстанції як термодинамічно виокремленої системи. Вивчено ефективні методи дії на функції перетворення. Виведено вираз для сумарної функції впливу як межового значення відносної інструментальної похибки, у вигляді комбінації трьох адитивних пар безрозмірних функцій впливу. Проведено експериментальні дослідження спектра термоелектричних властивостей, електричного опору, його температурного коефіцієнта, а також структурно-чутливих характеристик. Реалізовано способи та розроблено алгоритми побудови та використання термоперетворювачів з мінімальною інструментальною похибкою.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано необхідність розробки єдиного комплексного підходу для оцінки якісних і кількісних показників середовища. Розроблено багатоканальні поліметричні системи оперативного контролю кількісних та якісних параметрів рідких і сипучих середовищ. Під час розробки систем використано розподілене стробоскопічне перетворення, що значно підвищує їх надійність та стабільність. Схемні рішення для генерації, посилання та прийому наносекундних імпульсів забезпечують тривалу експлуатацію поліметричних систем за жорстких кліматичних умов без додаткового обслуговування. Розроблені методи вимірювання й оцінки часових, амплітудних і спектральних параметрів складних поліметричних сигналів з використанням методів математичної статистики, спектрально-кореляційного аналізу, оптимальної фільтрації забезпечують, необхідну точність і надійність поліметричних вимірювань.

  Скачати повний текст

Розроблено функціональні та принципові електронні схеми засобів дослідження впливу часу сканування температури у ємнісному далитометрі на точність вимірювання температурного коефіцієнта лінійного роширення (ТКЛР). Установлено, що запропоновані електронні схеми сенсорів підвищують точність вимірювання ТКЛР на 5 % у порівнянні з фантастронним та цифровим методами нагріву досліджених заразків. Запропоновано схемотехнічне рішення з використанням тонкоплівкових сенсорів температури у тепловому генераторі лінійно змінної напруги, який забезпечує лінійність і практично необмежений час сканування температури у порівнянні з цифровими та фантастронними генераторами напруги. Досліджено вплив процесу передачі деформації калібровочного п'єзоелементу на величину зміни ємності давача. Розроблено математичну модель, яка дозволяє враховувати вплив пружних властивостей елементів конструкції на результати вимірювання ТКРЛ. Створено математичну модель лінеаризації залежності опору тонкоплівкового сенсора від швидкості потоку повітряних мас. Запропонована модель спрощує схемотехнічні рішення та програмні засоби автоматизованого дослідження потоків.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі формування залишкових напружень у метало-скло-кремнієвих вузлах датчиків тиску на різних стадіях виготовлення, з використанням яких встановлено вплив геометричних параметрів на величину та характер розподілу залишкових напружень багатокомпонентних комбінованих з'єднань під час паяння та зварювання у твердій фазі в електростатичному полі. Досліджено напружений стан під час експлуатаційного навантаження датчитка з урахуванням технологічних напружень, які виникають у процесі виготовлення. Експериментальним і розрахунковим методами виявлено, що зі збільшенням товщини скляного трубчастого елемента у межах від 1-го до 2-х мм та у разі збільшення товщини чутливого елемента з 0,12-ти до 0,14-ти мм міцність зварних скло-кремнієвих з'єднань зменшується. Встановлено, що збільшення висоти паяного з'єднання з 1-го до 11-ти мм обумовлює зниження міцності метало-скляних паяних з'єднань, що є наслідком особливостей деформування таких вузлів у разі зміни жорсткості окремих елементів. Вперше з використанням підходів сучасної механіки руйнування твердих тіл з тріщинами для подібних конструкцій досліджено вплив дефектів, пов'язаних з недосконалістю обробки скляних деталей під час зварювання. З'ясовано, що для забезпечення низької вірогідності розповсюдження тріщин у вузлі датчика тиску, довжина дефекту тріщиноподібної форми у зоні з'єднання трубчастої скляної деталі з кремнієвою мембраною не повинна перевищувати певних розмірів відповідно до умов крихкого руйнування.

