Розглянуті актуальні питання енергозбереження та економії паливно-енергетичних ресурсів у галузі зв'язку України, наведені концепція і основні принципи енергозбереження, а також ряд конкретних заходів з реалізації енергозбереження та зменшення енергоспоживання підприємствами Укртелекому.

У продовження дослідження властивостей і реакційної здатності заміщених хінолін-4-карбонових кислот розроблено методи нітрування останнiх, що призводять до отримання 5-нітропохідних заміщених хінолін-4-карбонових кислот. Відновлення одержаних нітросполук призводить до відповідних 5-аміно-хінолін-4-карбонових кислот та їх лактамів. Наведено фізико-хімічні і спектральні константи синтезованих сполук. Зазначено, що синтезовані похідні становлять інтерес для дослідження на фармакологічну активність.

В продолжение исследований свойств и реакционной способности замещенных хинолин-4-карбоновых кислот разработаны методы нитрования последних, приводящие к 5-нитропроизводным замещенных хинолин-4-карбоновых кислот. Восстановление полученных нитросоединений приводит к соответствующим 5-амино-хинолин-4-карбоновым кислотам, циклизующимся без выделения в соответствующие лактамы. Приведены физико-химические и спектральные константы синтезированных соединений. Отмечено, что синтезированные производные представляют интересдля исследования на фармакологическую активность.

To continue the investigations of the properties and reactivity of the substituted quinoline -4-carboxylic acids the nitration methods of the latters resulting in 5-nitro derivatives of the substituted quinoline -4-carboxylic acids has been developed.Reduction of these compounds leads to the corresponding 5-5-amino-quinoline-4-carboxylic acids . Physical-chemical and spectral constants of the synthesized compounds are presented. The synthesized derivatives are of special importance for the investigations in terms of their biological activity.

Рассмотрены вопросы разработки и исследования новых структур итерационных систем (ИС) фазовой автоподстройки (ФАП) с управлением по отклонению и комбинированных при детерминированных и случайных воздействиях. Охарактеризованы основные операторы двух- и многоконтурных ИС ФАП, приведены уравнения их движения относительно управляемой величины и фазовой ошибки. Проанализирована динамическая точность ИС ФАП в установившихся режимах. Приведены результаты разработки новых структур оптимальных по быстродействию ИС ФАП, отличающиеся расположением устройства управления в разомкнутом компенсационном канале.

Розроблено та досліджено нові структури ітераційних систем фазового автопідстроювання з управлінням за відхиленням і комбінованих під час детермінованих та випадкових дій. Одержано основні оператори двоконтурних і багатоконтурних ітераційних систем фазового автопідстроювання (ФАП) та рівняння їх руху відносно керованої величини і фазової похибки. Проаналізовано динамічну точність двоконтурної ітераційної системи ФАП під час повільно змінних заданих дій на основі розкладу оператора системи ФАП відносної похибки у ряд за коефіцієнтами похибки. Запропоновано методику вибору кількості додаткових контурів управління за умов підвищення порядку астатизму всієї ітераційної системи ФАП, з урахуванням додаткових дій та нелінійностей. Виконано структурний синтез ітераційних комбінованих систем ФАП у разі підвищення порядку астатизму, зважаючи на умови фізичної реалізації операторів розімкнених компенсаційних каналів. Розроблено нові структури оптимальних за швидкодією ітераційних систем ФАП, які відрізняються тим, що пристрій управління, який забезпечує оптимальний за швидкодією перехідний процес, розташовано в розімкненому компенсаційному каналі управління і не впливає на стійкість основного та додаткових контурів управління ітераційної системи. Визначено способи компенсації впливу заданої дії на сигнал управління за допомогою лінійних коригувальних пристроїв і логічних комутаторів.

Рассмотрены особенности термоакустических тепловых машин (ТАТМ) и основные положения их базовых математических моделей. Проанализированы механизмы теплообмена в элементах термоакустических двигателей (ТАД). Сделано предположение о целесообразности применения в ТАТМ специальных типов теплообменных поверхностей. Дано описание стенда для экспериментальных исследований комплекса теплофизических и гидродинамических процессов в ТАТМ. Приведены результаты CFD моделирования и экспериментальных исследований процессов в элементах термоакустических аппаратов.

