2021 № 3 Інтегровані технології та енергозбереження

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/77161

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Визначення межі міцності на стиск RP багатошарових плит виконаних з шлакоситалів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Здоренко, Валерій Георгійович; Забіяка, Наталія Анатоліївна; Себко, Вадим Вадимович; Горбунова, О. В.
Знайшла подальший розвиток методологія створення багатофункціональних акустичних автоматизованих пристроїв, яка заснована на побудові простих алгоритмів перетворення та обробки сигналів засобів вимірювань. Досліджено диференціальний акустичний метод контролю фізико-механічних параметрів багатошарових плит, які виконано з шлакоситалів. Запропоновано структурну схему автоматизованого пристрою для вимірювального акустичного контролю межи міцності на стиск Rр шлакоситалової плити, яка контролюється. Розглянутий у статті варіант автоматизації процеса вимірювального контролю, надає змогу щодо визначення міцнісних характеристик за відносно короткий проміжок часу та завдяки усередненню результатів вимірювань фізико-механічних параметрів шлакоситалових плит, призводить до зменшення випадкових похибок вимірювань та тим самим сприяє підвищенню точності вимірювань фізико-механічних параметрів шлакоситалових виробів. Отримано значення відносних прирощень коефіцієнта згасання ∆ƞ23/ƞ4, при цьому діапазони змінення значень коефіцієнта згасання пакетів хвиль акустичного пристрою, відповідають діапазонам змінення межи міцності на стиск Rр досліджуваного зразка шлакоситалової плити. При цьому, контроль міцності матеріалу Rр на кратних частотах, пов'язаний з тим, що навіть незначна зміна геометричних параметрів шлакоситалової плити, призводить до змінення узагальнених параметрів універсальних функцій перетворення вимірювального диференціального акустичного пристрою, які пов'язані з фізико-механічними характеристиками матеріалу зразка, що контролюється. Запропонований двопараметровий диференціальний акустичний метод контролю надає змогу враховувати зв'язок поміж важливими експлуатаційними температурними та механічними параметрами: нерівномірністю розподілу температури за довжиною зразка та неоднорідністю розподілу температурної деформації з локалізацією ії пластичної складової у середній частині шлакоситалової плити, яка найбільш суттєво піддається температурному впливу та як наслідок піддається повільному руйнуванню.
Дослідження амілолітичної активності культуральної рідини в біотехнології симбіотичних культур Меdusomyces Gisevii та Oryzamyces Indici
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Масалітіна, Наталія Юріївна; Близнюк, Ольга Миколаївна; Бєлінська, Анна Павлівна; Варанкіна, Олександра Олександрівна; Кричковська, Лідія Василівна
На підставі аналізу літературних джерел встановлено, що природні симбіонти Medusomyces Gisevii та Oryzamyces Indici є цінним біотехнологічними об'єктами. Актуальним є пошук способів впливу на нього з метою отримання тих чи інших продуктів його життєдіяльності. На даний час є актуальним пошук мікроорганізмів продуцентів ферментів, в тому числі амілази. Одним з перспективних в цьому плані біооб'єктів є природні мікробні симбіонти Medusomyces Gisevii (чайний гриб) і Oryzamyces Indici, які завдяки неідентичності мікробіологічного складу та різних умов вирощування можуть мати різний компонентний склад метаболітів. Проведено дослідження амілолітичної активності культуральної рідини Medusomyces Gisevii і Oryzamyces Indici з різними термінами культивування. Вирощування гриба здійснювалося в лабораторних умовах за класичною методикою. Встановлена оптимальна концентрація сахарози для нарощування біомаси Меdusomyces Gisevii та Oryzamyces Indici, яка становить 5 %. Концентрація сахарози 15 % та вище не рекомендується для застосування через пригнічення зростання біомаси із зростанням концентрації вуглеводів в культуральному середовищі. Встановлено, що дані симбіонти починають проявляти амілолітичну активність вже на 7-8-му добу культивування в стандартному живильному середовищі, середовищі з додаванням 10% молока і середовищі на основі сироватки. З плином часу амілолітична активність підвищується. Однак інтенсивність метаболізму мікроорганізмів, критерієм якої є співвідношення загальної і екзогенної амілази, найбільш виражена на ранніх термінах культивації. Встановлено, що культуральна рідина полікультур проявляє високу амілолітичну активність. Даний факт дозволяє вважати інокулят Medusomyces Gisevii і Oryzamyces Indici перспективною біотехнологічною сировиною як джерела фермента амілази.
