Вісник № 02. Нові рішення в сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43017

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 13

Спектр напруги ізольованого інвертора з двополярною модуляцією
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Вербицький, Євген Володимирович
У статті розглянуто інвертор напруги з гальванічною розв’язкою. Показано, що для ефективного використання високочастотного трансформатора, модуляцію напруги доцільно проводити за законом двополярної частотно-імпульсної модуляції з постійною тривалістю імпульсу. У цьому випадку трансформатор перемагнічується по граничній петлі гістерезису і тому за одну комутацію ключових елементів інвертора передається максимальна кількість енергії, що зменшує динамічні втрати у перетворювачі. На виході інвертора напруга, модульована за запропонованим законом, випрямляється і згладжується фільтром, після чого на виході перетворювача формується напруга, близька до синусоїдальної. Основною задачею дослідження є аналіз спектру напруги високочастотного інвертора, модульованої за законом двополярної частотно-імпульсної модуляції, і випрямленої напруги, модульованої за законом однополярної частотно-імпульсної модуляції. Для аналізу спектра напруги запропоновано використовувати ряд Фур’є двох змінних, який дозволяє розділити вплив несучої і модулюючої функції на спектр модульованого сигналу. Оскільки сигнал з частотно-імпульсною модуляцією формується на основі несучої функції зі змінною частотою, його спектр розраховується з використанням функції перетворення змінної часу на основі широтно-імпульсно модульованого сигналу з несучою функцією, що має постійну частоту. Двополярна модуляція отримується шляхом опису двополярного сигналу як суми двох однополярних сигналів – одного з позитивною, іншого – з негативною полярністю. Розрахований спектр модульованого сигналу на виході інвертора свідчить про те, що енергія через високочастотний трансформатор передається в основному на проміжній частоті, що свідчить про ефективне використання трансформатора. Спектр випрямленого однополярного сигналу має яскраво виражену першу гармоніку та низький склад вищих гармонік, що спрощує їх фільтрацію та зменшує габарити фільтра. Отже використання запропонованого закону модуляції на практиці дозволить зменшити габарити високочастотного трансформатора та рівень динамічних втрат через зменшення кількості комутацій ключових елементів інвертора.
Дослідження режимів роботи газопроводів на ділянці Тарутине - Орлівка
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Василів, Олег Богданович; Тітлов, Олександр Сергійович; Ліпін, Андрій Павлович
У роботі наведено огляд стану транзиту природного газу територією України через газотранспортну систему та розглянуто перспективи подальшого завантаження враховуючи побудову альтернативних обхідних газопроводів. Як об’єкт дослідження вибрано відгалуження ГТС України у південному напрямку, яке проходить через газовимірювальну станцію «Орлівка» де здійснюється вимірювання кількості та визначення якості природного газу, що передається. На підставі аналізу даних про нерівномірність транзиту у зазначеному напрямку проведено їх групування за кількісною ознакою та визначено необхідне число інтервалів. Розраховано відносну амплітуду коливань подачі газу та проведені розрахунки показників гідравлічної потужності газопроводів. Встановлено, що коливання максимальної та мінімальної гідравлічної потужності за період з 2015 по 2018 рік змінювалися у межах 8.7-39.5, що свідчить про значні перепади у режимах роботи компресорних станцій та необхідність оптимізації їхньої роботи. На основі огляду літературних джерел з проблеми ефективної роботи газопроводів в умовах недовантаження, розроблена методика визначення пропускної здатності та енерговитратності газопроводу для заданої комбінації працюючих газоперекачуючих агрегатів (ГПА). Розрахунки проводилися для газопроводу Ананьїв –Тирасполь – Ізмаїл на ділянці Тарутине–Орлівка. Методика містить розрахунок фізичних властивостей газу за його складом, розрахунок компримування газу, розрахунок лінійної частини, витрат газу на власні потреби компресорної станції та розрахунок сумарної потужності газоперекачуючих агрегатів при заданих технологічних обмеженнях. За допомогою розробленого оригінального програмного забезпечення у мові програмування MATLAB виконані циклічні багатоваріантні розрахунки пропускної здатності і енерговитратності газопроводу та проведена оптимізація режимів роботи компресорного цеху. За критерії оптимізації вибрана мінімальна сумарна потужність ГПА. Змінними параметрами при цьому є частоти обертання нагнітачів, різна комбінація працюючих ГПА, коефіцієнт завантаженості.