Розглянуто питання щодо створенням термоакустичних систем, призначених для утилізації низькотемпературних теплових ресурсів. Аналіз попередніх досліджень показав, що в деяких випадках в термоакустичних двигунах має місце велика різниця між температурою джерела теплової енергії та температурою робочого тіла. Це є небажаним явищем для будь якої теплової машини, оскільки зумовлює втрату загальної ефективності. В зв'язку з цим вирішено провести серію дослідів процесів, які мають місце в термоакустичних двигунах під час їх запуску. Наведено результати цих експериментальних досліджень. Встановлено, що є можливими умови, коли теплообмінники не здатні забезпечити потрібний тепловий потік і це є лімітуючим фактором для потужності термоакустичних теплових машин. Експерименти також показали, що для самочинного старту термоакустичних коливань поздовжній температурний градієнт у матриці не є єдиною та достатньою умовою. Результати дослідів надають можливість запропонувати ряд рішень, спрямованих на підвищення ефективності низькотемпературних термоакустичних теплових машин.

Проаналізовано сучасні методи побудови математичних моделей термоакустичних теплових машин. Розглянуто підхід синтезу спрощеної математичної моделі з використанням експериментальних даних і регресійних методів побудови парних залежностей. На базі одержаної моделі синтезовано ряд нечітких регуляторів, в тому числі з комбінованим принципом керування. На підставі імітаційного моделювання здійснено порівняльний аналіз і продемонстровано доцільність застосування нечітких регулюючих пристроїв в системах керування термоакустичними тепловими машинами типу двигун - тепловий насос.

Рассмотрены возможные пути использования термоакустических тепловых машин (ТАТМ). Показана перспективность их применения для использования низкотемпературных тепловых ресурсов, дан обзор существующих теоретических моделей. Теплообмен в ТАТМ является единственным механизмом, обеспечивающим подвод теплоты к рабочему телу, так и преобразование тепловой энергии в механическую работу. Показано, что эти модели не рассматривают процессы подвода тепловой энергии к рабочему телу и не учитывают существующие механизмы теплообмена между элементами ТАТМ. Методы оптимизационной термодинамики (ОТ) позволяют устранить эти недостатки и учесть особенности теплообмена в пульсирующих потоках. С помощью этих подходов проведён анализ факторов, определяющих эффективность термоакустического двигателя (ТАД). Это дало возможность в явном виде получить зависимости, связывающие основные характеристики ТАД от параметров теплообменников. Показано непосредственное влияние интенсивности теплообмена на внешние характеристики ТАТМ. Проведен анализ результатов экспериментальных исследований опытного ТАД. Использование подходов ОТ, позволило определить направления дальнейших исследований.

Розглянуто можливі шляхи вдосконалення термоакустичних теплових машин за рахунок підвищення інтенсивності теплообміну між основними структурними елементами. Проаналізовано теоретичні та експериментальні дослідження процесів теплообміну в елементах модуля термоакустичних теплофізичних процесів в теплообмінниках термоакустичних апаратів за умов пульсуючого середовища. Одержано залежності, які пов'язують зовнішні характеристики термоакустичних систем з параметрами теплообмінників.

На суднах, енергетичні установки яких споживають метан, застосовуються спеціальні системи регазифікації. В більшості LNG систем для регазифікації скрапленого газу використовують теплоту забортної води, або теплоносіїв систем СЕУ. Скраплений природний газ є носієм "кріогенної енергії". Частіше за все цей "кріогенний" потенціал LNG палива не використовується. Існує принципова можливість утилізувати цей енергетичний потенціал з допомогою термоакустичних теплових машин. Термоакустичні технології потенційно здатні забезпечити можливості для вдосконалення енергетичної ефективності СЕУ завдяки утилізації низькотемпературних скидних теплових ресурсів. Для СЕУ LNG танкеру розроблена принципова схема термоакустичної енергогенеруючої системи регазифікації кріогенного палива. З допомогою програми DELTA EC проведені варіантні розрахунки кріогенних ТАД різних потужностей, наведені результати числового моделювання. В результаті були визначені найбільш раціональні конструкції кріогенних ТАД і задачі для подальших досліджень.

Розглянуто питання розробки термоакустичних установок, призначених для використання низькотемпературних теплових ресурсів. Наведено схему термоакустичної установки, яка може бути реалізована на практиці. Проаналізовано наявні теоретичні моделі термоакустичних апаратів. Показано, що застосування рекуперативних теплообмінників ТАТМ може призвести до формування неоднорідного температурного поля в матриці. За таких умов можливе суттєве погіршення характеристик,як термоакустичних апаратів, так і систем на їх основі. Визначено найбільш доцільні напрямки подальших робіт, які мають бути спрямовані на пошук конструктивних заходів для вирішення цих проблем.