  Скачати повний текст

Розроблено конструкції та технології виготовлення твердотільних давачів температури, а також мідний термоперетворювач опору з використанням тонкоплівкових технологій. Особливу увагу приділено вивченню часової стабільності параметрів розроблених термоперетворювачів опору. В якості метрологічного забезпечення для термодавачів використано ЯКР-термометр. Закис міді використано як термометричну речовину. Порівняння рентгенограм свіжовиготовленого і зразків закису міді тридцятирічної давності свідчать про високу стабільність параметрів кристалічної гратки і, відповідно, стабільність закису міді як хімічної сполуки. На основі розроблених термодавачів створено низку приладів - диференційний термомет, терморезистивний анемометр з опосередкованим нагрівом термочутливого елемента, вимірювач вологості атмосфери в середині корпусів ІС.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію функціонально-градієнтних термоелементів і термоелектричних модулів на їх основі. Досліджено характеристики таких модулів у системах охолодження та генерування електричної енергії. Визначено шляхи підвищення ефективності термоелектричного способу перетворення енергії завдяки створенню та використанню термоелектричних батарей з неоднорідних матеріалів. Побудовано узагальнену теорію проектування оптимальних функціонально-градієнтних термоелектричних матеріалів (ФГТМ), що утворюються під дією одного або декількох факторів і підвищують ефективність каскадних, секційних, проникних термоелектричних структур в режимах охолодження та генерування електричної енергії. Розвинуто теоретичні засади та створено комп'ютерні способи розв'язання задач оптимізації термоелементів і модулів з ФГТМ для охолоджувачів і генераторів. Установлено оптимальні розподіли концентрації носіїв струму в матеріалах на основі Bi - Te, Pb - Te, Si - Ge та індукції магнітного поля для Bi - Sb. Досліджено умови підвищення ефективності модулів з таких ФГТМ в режимах охолодження та генерації електричної енергії.

  Скачати повний текст

Розкрито науково-методичні засади проектування первинних термоперетворювачів з покращеними метрологічними і експлуатаційними характеристиками, проаналізовано причини нестабільності термометричних властивостей матеріалів їх чутливих елементів (ЧЕ). Досліджено вплив механічних напружень і деформацій на термоелектрорушійні сили термоелектродних матеріалів та вплив експлуатаційних факторів на їх термометричні властивості. Висвітлено основні причини, що спричиняють нестабільність метрологічних характеристик ЧЕ класичних термоперетворювачів та шляхи зменшення їх впливу. Доведено доцільність застосування для виготовлення ЧЕ матеріалів з невпорядкованою структурою. Викладено концепцію створення прецизійних первинних термоперетворювачів та розглянуто перспективність застосування для виготовлення їх ЧЕ металевих шкел (МШ). Розкрито технологічні аспекти процесу одержання МШ, висвітлено формування оптимальних для термометрії структурних та електрофізичних властивостей, вплив параметрів технологічного процесу гартування на геометричні та структурні характеристики МШ. Відзначено, що МШ притаманні два основних типи структурних неоднорідностей, які визначаються змінами локальної густини та локальними напруженнями зсуву. Доведено структурну подібність полікомпонентних та потрійних МШ і розтопів. Розроблено основні засади одержання МШ з високою термічною стійкістю. Наведено критерії нормування основних характеристик МШ. Виявлено стабільність структурних та електрофізичних властивостей МШ у функції впливу експлуатаційних факторів. Запропоновано методику оцінювання часу напрацювання МШ залежно від температури їх експлуатації.

  Скачати повний текст

Розроблено тесто-калібрувальні методи та засоби бездемонтажного контролю метрологічних характеристик електричних вимірювальних перетворювачів (ВП). Удосконалено теорію реліційно-різницевих моделей операторів корекції вхідних значень електричних вимірювальних перетворювачів - введено визначення реперної реляційно-різницевої моделі та функціонального оператора корекції. Запропоновано єдиний метод визначення метрологічних характеристик функціональних операторів корекції похибок електричних ВП з використанням метрологічних характеристик тестових реліційно-різницевих моделей, які входять до їх структури. Розроблено метод визначення параметрів систем тестового контролю електричних вимірювальних перетворювачів. Проаналізовано похибки нелінійності функціональних операторів корекції, обумовленої нелінійністю функції перетворення вимірювального перетворювача. Розраховано похибку вимірювального каналу системи бездемонтажного контролю термоелектричних перетворювачів та динамічну похибку. Результати наукового дослідження використано у навчальному процесі на кафедрі "Інформаційно-вимірювальні технології та системи" у Харківському політехнічному інституті.

  Скачати повний текст

Установлено особливості фізичних процесів у багатошарових плівкових системах на основі Cu і Cr, або Ag та Fe і Cr або Cu, які можуть бути використані як чутливі елементи датчиків температури, деформації та тиску. Запропоновано методику оцінювання внеску інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину питомого опору, температурного коефіцієнта опору (ТКО) і коефіцієнта тензочутливості (КТ). Розраховано внесок об'ємного, поверхневого, зерномежового й інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину ТКО та КТ. Зроблено розрахунок статистичної ваги кожного з цих механізмів розсіювання електронів. Показано, що робочі характеристики чутливих елементів датчиків теператури, деформації та тиску можуть бути покращані за рахунок інтерфейсного розсіювання. Проаналізовано особливості процесів дифузії та фазоутворення у двошарових плівкових системах, компоненти яких мають різну взаємну розчинність. Вивчено проблему стабільності інтерфейсів.

  Скачати повний текст