Вісник № 02. Нові рішення в сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/57849

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 15

Комбінована методика зондування ґрунту в рамках контролю стану заземлювального пристрою
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Коліушко, Денис Георгійович; Руденко, Сергій Сергійович
Результатом вертикального електричного зондування є визначена геоелектрична структура ґрунту. Процедура зондування ґрунту регламентована в низці національних та міжнародних стандартів з випробування систем заземлення. Використання традиційної чотириелектродної симетричної установки Веннера дозволяє проводити дослідження на глибину до 1/3 величини розносу струмових електродів, чого недостатньо для коректного розрахунку параметрів системи заземлення. Альтернативою може бути використання установки Шлюмберже. Показано, що особливості цієї установки при використанні в рамках випробування систем заземлення стають недоліками: чутлива до локальних включень та вертикальної неоднорідності, складні формули для інтерпретації, відсутність прямої залежності між рознесенням електродів та глибиною зондування, а отже неможливість побудови універсальних палеток інтерпретації. Тому виникла необхідність створення методики зондування ґрунту в рамках контролю стану заземлювального пристрою з більшою глибинністю. В роботі було обґрунтовано необхідність такої розробки. На основі аналізу сформовано вимоги до процедури зондування ґрунту, яка має відповідати методиці електромагнітної діагностики систем заземлення. Показано, що однією з головним вимог є представлення результатів зондування у вигляді багатошарової геоелектричної структури з плоско-паралельними горизонтальними границями поділу. Запропоновано комбінований спосіб виконання зондування ґрунту, який засновано на поетапному використанні установок Веннера та Шлюмберже, що дозволило поєднати переваги та зменшити впливи недоліків цих установок в рамках контролю стану ЗП. Запропонована комбінована методика зондування ґрунту дозволяє збільшити глибину зондування від 1/3 величини розносу струмових електродів до 1/2 без залучення додаткових вимірювальних приладів, програмних засобів для інтерпретації та електротехнічного персоналу. При цьому тривалість виконання зондування для діючої підстанції буде становити 30-90 хвилин, що не збільшить загальну тривалість електромагнітної діагностики.
Розробка мобільної установки для сортування зернових відходів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чурсінов, Юрій Олексійович; Кудрявцев, Ігор Миколайович; Луценко, Марина Василівна
Розглянуто проблему недосконалості процесу очищення зернових мас підчас доробки до базисних показників якості. Показано, що зернові відходи містять значну кількість зернової та олійної домішки. Описано стан генерації відходів на підприємствах елеваторної, зернопереробної та оліє-жирової промисловості. Проаналізовано перспективи їх переробки як сировини для виробництва харчових продуктів - круп, олії та інше. Акцентовано увагу, що в умовах оголошеного військового стану в Україні, вилучення «цінних фракцій» із зернових відходів є фінансово актуальним. Розроблено мобільну установку для сортування зернових відходів та проведено її виробничі випробування. Зазначено раціональна продуктивність такої машини – не більше 48 тон за добу (для зернових відходів). Це дозволить забезпечити переробку сміття соняшнику до 1000 тон насіння соняшнику на добу, та переробку сміття зернових культур до 800 тон зерна на добу. Наведено, що доцільно використовувати розроблену сортувальну машину в умовах невеликих приватних фермерських господарств, де обсяг сміття зернових культур становить 140-150 кг за годину, а сміття та лушпиння соняшнику – 100-120 кг за годину. В умовах Товариства з обмеженою відповідальністю Науково виробниче підприємство «Сортувальні машини» м. Дніпро проведено дослідження процесу сортування зернових відходів на розробленій мобільній установці. Результати випробувань підтвердили продуктивність сортувальної машини. Описано будову основного вузла мобільної установки для сортування зернових мас – сепараційного каналу. Запропоновано доробки конструкції сортувальної машини та розроблено пакет комп’ютерних програм для сортування відходів соняшнику, пшениці, сої, амаранту, конопель, ріпаку. В ході досліджень доведено необхідність використання протиадгезійного покриття та спеціальної форми вібраційного живильника розробленої машини. Це дає змогу скоротити час очищення живильника, виключити ущільнення сировини та ліквідувати зони скупчення зернового матеріалу. В програмі роботи сортувального агрегату розроблено модуль очищення сепараційного каналу, який має два режими – періодичність і тривалість вмикання продувки каналу. Наведено опис та технічні характеристики розробленої мобільної установки для сортування зернових відходів.