Prospects of cultivated mushrooms use in technology of sausages
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Stepanova, Tetiana; Kondratjuk, Natalia; Haijuan, Nan; Suprunenko, Katerina
In order to solve the problems associated with expanding range of sausage meat component of high biological value, a search was conducted for alternative, natural and affordable sources of protein. Protein deficiency in human nutrition has led to the search for ways to increase biological value. It was proposed the optimal ratio of components of sausage meat, consisting of meat and mushroom raw materials. The purpose of this combination is to achieve the composition of sausages to the desired approximation of the "ideal protein" with the established technological effects for this production. The main objective of this work is to study the food and taste qualities of the finished product to expand the range of functional sausages at meat processing enterprises in Ukraine and China. Analysis of these data shows that an increase in the level of meat substitution with mushroom raw materials leads to a redistribution of the mass fractions of moisture, protein, fat and ash. The redistribution of these same indicators is affected by the physical state of the introduced mushroom raw material: powder or finely crushed mass. It was recorded a decrease in the mass fraction of fat by approximately 3% and 6%, respectively. Therefore, it was noted a decrease in energy value from 362 kcal to 335-304 kcal. The proportion of carbohydrates in the experimental samples has increased by an average of 1-2%. The mass fraction of protein remained almost unchanged, but the composition of the protein was closer to the "ideal protein". According to the results of organoleptic evaluation, it was found that when developing recipes for cooked smoked sausages, it is advisable to add boiled mushrooms in an amount of 15 - 20% in finely crushed form. It is advisable to add in the amount of 3.0 - 7.0% at the mixing stage in the form of a dry powder of fried mushrooms. The data presented in this article make it possible to assess the prospects of t he food industry in the production of sausages enriched with semi-finished products of varying degrees of readiness based on cultivated mushrooms. The results of the analytical study reflect the unique degree of the cultivated mushrooms amino acid composition approximation to the "ideal protein". Particular attention was paid to essential (limiting) amino acids and their content in new types of sausages.
Твердотельный генератор КВЧ диапазона с повышенной долговременной стабильностью частоты
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Ольховский, Иван Петрович; Фисун, Анатолий Иванович; Фурсов, Анатолий Митрофанович
Изложен способ долговременной стабилизации частоты твердотельного генератора КВЧ диапазона путем поддержания постоянной температуры резонансной системы. В качестве такой системы используется открытый резонатор, резонансная частота которого в основном определяется его длиной. Температура резонатора контролировалась полупроводниковым датчиком, а стабилизация температуры осуществлялась с помощью элементов Пельтье, включенных между тепловыделяющим элементом (диодом Ганна) и радиатором. Для согласования высокодобротного открытого резонатора с низкоимпедансным источником электрических колебаний применено многозвенное согласование активного элемента и открытого резонатора, которое разрежало спектр выходного сигнала как по поперечным, так и по продольным типам колебаний. Частота генерации с диодом Ганна составила 36 ГГц, модуляционная характеристика генератора S = Δfг /ΔUД = 6 МГц/В, выходная мощность не менее 50 мВт, точность контроля температуры t = ± 10C в интервале изменения внешней температуры -20- + 300 С, рабочая температура 350 С. В результате генератор с открытым резонатором имел уход частоты менее 0,5 МГц в течение 7 часов. Для сравнения уход частоты аналогичного генератора с волноводным резонатором за то же время составил около 20 МГц. К тому же генератор с открытым резонатором и термостабилизацией быстрее выходил на режим стабилизации частоты. Стабильность частоты, оцениваемая по меткам анализатора спектра, не хуже чем 1∙10-7 мин -1. Долговременная температурная стабильность (Δf/f)/ΔТ = ±1∙10-6/0 C. Следует отметить, что резонатор возбуждается на квазиосновном типе колебаний, что позволяет осуществить дополнительную перестройку частоты за счет изменения длины L резонатора ~0,25 ГГц при снижении мощности генерации на 3 дБ. Подобным методом можно также создать твердотельные источники с долговременной стабильностью в области частот 150-300 ГГц.