Cтворення ефективних систем використання низькотемпературних джерел теплової енергії є важливою задачею для енергетики, промисловості, транспорту, флоту. Вдосконалення теплових двигунів зумовлює постійне зниження температурного рівню скидної теплоти. Впровадження LNG палив додає так звані "кріогенні" теплові ресурси систем регазифікації скрапленого газу. Термоакустичні технології потенційно здатні забезпечити можливості утилізації низькотемпературних скидних теплових ресурсів. Упровадженню цих технологій заважає складність безпосереднього одержання електричної енергії від термоакустичних двигунів. Використання п'єзоперетворювачів і лінійних електричних генераторів призводить до зростання вартості таких систем, обмежує їх потужність і погіршує надійність. Впровадження імпульсних двонаправлених турбін (ІДТ) має сприяти вирішенню проблеми. За допомогою програми DELTA EC проведені варіантні розрахунки термоакустичного двигуна (ТАД) з циклом Брайтона. У результаті конструкція ТАД була оптимізована для використання ІДТ. Досліджено характеристики опитного зразку ІДТ, надано опис експериментального стенду, приведені результати експериментальних досліджень, визначені напрямки подальшої діяльності.

Використання низькотемпературних джерел теплової енергії (скидних або відновлювальних) є важливою задачею, оскільки сприяє підвищенню енергоефективності виробничих процесів та захисту довкілля. Термоакустичні апарати здатні забезпечити реалізацію цієї задачі, перетворюючи теплову енергію в механічну у вигляді потужних акустичних хвиль. Впровадженню термоакустичних систем на практиці заважає складність безпосереднього отримання механічної роботи або електроенергії від АХ. Використання імпульсних двонаправлених турбін (ІДТ) має сприяти вирішенню цієї проблеми. Шляхом експериментальних досліджень та CFD моделювання, вивчалися характеристики опитного зразка ІДТ, надано опис експериментального стенду, приведені результати експериментальних досліджень, визначені напрямки подальшої роботи.

Термоакустичні теплові машини (ТАТМ) - це відносно новий та мало поширений тип теплових машин, які суттєво відрізняються від традиційних механічних систем відсутністю рухомих елементів, екологічною безпечністю, здатністю працювати від зовнішніх джерел енергії. Термоакустичні двигуни (ТАД) - теплові машини прямої дії - здатні перетворювати теплову енергію в механічну в формі потужних акустичних хвиль. Зростаючий інтерес до ТАТМ пов'язаний з можливостю використання їх в системах енергозбереження, оскільки впровадження енергозаощаджуючіх технологій є дієвим методом підвищення ефективності енергетичних установок (ЕУ, та зменшення їх шкідливого впливу на довкілля. Широкому впровадженню ТАТМ заважає їх низька питома потужність, складність перетворення акустичних коливань в механічну роботу, брак досвіду. Приведені результати експериментальних досліджень робочих характеристик дослідного термоакустичного турбогенератора (ТАТГ). До складу ТАТГ входив термоакустичний двигун, який працює за термодинамічним циклом Брайтона, та електрогенератор. В якості привода електрогенератора використано імпульсну двонаправлену турбіну (ІДТ), яка здатна перетворювати коливний рух робочого середовища в механічну енергію. В ході експериментів отримані дані щодо як зовнішніх, так і ТАТГ, при різних режимах навантаження. Взаємодія імпульсної двонаправленої турбіни з пульсуючим робочим середовищем призводить до появи в резонаторі складних радіальних течій, які впливають на ефективність процесів енергоперетворення. Шляхом CFD моделювання, вивчено особливості формування та розвитку радіальних течій. Граничні та начальні умови завдавалися на основі експериментальних даних. Результати CFD експериментів дозволили вивчити вплив різних чинників на інтенсивність радіальних течій. Показано, що радіальні течії існують у вигляді квазістаціонарних пульсуючих структур, довжина яких залежить від амплітуди коливного руху пульсуючого середовища та частоти акустичних коливань. Наявність цих течій призводить для "удатного" входу потока в спрямляючий апарат ІДТ. За результатами досліджень запропоновані технічні рішення, які запобігають їх утворенню.