Розроблення рецептур м’ясних хлібів з використанням смакоароматичних наповнювачів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Холод, Артем Михайлович; Пасічний, Василь Миколайович
В останні роки спостерігається постійні зміни в якості м’ясної сировини, що характеризуються умовами утримання та відгодівлі сільськогосподарських тварин та птиці, зберігання та транспортування, технологією виробництва, що відповідним чином впливає на технологічні та споживчі характеристики м’яса та, відповідно, на якості м’ясопродуктів. Зміна властивостей м’ясної сировини, застосування інтенсивних способів його оброблення, використання харчових добавок при виготовленні м’ясних продуктів веде до зниження його органолептики. Все частіше виробники звертають увагу та підвищують вимоги до якості рецептурних компонентів, що надають продуктам традиційний смак та аромат. В порівнянні з вареними ковбасами м’ясні хліба мають більш щільну консистенцію, тим самим мають менший вміст вологи та приємний особливий присмак. Вони є джерелом мікроелементів повноцінних білків та вітамінів, що гармонійно поєднує в собі смак, аромат, колір та форму. Перерахувавши вищенаведені позитивні сторони, даний вид продукту набуває все більшого попиту серед населення. У харчовій промисловості смако–ароматичні композиції є однією з важливих складових при виробництві м’ясних та ковбасних виробів. Їх застосування набуло широкого поширення на світовому ринку. Це сталося в результаті появи передових технологій, які пов’язані з отриманням харчових продуктів на основі переробки сировини. Одним із напрямків покращення органолептичних показників, а саме: смаку й аромату м’ясних хлібів є застосування смако– ароматичних композицій, а саме олеорезинів спецій, як альтернативних аналогів натуральних спецій і прянощів, гірчиці та кетчупу як біологічно цінних продуктів. За останнє десятиліття використання смако–ароматичних композицій, а саме олеорезинів спецій успішно «витісняє» натуральні мелені спеції в сфері виробництва харчових продуктів завдяки вагомим перевагам у застосуванні. Наведено можливі варіанти використання олеорезинів спецій, кетчупу та гірчиці у вигляді гелевих включень (надання ефекту «мраморності») для виготовлення м’ясних хлібів. М’ясні хліба з начинкою всередині дають можливість збагатити та урізноманітнити раціон споживачів, а також дозволяють виробнику підвищити вихід за рахунок введення наповнювача. Вибрано раціональну концентрацію олеорезинів на суміші носіїв (0,3—0,4%), концентрату молочного білка (10 – 20 г) та рисового борошна (10 – 20 г), що забезпечує формування найкращих смакових якостей у готовому продукті. Наведено дослідні дані для олеорезинів чорного перцю та наповнювача, з використанням яких розроблено модельні рецептури м’ясних хлібів. Наведені результати дають змогу порівняти ефективність використання натуральних спецій та інкапсульованих олеорезинів у технології виробництва м’ясних хлібів з м’ясом свинини напівжирної.
Розроблення системи контролю параметрів середовища при розведенні креветок
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Григоренко, Ігор Володимирович; Григоренко, Світлана Миколаївна
На сьогодні інформаційно-вимірювальні системи використовуються практично в усіх галузях промисловості, де необхідно не тільки проводити вимірювання параметрів об’єкту контролю, але й впливати на процес у об’єкті з метою своєчасного реагування на зміни параметрів. Слідкування за змінами параметрів об’єкту контролю є актуальною задачею сучасної вимірювальної техніки. При розробленні інформаційно-вимірювальної системи, що виконує збір, оброблення та передачу інформації, одним із головних завдань є підтримка метрологічної надійності такої системи та її економічної доцільності. Інформаційно-вимірювальна система повинна бути конкурентоздатною у порівнянні з існуючими аналогами. Одним з перспективних напрямів підвищення метрологічної надійності є використання сучасних високоточних первинних вимірювальних перетворювачів, оскільки саме аналогова частина вимірювального каналу вносить найбільший внесок у сумарну похибку вимірювання. У статті запропоновано розроблення системи контролю параметрів середовища при розведенні креветок на підставі сучасної елементної бази, що дозволяє не тільки з високою точністю вимірювати параметри мікроклімату у резервуарі з креветками, але й є впливати на об’єкт контролю завдяки виконавчім пристроям. Ці пристрої вмикають при необхідності системи підігріву та аерації води. Визначення необхідності впливати на середовище визначається завдяки операції «порівняння поточного значення параметру контролю з встановленим значенням». Дана операція можлива завдяки програмному продукту, що завантажується у мікроконтролер. У статті представлена структурна схема розробленої інформаційно-вимірювальної системи, електрична-принципова схема та аналіз похибок по каналам вимірювання. Зазначено, що похибка вимірювань по кожному з каналів не перевищує 1,5%.