Об экологии вокруг промышленных районов г. Мариуполя
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Лухтура, Федор Иванович
Содержание кислорода в атмосферном воздухе городов, а также в жилых, офисных и производственных помещениях является важнейшим фактором самочувствия и здоровья горожан. При высокой температуре и высокой абсолютной влажности приземного воздуха, содержание кислорода в атмосферном воздухе минимально, и люди могут испытывать признаки гипоксии. В промышленных южных городах, к которым относится г. Мариуполь (Украина), существуют дополнительные факторы, затрудняющие дыхание человека: более высокая (относительно окружающей город территории) температура воздуха и загрязненность атмосферы, в т. ч. угарным газом и взвешенными частицами. Это приводит в условиях аномальной жары и промышленных выбросов к повышению заболеваемости и смертности городского населения. Точные измерения парциального давления и парциальной плотности кислорода требуют специального оборудования и методик, поскольку процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе достаточно велико, а его изменения относительно малы. Большинство современных приборов, используемых городскими службами мониторинга атмосферы, ориентированы на измерение существенных отклонений содержания кислорода от нормы. Службы мониторинга состава воздуха обычно не измеряют плотность кислорода, по-видимому, из-за неявного предположения ничтожного влияния изменения метеоусловий на его содержание. Кроме того, измерение малых изменений содержания кислорода в приземном слое воздуха является достаточно сложной технической задачей. В работе представлена попытка аналитического определения распределения концентраций кислорода в приземных слоях атмосферы вокруг мест стока кислорода из атмосферы на металлургических предприятиях г. Мариуполя, приведена аналитическая модель стока кислорода из приземного слоя на основе теории «обратной струи» в одномерной постановке. Получены соответствующие изолинии концентраций на различных расстояниях от мест стока кислорода. При этом концентрация кислорода снижается обратно пропорционально расстоянию от стока, что позволяет достаточно просто оценивать распределение концентраций в приземном слое атмосферы вокруг металлургических предприятий при известных координатах мест его стока в безветренную погоду. Проанализирована пространственная изменчивость и эпизоды аномального содержания кислорода в приземном воздухе в контексте их возможного влияния на самочувствие людей.
Об эффективности импульсной подачи рабочей среды для покрытия суточного графика нагрузок насосной станции
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Лухтура, Федор Иванович; Медведева, Марина Владимировна
Рассмотрены практические приложения полученных ранее теоретических результатов по применению импульсного (цикличного) подключения насосов, работающих на сеть, для покрытия существенно переменных нагрузок насосной станции. Проведен анализ эффективности работы насосных станций с различными блоками насосных установок и параметрами систем водоснабжения при переменных нагрузках на основе анализа разработанной математической динамической модели системы производства и распределения рабочей среды (воды). Полученная инженерная теория послужила также основой для разработки алгоритмов оптимизации системы ступенчатого регулирования подачи нагнетателей путем их перевода на холостой ход, в т. ч. глубоким дросселированием, или с полным отключением приводного двигателя, на переменных режимах работы насосной станции при покрытии неравномерных графиков ее нагрузок с оценкой затрат потребляемой энергии, с целью повышения экономической эффективности и выбора определенного состава насосного оборудования в предлагаемых режимах. Определены, в зависимости от емкости сети и аккумулирующих устройств, величины потребления жидкости и режимов регулирования, рациональные компоновки насосного оборудования с минимизацией потребления электроэнергии. Оценены эффективные значения длительности импульсов подачи рабочей среды агрегатами насосной станции и паузы между импульсами, а также скважности импульсов, при использовании различных блоков насосного оборудования. При этом важной характеристикой надежности системы «электропривод-насос» является частота циклов, лимитирующих число регламентированных включений электродвигателей соответствующей мощности. Показано существенное влияние перечисленных факторов и указанных функциональных параметров на характеристики импульсного подключения нагнетателей и интенсивность подачи энергоносителя при переменных нагрузках. Характерно, что при сравнении различных режимов импульсной подачи (с холостым ходом и без) более предпочтительным режимом является режим с полным отключением насосов от сети. При этом эффективность растет с ростом числа эксплуатируемых агрегатов и достигает 15% по сравнению с традиционным способом подачи рабочей среды для покрытия переменных нагрузок станции. Полученные результаты также могут быть полезны для решения оптимизационных задач при работе насосной станции на переменных режимах при покрытии ее годовых графиков нагрузок. Данный подход и представленные решения могут быть распространены на другие классы нагнетательных станций с компрессорами или вентиляторами, использующие в качестве рабочей среды газ, для покрытия неравномерных нагрузок нагнетательных станций.
