2021 № 1 Інтегровані технології та енергозбереження
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/77255
Переглянути
Документ Перспективні типи насадок регенеративних теплообмінників скловарних печей(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кошельнік, Олександр Вадимович; Гойсан, С. Б.У скловарних печах одним із способів підвищення їхньої енергетичної ефективності є використання теплового потенціалу димових газів, що відходять, в утилізаційних теплообмінних пристроях. Величина даних втрат становить 25–40 % від загальної кількості тепла, що надійшло в піч. Вона залежить від таких факторів, як вид палива, конструкція печі та пальникових пристроїв, вид продукції, що виготовляється. Для печей великої потужності найбільш ефективним уважається використання регенеративних теплообмінників з різними видами теплоакумулюючої насадки. Проаналізовано існуючі типи насадок регенераторів: насадки Каупера, Сименса двох видів, Ліхте і комбіновані насадки. Ці насадки, що викладають зі стандартної вогнетривкої цегли, на сьогоднішній час уже досить досліджені, успішно впроваджені й широко використовуються в скловарних печах різної конструкції. Також останнім часом набули широкого застосування корзинові насадки й хрестоподібні насадки із плавленолитих формових вогнетривких матеріалів. Подальше збільшення теплової ефективності регенеративних теплообмінників шляхом заміни насадок неможливо без збільшення їхніх габаритів, що не завжди можливо при реконструкції діючих печей. Тому перспективним тут є використання теплоакумулюючих елементів з фазовим переходом, де в якості плавкої вставки застосовуються солі металів і їхні суміші. Вони можуть акумулювати додаткову кількість теплоти за рахунок використання теплоти фазового переходу, що дозволить без зміни габаритних і режимних параметрів теплообмінника значно збільшити його теплову потужність. Однак для широкого застосування таких насадок необхідне проведення додаткових досліджень, пов'язаних з моделюванням складних нестаціонарних теплообмінних процесів у регенераторах і підбора відповідних матеріалів, що задовольняють умовам експлуатації регенеративних теплообмінників скловарних печей.Документ Перерахунок характеристик відцентрових насосів на в'язкі рідини(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Андреєв, О. В.; Загребельна, Л. І.; Кобець, Олена ВалентинівнаАктуальність роботи пояснюється великим обсягом застосування сучасною промисловістю відцентрових насосів для перекачування в'язких рідин. В енергетиці – це застосування ТЕС і ТЕЦ як резервного палива мазуту, мінеральних олив і мастил на нафтогазовій основі тощо. Використання паспортних характеристик відцентрових насосів для в'язких речовин потребує їхнього перерахунку. Наведені дані показують актуальність задачі перерахунку характеристик відцентрових насосів на в'язкі речовини. В нафтовій галузі працюють тисячі відцентрових насосів на нафтоперекачувальних станціях і в технологічних процесах нафтопереробки. В роботі використовуються сучасні методи перерахунку характеристик відцентрових насосів з води на в'язкі рідини. Проведені дослідження і аналіз їхніх результатів дають можливість на прикладі застосування АСУ керувати подачею відцентрового насоса в технологічному процесі крекінгу нафтопродуктів. Представлено аналітичні дослідження методики перерахунків. Надана характеристика відцентрових насосів шляхом підрахунків коефіцієнтів апроксімації методом найменших квадратів. Виконані дослідження підтвердили теоретичні висновки про вплив в’язкості рідини на вигляд характеристик відцентрових насосів. Дослідження показують також, що достатньо висока точність перерахунків характеристик з води на рідину забезпечується для насосів, швидкохідності яких знаходяться в інтервалі n = 50–130, тобто для тихохідних і нормальних коліс відцентрових насосів. З підвищенням якості рідини погіршується обертання валу колеса. Тому виникає необхідність мати характеристики таких насосів для різних частот обертання. Побудова таких характеристик основана на теорії подібності відцентрових насосів, з якої отримано так звані формули пропорційності, що дозволяють перерахувати (Q – H) характеристики насоса під час зміни частоти обертання. Приведення характеристик до аналітичного вигляду дозволяє застосувати АСУ регулювання подачі. Засіб регулювання за допомогою зміни частоти обертання забезпечує суттєве зниження витрати електроенергії. Наведені дані показують актуальність задачі перерахунку характеристик відцентрових насосів на в'язкі речовини.