Дослідження інтенсифікації процесів сепарації з використанням тепла відходящих газів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Витяганець, Валентин Сергійович; Байрачний, Володимир Борисович; Пітак, Інна Вячеславівна; Баранова, Антоніна Олегівна
Корисне використання тепла насамперед пов'язане з використанням тепла відхідних газів. Слід підкреслити, що у всіх випадках необхідно прагнути повернути технологічному процесу максимальну кількість тепла газів, що відходять. Частину тепла зазвичай повертають до робочої камери з підігрітим повітрям (до 300 – 500 0С). В окремих випадках можливе використання деякої кількості тепла газів для підсушування і нагріву сировини, готового продукту та/або підігріву технологічної води, що надходить на переробку; використання тепла газів для вироблення пари тих чи інших параметрів, для необхідного нагрівання дуття. Все це відкриває можливість досягнення дуже високих кінцевих показників енергетичних установок. Однак, як правило, гази, що відходять, характеризуються досить високими концентраціями дрібнодисперсних твердих частинок (дрібнодисперсні виноси), які необхідно ефективно видалити в сепараторі оскільки в більшості випадків вони перешкоджають ефективному використанню тепла газів, що відходять. Таким чином, ефективна сепарація дрібнодисперсного винесення має вирішальне значення для утилізації тепла газів, що відходять, особливо для високопродуктивних агрегатів. На підставі відомих літературних даних та результатів власних експериментів, розглянуто деякі питання сепарації дрібнодисперсного виносу. Сформульовано основи механізму сепарації, які зводяться до з'ясування причин та закономірностей руху дрібних частинок до сепаруючої поверхні поперек основного потоку. Детально проаналізовано механізми сепарації дрібних частинок за рахунок турбулентної дифузії та оцінено можливість реалізації механізму сепарації на основі термофорезу. Встановлено визначальні параметри та критерії, що характеризують процес сепарації частинок. Виведено формули для оцінки стікання сепарації частинок та проаналізовано вплив визначальних критеріїв на цю величину. В результаті аналізу наведених даних зроблено практичні висновки про шляхи інтенсифікації процесів сепарації у промислових умовах.
Проблема забруднення cвітового океану пластиковими відходами
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Баранова, Антоніна Олегівна; Новожилова, Тетяна Борисівна; Літовка, Анна Ігорівна; Білоусов, Максим Віталійович
Найважливішою екологічною проблемою Світового океану є забруднення. Під забрудненням Океану розуміють пряме або побічне надходження речовин або енергії в морське середовище, що несуть такі шкідливі впливи, як заподіяння шкоди живим ресурсам, небезпека для здоров’я людей, перешкоди морської діяльності, включаючи рибальство, погіршення якості морської води. Пластик є найбільшою, найшкідливішою та найбільш стійкою частиною морського сміття, на яку припадає щонайменше 85 відсотків загального морського сміття. Він викликає смертельні та сублетальні ефекти у китів, тюленів, черепах, птахів і риб, а також у безхребетних, таких як двостулкові молюски, планктон, черви та корали. Наслідки включають заплутування, голодування, утоплення, розриви внутрішніх тканин, задушення та позбавлення кисню та світла, фізіологічний стрес та токсикологічну шкоду. Пластик також може змінити глобальний кругообіг вуглецю через свій вплив на планктон і первинне виробництво в морських, прісноводних і наземних системах. Сьогодні сукупні щорічні економічні втрати в результаті шкоди морській промисловості, включаючи витрати на очищення, оцінюються у 6–19 мільярдів доларів США. Оскільки ця оцінка не включає витрати на деградацію товарів і послуг екосистеми через морське сміття, вона, ймовірно, значно занижує загальні економічні втрати. Поєднання дешевого палива та неналежного збору відходів та їх переробки призвело до прогнозів, що до 2040 року очікувана маса витоку пластику в океани може становити 100 мільярдів доларів США. Ці цифри вказують на значні збитки для ринку та підкреслюють необхідність термінових заходів. Шляхами вирішення проблеми забруднення Світового океану є обмеження виробництва пластику, збільшити обсяги утилізації та розпочати виготовлення біорозкладного, нешкідливого для людського організму та навколишнього середовища, виду пластику, використання в кав’ярнях паперових або дерев’яних трубочок. Крім того, необхідний повний перехід з поліетиленових пакетів на багаторазові сумки.