О применении цикличного режима подключения аккумуляторов теплоты в системах теплоснабжения
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Лухтура, Федор Иванович; Цыганов, Владимир Иванович
Использование аккумуляторов в автономных системах теплоснабжения является широко известным приемом выравнивания тепловых нагрузок, экономии сырьевых и энергетических ресурсов. В качестве первичного источника энергии в таких системах успешно применяют теплоту пара, извлекаемую с периодично работающих утилизационных установок в основном охладителей конвертерных газов во время продувки конвертерной ванны для аккумуляции пара с помощью аккумуляторов Рутса. При существующих темпах и диапазонах изменения температуры в конце зарядки и разрядки при эксплуатации этих систем возможны усталостные явления в металлическом корпусе аккумулятора от существующих глубоких «прыжков» температур с образованием температурных напряжений (переохлаждение) его корпуса, что вызывает ряд технических проблем. Для предотвращения этого явления предлагается извлекать тепловую энергию из нескольких таких массо- и теплообменников при их поочередном подключении к испарительному контуру потребителя. Такой метод отбора теплоты позволяет не только избежать переохлаждения корпуса аккумулятора, но также повысить производительность процесса. На основе анализа формализованного уравнения динамики отпуска тепла потребителю при нагреве соответствующего теплоносителя сделан вывод об эффективности импульсного режима подключения аккумуляторов. При этом температура теплоносителя изменяется по экспоненциальному закону. При реализации предлагаемого метода нагрев очередной порции теплоносителя осуществляется в условиях наибольшей разности температур, что позволяет заметно интенсифицировать процесс. Доказано, что эффективность импульсного режима возможна при наличии уже двух или более аккумуляторов. Установлено, что продолжительность подключения каждого аккумулятора в импульсном режиме не должна достигать продолжительности переходного процесса нагрева теплоносителя при традиционном способе отбора теплоты.
Pterostilbene enrichment of dry convenience food for instant muffins
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Kogan, Alisa; Polyvanov, Yehor; Honcharenko, Iryna; Suprunenko, Katerina
Modern society is overloaded with uncontrolled flows of information, emotions and stress. On top of that, despite promoting a healthy diet, the populations of many countries are overweight, obese, and having type 2 diabetes. The role of genes in the development of diabetes, obesity and senile dementia is not so great. Vast majority of people obtain eating habits that appear to be significant factors in the onset of syndromes of demetia. Flour confectionery products, which include muffins, have gained popularity in many countries in the world, according to this, the development of technologies related to the enrichment of classical formulations with useful substances or components has relevance and necessity. This is also due to the expansion of the market for flour confectionery products that meet the strategy of a balanced and healthy diet. The aim of the article is to develop reci pes and technology for instant muffins from dry semi-processed goods with the addition of dry blueberry powder as a source of pterostilbene, a substance that reduces the risk of early aging, Alzheimer's disease, type 2 diabetes, the effects of stress and depression. The proposed technology ensures the preservation of the beneficial effect of the biologically active substance that undergone heat treatment, due to the afore proposed short-term effect of the prepared mixture when exposed to microwaves. Developed dry mixes for muffins can be recommended for everyone, because they do not contain fat and sugar. Sweetness to the finished product is provided with the extract from stevia leaves. Muffins do not contain chemical disintegrants.