Документ Визначення корозійного впливу на метал палива, отриманого з вторинної полімерної сировини(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шевченко, Кирило Володимирович; Григоров, Андрій Борисович; Сінкевич, Ірина ВалеріївнаВ статті запропоновано визначати корозійний вплив на метали палива у динамі-чних умовах тобто, при омиванні підготовленої мідної пластинки певного розміру, зна-чним об’ємом досліджуваного палива при певних швидкостях і температурі досліджен-ня. Такий підхід дозволить значно скоротити тривалість проведення дослідження (до 100 хв.) та є більш наближеним до реальних умов застосування палива, у порівнянні, зі стандартизованим методом, який сьогодні широко застосовується. Використовуючи запропоновану лабораторну установку, дослідженню підверга-лося паливо (200–360 °С), яке було отримане при термічній деструкції вторинної полі-мерної сировини, зокрема поліпропіленової. Отримані результати показали, що дослі-джуване паливо, незважаючи на температуру, кількість циркулюючого палива та вміст у ньому води не оказує корозійного впливу на мідну пластинку, що можна пояснити відсутністю корозійно-активних речовин у складі палива: водорозчинних мінеральних кислот та лугів, активних сірчаних сполук та органічних кислот. Але слід враховувати, що у поліолефіновій сировині, у вигляді забруднення, можуть бути присутні вироби з інших матеріалів, наприклад, гуми та полівінілхлориду. Це може статися при порушен-ні технології сортування або при попередній підготовки сировини і, у свою чергу, сприятиме збільшенню у паливі сірковмісних та хлорвмісних сполук, які характеризу-ються високою корозійною активністю і підлягають обов’язковому видаленню зі скла-ду палива. Зауважмо, що паливо, отримане з вторинної полімерної сировини, за умов відсу-тності сірковмісних та хлорвмісних сполук, є досить перспективним для створення на його базі сучасних синтетичних палив, аналогів класичних нафтопродуктів.Документ Теоретичні та експериментальні дослідження процесу низькотемпературного обрушування високоолійного соняшнику в умовах дії відцентрового поля(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Перевалов, Леонід Іванович; Голодняк, Володимир Олександрович; Демидов, Ігор Миколайович; Тимченко, Валентина Кузьмівна; Півень, Олена Миколаївна; Мольченко, Світлана МиколаївнаПоява у 60-ті роки минулого століття високоолійного насіння соняшнику з олійністю 52–54 % призвело до революційних змін у сировинній базі олійножирової промисловості, але спричинило труднощі під час його зберігання та переробки завдяки морфологічним особливостям будови та біохімічного складу плодової оболонки. Подолання основних технологічних недоліків високоолійного насіння соняшнику під час обрушування досягнуто завдяки запровадженню інноваційної технології обрушування насіння в охолоджуваному стані до мінусових температур, яку розроблено на кафедрі технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ". В статті наведено результати експериментального дослідження обрушування високоолійного насіння соняшнику сорту Український F1 (коефіцієнт обрушування та коефіцієнт збереження ядра) в залежності від зміни температури (0 – -196ºС) та швидкості обертання ротору відцентрової насіннєрушки. Показано, що раціональними умовами обрушування сухого насіння, які дозволяють досягнути граничну глибину обрушування (К0 =0,99) за умови мінімальних виходів січки та олійного пилу, є температура охолодження в інтервалі -30 – -50 ºС та швидкість обертання насіннєрушки 26,7 с⁻¹. На підставі літературних даних та результатів досліджень проведено детальний теоретичний аналіз щодо причин зміни фізико – механічних властивостей (міцності, пластичності) плодової оболонки насіння соняшнику в умовах дії мінусових температур та відцентрової сили.