Моделювання повітряного потоку в районі української антарктичної станції
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Цибульник, Сергій Олексійович; Накорик, Вікторія Валентинівна; Рупіч, Сергій Сергійович; Півторак, Діана Олександрівна
Місце розташування української антарктичної станції Академік Вернадський призводить до виникнення низки проблем, пов’язаних з необхідністю забезпечення життєдіяльності та безпеки людей. Інфраструктура станції Академік Вернадський протягом року зазнає впливу значних кліматичних навантажень, таких як: вітер, дощ, сніг та низька температура. Руйнування або навіть значне пошкодження елементів інфраструктури антарктичної станції може викликати загрозу для життя людей, які знаходяться на ній та не мають можливості евакуюватися. Тому необхідно визначити поля розподілу вітрового навантаження в межах антарктичної станції Академік Вернадський для виявлення найбільш навантажених об’єктів її інфраструктури. Програмне середовище системи автоматизованого проектування SolidWorks дозволяє будувати геометричні моделі об’єктів різної складності. Саме тому дану система було обрано для моделювання інфраструктури української антарктичної станції Академік Вернадський. Імітаційне моделювання впливу вітрового навантаження проведено у програмному комплексі скінчено-елементного аналізу ANSYS. Створено геометричні моделі об’єктів інфраструктури станції. Використовуючи фотографії української антарктичної станції Академік Вернадський та її топологічну карту, також створено геометричні моделі місцевості та складальні одиниці місцевості з установленими на ній об’єктами інфраструктури станції. У результаті імітаційного моделювання з використанням розроблених геометричних моделей отримано поля тиску та векторні поля швидкості повітряного потоку, які показують кількісні та якісні результати. Створено геометричні моделі та виконано імітаційне моделювання об’єктів інфраструктури української антарктичної станції Академік Вернадський в умовах вітрового навантаження. Показано, що у випадку дії вітру з материка елементами інфраструктури станції, які сприймають основне вітрове навантаження, є головна будівля та РВС-200. Визначено, що наявність пальового фундаменту впливає на векторні поля швидкості, тож даним елементом не бажано нехтувати при виконанні подальших досліджень. Показано, що практично всі об’єкти інфраструктури станції призводять до виникнення значних турбулентних хвостів при їх обтіканні.
Розроблення автоматизованої бібліографічної системи
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Цибульник, Сергій Олексійович; Бідник, Данило Сергійович; Півторак, Діана Олександрівна
В Україні більшість наукових установ і закладів вищої освіти фінансуються державою. Майже всі наукові дослідження проводяться переважно в державному секторі, тоді як приватні університети та компанії зазвичай не проводять жодних досліджень самостійно. Державні заклади вищої освіти фінансуються за кошти державного бюджету, і брак коштів є одним з основних факторів, які заважають впроваджувати нові інформаційні технології та системи в повсякденну рутину. Аналіз наукових досягнень з використанням бібліографічної інформації став значною частиною науково-технічного менеджменту в багатьох країнах світу, але на відміну від Словенії та Польщі, Україна не має єдиної бібліографічної бази даних та відповідних пошукових інтерфейсів. Тому запропоновано розробити автоматизовану бібліографічну систему, що спростить процеси створення, редагування, пошуку, сортування, статистики, видалення бібліографічної інформації науково-педагогічного працівника та дасть змогу автоматизувати формування персоналізованих звітів. Для реалізації запропонованої автоматизованої системи проведено огляд існуючих баз бібліографічної інформації та пошукових інтерфейсів. Зроблено висновок, що вони не можуть забезпечити науковців України необхідними функціональними можливостями для формування бібліографічних описів власних наукових робіт. Для проектування архітектури мобільного додатку на базі операційної системи Android обрано клас багаторівневої архітектури та шаблон MVVM. Спроектовано архітектуру, яка містить три рівні та п’ять шарів, на яких розміщуються окремі підсистеми. Для тестування додатку на різних розмірах екранів, а також на різних версіях програмного інтерфейсу був використаний емулятор Pixel та смартфон Xiaomi Redmi 5 Plus. Реалізовано оформлення введених даних за двома стандартами, а саме: ДСТУ 8302-2015 та ІЕЕЕ. Реалізовано алгоритми пошуку та сортування записів за необхідними критеріями. Реалізовано збереження списку усіх необхідних бібліографічних описів у текстовому форматі. Додатково реалізовано можливість його відправки на електронну пошту. У подальшому планується розширити список стандартів оформлення бібліографічної інформації та удосконалити алгоритми пошуку і сортування.