Закономерности влияния закладочных массивов на напряженное состояние боковых пород в откаточных штреках
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Кипко, Александр Эрнестович; Гого, Владимир Бейлович; Чепига, Дарья Анатольевна; Симонова, Юлия Игоревна; Подкопаев, Евгений Сергеевич; Бойченко, Геннадий Эдуардович
Цель исследований – определить на оптических моделях, имитирующих углепородный массив с выработками, закономерности распределения напряжений в боковых породах при охране откаточных штреков закладочным массивом. В работе используется комплексный метод, включающий анализ и обобщение условий охраны и поддержания участковых подготовительных выработок при разработке крутонаклонных и крутых угольных пластов, физическое моделирование с оптическими материалами и обработку экспериментальных данных. В результате выполненных исследований устойчивости участковых подготовительных выработок, при их охране податливыми сооружениями, установлено влияние закладочного массива на напряженное состояние боковых пород. Зафиксировано, что с увеличением жесткости надштрековой охранной полосы из дробленой породы ограниченных размеров, наибольшие касательные напряжения концентрируются в области контура выработки и у верхней границы бутовой полосы.Размещение закладочного массива в отработанной части лавы, на высоту этажа, обеспечивает плавный прогиб боковых пород по всей площади выработанного пространства и равномерное распределение напряжений в боковых породах. Напряженно-деформированное состояние боковых пород в углепородном массиве, вмещающем выработки, зависит от жесткости охранных сооружений, физико-механических свойств боковых пород и длины участка в породах кровли,который поддерживается охранным сооружением. Влияние закладочного массива на напряженное состояние боковых пород, оценивается с помощью коэффициента, учитывающего уровень концентрации напряжений в породах кровли и почвы разрабатываемого пласта, величина которого зависит от жесткости охранных сооружений, расположенных над штреком, изгибной жесткости боковых пород и длины участка в породах кровли, который поддерживается охранным сооружением. В условиях глубоких шахт, при разработке крутонаклонных и крутых угольных пластов, эксплуатационное состояние участковых подготовительных выработок, когда для их охраны используются надштрековые бутовые полосы или закладка выработанного пространства при ведении очистных работ, обеспечивается с учетом оптимального гранулометрического состава дробленой породы, влияющего на величину жесткости охранного сооружения.
О процедурной генерации трехмерных виртуальных пространств
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Хребет, Михаил Александрович; Кодола, Галина Николаевна; Сербулова, Инна Валерьевна
В современных реалиях процедурная генерация контента является одним из наиболее востребованных и перспективных направлений в среде разработки игр. В наше время качественно выполненный и хорошо продуманный алгоритм процедурной генерации может взять на себя большую часть работы по созданию уникального контента во время разработки игры, или же во время самого игрового процесса. С помощью процедурной генерации можно в кратчайшие сроки создать набор уникальных объектов. Существует большое разнообразие всевозможных алгоритмов процедурной генерации, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, и лучше всего подходит к определенному типу заданий. В данной статье речь пойдет об алгоритмах, которые могут быть использованы для создания трехмерного игрового уровня, что позволит значительно сократить время на работу по созданию таких уровней, а также позволит повысить уникальность каждого сгенерированного уровня. В качестве примера для ознакомления в тексте статьи изложено пять существующих алгоритма процедурной генерации, которые так или иначе позволяют сгенерировать трехмерный игровой уровень. Конечной целью является нахождение оптимального алгоритма процедурной генерации, который будет удовлетворять главному критерию отбора – создание полноценного игрового уровня с ландшафтом и объектами, который не нуждается в дальнейшей доработке. В данный момент существует не так много игр, которые успешно используют алгоритмы процедурной генерации при создании полноценного трехмерного игрового мира – к наиболее известным играм можно отнести Minecraft, No Man’s Sky и Deep Rock Galactic. Итоговым результатом исследования стало нахождение наиболее приемлемого алгоритма процедурной генерации, с помощью которого можно в реальном времени генерировать уникальные игровые уровни. В качестве основного требования к алгоритму выступало отсутствие необходимости дальнейшей работы с созданным уровнем, потому как использование данного алгоритма планируется в первую очередь для разнообразия игрового процесса и создания большего элемента случайности. В результате фаворитом оказался алгоритм разделения уровня на сектора, ввиду выполнения им основного условия, а также возможности программирования нескольких условий.