Задача утилізації низькопотенційних теплових викидів енергетичних установок (ЕУ) промисловості, транспорту, енергетики може бути вирішена з допомогою термоакустичних енергогенеруючих систем енергозбереження. Такі системи являють собою окремі функціональні модулі, які зв'язані з головною ЕУ з допомогою проміжних систем, що забезпечують енергообмін між зовнішніми джерелами енергії та термоакустичними двигунами (ТАД) цих систем. Проміжні системи являють собою циркуляційні контури, до складу яких входять теплообмінники - зовнішні, що безпосередньо контактують з джерелами енергії, та внутрішні, які є складовими елементами вузла термоакустичних перетворень ТАД. Конструктивні особливості ТАД систем енергозбереження зумовлюють використання рекуперативних теплообмінників трубчато-реберної конструкції з перехресним рухом теплоносіїв. Відомо, що на виході з таких теплообмінників теплоносії мають суттєво неоднорідний розподіл температур. В даному випадку, це призведе до формування неоднорідного розподілу температур в структурних елементах вузла термоакустичних перетворень ТАД, що є небажаним явищем. Існуючі теоретичні моделі термоакустики та методики розрахунку ТАД побудовані в рамках лінійної теорії, яка передбачає наявність однорідного розподілу теплофізичних параметрів в поперекових перетинах будь яких елементів ТАД - резонаторах, теплообмінниках, матриці, тощо. В ході досліджень розроблено математичну модель розподілу температури в матриці ТАД в залежності від поля температур на поверхні теплообмінників вузла термоакустичних перетворень ТАД. Особливістю запропонованої моделі є урахування впливу ділянки початкової гідродинамічної стабілізації потоку на інтенсивність теплообміну в трубках теплообмінників. В ході числового моделювання розглянуто випадки використання різних типів проміжних теплоносіїв, таких, як вода або терморідини. Показано, що неоднорідність розподілу температур в поперековому перетині матриці ТАД призводить до зменшення можливої потужності ТАД в 1,1 - 1,4 рази, в залежності від характеристик теплообмінників та теплофізичних параметрів транспортних теплоносіїв. Зменшити неоднорідність поля температур в елементах ТАД систем утилізації теплових викидів можна за рахунок використання теплообмінників на основі фазових переходів.

Звернено увагу на підвищення ефективності використання вторинних енергетичних ресурсів та зменшення викидів токсичних компонентів відпрацьованих газів шляхом раціональної організації процесів енергоперетворення в термоакустичних системах утилізації теплових викидів суднових енергетичних установок. Результатом проведених досліджень є науково обґрунтовані принципи створення термоакустичних систем утилізації низькопотенційних теплових викидів суднових енергетичних установок, які забезпечують отримання додаткової механічної роботи та електричної енергії, що сприяє скороченню споживання палив та зменшує емісію шкідливих для довкілля речовин. Наукове значення отриманих результатів полягає в отриманні нових знань відносно раціональних методів підвищення ефективності послідовних процесів перетворення низькопотенційної скидної теплоти в акустичну енергію і далі в механічну роботу Практична цінність досліджень полягає в розробці рекомендації для створення. термоакустичних систем енергозбереження для судновій енергетики, промисловості та кліматичних систем.

Характерною рисою сьогодення є загальна тенденція до зниження температурного рівня скидної теплоти двигунів енергетичних установок промисловості, транспорту, енергетики. Ці обставини ускладнюють застосування традиційних технологій енергозбереження, призначених для перетворення цієї теплоти в механічну роботу. З огляду на брак ефективних технологій, великі об'єми таких теплових викидів втрачаються. Як приклад, можна розглянути суднову енергетику. На суднах, які оснащені двопаливними середньо та малообертовими двигунами, теплові викиди систем охолодження мають температуру на рівні 353 - 365 К. З огляду на малий екзегетичній потенціал, використовування таких низькотемпературних джерел скидної енергії будь-якими тепловими двигунами є складною проблемою. Отже, задача вдосконалення існуючих технологій, або розробка нових, зберігає свою актуальність. Для вирішення цієї задачі в нагоді можуть стати термоакустичні технології. Значною перевагою термоакустичних теплових машин є здатність використовувати будь які зовнішні джерела теплоти, в тому разі низькотемпературні, та продукувати механічну роботу. Відомі випадки виникнення термоакустичних коливань за малих різниць температур між джерелами теплоти за умов високої вологості робочого середовища. Це явище може бути використано для створення низькотемпературних систем енергозбереження на основі термоакустичних двигунів (ТАД) із вологим двофазним робочим середовищем. Практичне використання термоакустичних систем у складі суднових енергетичних установок (СЕУ) потребує додаткових досліджень для вирішення низьки питань, зокрема підвищення питомої потужності ТАД. Наведено опис дослідного обладнання, конструкцій експериментальних ТАД із вологим робочим тілом, методів дослідження. Результати експериментів показали, що в експериментальних ТАД із двокомпонентним (вологим) робочим середовищем температура виникнення самочинних термоакустичних коливань становила 355 - 359 К, при цьому поздовжній градієнт температури в матриці складав 1,19 - 1,30 К/м. Питома потужність ТАД із вологим середовищем зросла в 1,7 - 7 разів, акустичний тиск зріс у 2 - 4,7 разу в порівнянні з роботою на сухому повітрі. Показано, що в наявних ТАД конденсація водяної пари в керамічній матриці та на поверхнях теплообмінників може призводити до втрати потужності, орієнтовно до 25 %, при збереженні їх роботоспроможністі.