Документ Каталітичні властивості покриття Ni–V в процесі виділення водню(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Руденко, Наталія ОлександрівнаСонячна та воднева енергетика відіграють важливу роль в забезпеченні різноманітних об’єктів промисловості електричною та тепловою енергією. Одним з пріоритетних напрямів сучасної промисловості є зростання об’ємів виробництва екологічно-безпечного джерела енергії – електрохімічного синтезу водню. Сучасні методи електролізу води не задовольняють потреби в його використанні, через високу собівартість електросинтезу водно-лужного електролізу, яка залежить від матеріало- та енергоємності електролізу. Корисні витрати електроенергії для отримання енергоносія – водню на катоді і "непотрібні" витрати - на виділення кисню на аноді, залежать від перенапруги відповідних реакцій. Тому найважливішою проблемою водневої енергетики є синтез електродних матеріалів з малим перенапруженням виділення О₂ і Н₂. Електродні матеріали з низькою перенапругою дозволять зменшити питомі витрати електроенергії при отриманні водню "класичним" електролізом. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено перспективність зниження катодної і анодної перенапруги, яка становить значну частину напруги на клемах електролізера, для розробки високоефективних і конкурентоспроможних технологій отримання водню низькотемпературним електролізом лужного розчину. Для зниження перенапруги катодного виділення водню запропоновано модифікувати поверхню катодів. Нанесення незначної кількості електролітичних сплавів металів сімейства заліза з молібденом і вольфрамом на нікелеві, кобальтові, титанові і сталеві електроди суттєво (на 40–50 %) знижує перенапругу катодного виділення на них водню з розчину лугу. Використання сталевих електродів, поверхня яких модифікована ванадієм і кобальтом, дозволяє знизити падіння напругу на електролізері при електросинтезі Н₂ і О₂ на 0,2–0,3 В, що створює умови зниження енергетичних витрат і економії електроенергії.Документ Дослідження процесів зовнішнього масопереносу при адсорбції з розчинів у апараті з перемішуванням(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Соловей, Валентин Миколайович; Горбунов, Костянтин Олександрович; Верещак, В. О.; Горбунова, Ольга ВолодимирівнаВивчено спосіб транспортно-контрольованого масопереносу до частинок, підвішених в посудині з мішалкою. Було досліджено рух частинок у рідині і запропонований метод розрахунку відносних швидкостей в термінах теорії локальної ізотропної турбулентності Колмогорова для масоперенесення. Для більш конкретної візуалізації складної хвильової форми турбулентності виявилися зручними концепції вихорів, які характеризуються швидкістю, масштабом (або хвильовим числом) і енергетичним спектром. Великомасштабні рухи масштабу містять майже всю енергію, і вони безпосередньо відповідальні за дифузію енергії по всьому посуду для перемішування за рахунок кінетичної енергії і енергії тиску. Однак більша частина енергії майже не розсіюється. Масштаб руху менше відповідає за передачу конвективної енергії ще меншим вихровим часткам. При ще менших масштабах вихорів, близьких до характерних мікромасштабів, як правило присутні дисипація в'язкою енергії й конвекція. Останній діапазон вирів отримав назву універсального рівноважного діапазону. Він був додатково розділений на область з малим розміром вихорів, підобласть в'язкої дисипації і область більшого розміру, підобласть інерційної конвекції. Вимірювання енергетичного спектра в змішувальній ємності показують, що існує діапазон, в якому діє так званий сепеневий закон "-5/3". Відповідно, теорія локальної ізотропії Колмогорова може бути застосована через існування внутрішньої підобласті. Оскільки інтегроване значення локальної швидкості розсіювання енергії узгоджується з потужністю на одиницю маси рідини від робочого колеса, майже вся енергія від робочого колеса в'язко розсіюється в вихорах мікромасштаба. Рекомендовано співвідношення масопереносу до частинок, підвішених в посудині з мішалкою. Результати експериментального дослідження приблизно на 12 % вище прогнозованих значень.