Remote control system of stepper motor based on the ESP32 developer board
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Xuan, Cheng; Verbytskyi, Ievgen
The stepper motor is a unit of a control system to achieve the goal of convenient use and precise control, which greatly facilitates our life and improves the level of the modern high-tech industry. In particular, multiple stepper motors may be joined in a system and work together with a remote-control program, which greatly improves the flexibility and applicability of the equipment. In real life, multiple stepper motors are used together more often. For example, a 3D printer, using three stepping motors at the same time, the x-axis, the y-axis, and the z-axis, can determine the left side of the space and accurately print the 3D three-dimensional object we need. By adding a remote-control system, we can control the movement of the motor in real time and can replace humans to complete complex and high-precision work. For example, endoscopes are often used in medicine, when the endoscope needs to make micro adjustments in position, we can use remote control to make real-time adjustments. The project of using ESP32 to control multiple stepper motors and uses python language to write programs based on microPython firmware to realize remote control of multiple stepper motors is introduced. The speed and direction of the stepper motor can be adjusted and controlled by pulse signals. The clock system of ESP32 can generate pulse signal PWM, ESP32 comes with a WiFi module, which can support remote control. The speed of the stepper motor can be adjusted by adjusting the duty cycle of the PWM by the program. Combined with ESP32 products, the performance of this designed product can be stable and reliable. The clock system of ESP32 has multiple timers and with their use with the interrupt system, multiple stepper motors can be efficiently controlled simultaneously. And the WiFi module of ESP32 can realize remote control easily and conveniently. According to the principle of the stepping motor, the half-step control, and full-step control are realized. Additionally, a micro step mode with PWM signal with cosine function is designed to control the stepper motor. A user-friendly web application has been developed to control the system of four motors, allowing you to remotely control a four-engine system in a simple and convenient way.
Система управління «Розумний будинок» на основі технології Іnternet of Things
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Строкань, Оксана Вікторівна; Назаров, Євген Матвійович
Збільшення кількості пристроїв, підключених до Інтернету, викликало ескалацію технологічної революції в Інтернеті речей (Іnternet of Things). Інтернет речей об’єднує програмне і апаратне забезпечення, здатне контролювати та дистанційно управляти різноманітними процесами у багатьох сферах людської діяльності: інтелектуальний транспорт, охорона навколишнього середовища, державна робота, громадська безпека, промисловість, побут, освіта, медицина тощо. Постійний розвиток технологій Інтернету речей дозволяє з кожним днем ставати все більш інтелектуальним, винахідливим та зручним для користувача. Одним із найзначніших та останніх реалізацій технології Іnternet of Things є системи «Розумний будинок». Розглянуто створення комплексного прикладного рішення для управління системою «Розумний будинок» на основі технології Іnternet of Things. Запропонований перелік задач для автоматизації, концептуальна архітектура подібного рішення для реалізації на мобільній платформі. Запропонована система управління «Розумний будинок» дозволяє створити комфорті і безпечні умови всередині приміщення, а саме здійснювати моніторинг та управління мікрокліматом технічного середовища. Під технічним середовищем прийняте середовище, в якому необхідно забезпечити задані параметри: рівень температури, вологості, атмосферного тиску і загазованості повітря. Система управління, яка пропонується у цій роботі, базується на мікроконтролерній платформі NodeMCU V3 на базі модулі ESP8266. В якості вимірювальних пристроїв прийняті: датчик температури та вологості DHT11, датчик загазованості MQ-7, датчик атмосферного тиску ВМР280.3.3В. Крім того, система здатна реєструвати дані в реальному часі на сервері хмар, через який користувач також може відстежувати в реальному часі стан середовища з будь-якої точки світу. Для реалізації роботи логіки платформи NodeMCU V3 застосоване програмування на мові C/C ++. Для здійснення діалогу між користувачем і системою управління розроблено інтерфейс користувача, який являє собою мобільний додаток з лічильником і графічним відображенням вимірюваних параметрів технічного середовища. За допомогою системи управління «Розумний будинок», приведеної у статті, можливо створити комфорті і безпечні умови всередині приміщення.