Дослідження теплових і масообмінних процесів в газорідинних плівкових абсорберах у технології поверхнево-активних речовин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Дзевочко, Олександр Михайлович; Подустов, Михайло Олексійович; Дзевочко, Альона Ігорівна
У статті наведено, що поверхнево-активні речовини (ПАР) мають асиметрично побудовану молекулу, яка містить гідрофільну та гідрофобну групи. Основним відділенням виробництва ПАР є процес сульфатування органічної речовини газоподібним триоксидом сірки. Показано, що процес сульфатування в газорідинних плівкових абсорберах складається з таких стадій: процес масообміну триоксиду сірки з газоповітряного потоку до рідинної фази; процес абсорбції триоксиду сірки органічною речовиною з проходженням екзотермічної хімічної реакції; процес теплообміну між рідинною фазою та газоповітряним потоком; процес теплообміну між рідинною фазою та потоком охолоджувальної води. Дослідження теплових і масообмінних процесів на цих стадіях дають можливість обрати необхідні рівняння для розрахунку коефіцієнтів теплопередачі, коефіцієнтів тепловіддачі та коефіцієнта масопередачі. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі від рідини до газу рекомендовано проводити за рівнянням коли дифузійні і теплові числа Прандтля близькі до одиниці. Використання класичного рівняння для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі від рідинної фази до стінки реакційної труби не дали необхідного результату. Тому було використано рівняння, яке враховує властивості газорідинного потоку в цілому. Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від стінки реакційної труби до охолоджувального потоку води рекомендовано проводити за класичним рівнянням критерію Нуссельта. Наведено дані обробки експериментальних даних по розрахунку густини та динамічної в’язкості реакційної маси за довжиною реактора. Рівняння для розрахунку коефіцієнта масопередачі було отримано аналізом 6-ти рівнянь різних авторів, які займалися процесом сульфатування органічних речовин. Для проведення аналізу було розроблено математичний опис процесу сульфатування в плівковому абсорбері. При розробці математичного опису були складені балансові рівняння масо- і теплообміну для реакційної труби. За результатами математичного моделювання було обрано рівняння, яке включає дотичне напруження на поверхні розділу газ-рідина. Результати математичного моделювання були зіставлені з експериментальними даними Гутьєрреса та результатами математичного моделювання Дабіра. Отримані результати будуть використані при математичному моделюванні процесу сульфатування в плівковому абсорбері.
Застосування нано і біотехнологічної сировини при створенні препаратів для сільського господарства
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кричковська, Лідія Василівна; Лисак, Павло Юрійович; Дубоносов, Володимир Леонідович; Грицаєнко, Ю. А.
Стаття присвячена розгляду питання про можливість застосування фуллереновмістної води в складі гуміновмісних ростостимулюючих препаратів для сільського господарства з додаванням відходів дріжджового виробництва. Зовсім недавно проблеми економіки та екології сприймали як протилежні. В даний час виникла необхідність взаємообумовленого і взаємовигідного поєднання економічних і екологічних інтересів, що стало основою для проведення даного дослідження. Аналіз стічних вод підприємства, що виробляє дріжджі показує наявність великої кількості хімічних і органічних речовин, які становлять певну небезпеку для навколишнього середовища, але представляє корисність після переробки відходів для використання в сільському господарстві. Найбільша кількість речовин знаходиться у відходах, після етапу виробництва чистої культури. В експерименті показано, що застосування структурованої води в поєднанні з біологічно активними відходами виробництва хлібних дріжджів, отриманими на основі штаму Saccharomyces cerevisiae збільшують врожайність зернових культур. Виходячи зі встановленого факту широкого і універсального спектра біологічної активності водно-вуглецевої структури гідратованих фулеренів, за даними патентної та науково-технічної літератури, вони широко не випробовувалися як регулятори росту рослин. Нами буде досліджено взаємодію речовин зі структурованою фулеренами водою, досліджено вплив поверхнево-активних речовин на утворення та стабільність емульгованих гуматів з плівко утворювачами, адгезивні властивості компонентів, вплив концентрованої бродильної рідини дріжджів відсепарованої після стадії вирощування чистої культури хлібопекарських дріжджів, випробувано вплив як фулереноподібної структури-шунгіту природного походження так і гідратованих фулеренів - високостабільних дрібнодисперсних водних розчинів нативних фулеренів (мають властивості ліофобних молекулярно-колоїдних систем) на врожайність зернових, захист вегетуючих рослин. Результатом роботи буде обґрунтування принципів методології застосування наноструктурних речовин для використання в біотехнологіях багатофункціональних високоефективних препаратів для сільського господарства з біологічно активними добавками.
Контроль та керування процесу екстракції в промисловій біотехнології бета-каротину з Blakeslea trispora
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Бєлінська, Анна Павлівна; Варанкіна, Олександра Олександрівна; Близнюк, Ольга Миколаївна; Масалітіна, Наталія Юріївна; Кричковська, Лідія Василівна
Досліджено технологічні параметри, а саме температуру і тривалість процесу екстракції β-каротину з біомаси міцеліального гриба Blakeslea trispora рослинними оліями різного жирнокислотного складу і з різним вмістом природних антиоксидантів: рафінованими дезодорованими соняшниковою, високоолеїновою соняшниковою, кукурудзяною і кунжутною. Створено статистичні моделі залежностей вмісту β-каротину в олійних екстрактах означених рафінованих дезодорованих олій від температури та тривалості екстракції, а також величини аналітичних чисел, що характеризують вміст вільних жирних кислот (кислотне число) та первинних продуктів окиснення ліпідів (пероксидне число) від температури та тривалості екстракції. Визначено раціональні параметри екстракції β-каротину з біомаси Blakeslea trispora обраними екстрагентами (рафінованими дезодорованими соняшниковою, високоолеїновою соняшниковою, кукурудзяною і кунжутною оліями) для керування технологічними властивостями його розчинів. Доведено, що застосування вказаних рафінованих дезодорованих олій як екстрагентів практично не впливає на вміст цільового продукту в олійних екстрактах біомаси, але впливає на аналітичні числа екстрактів, що характеризують вміст вільних жирних кислот, пероксидів та гідропероксидів. Найбільший вміст вільних жирних кислот спостерігається під час екстрагування β-каротину з біомаси соняшниковою олією, мінімального вмісту вільних жирних кислот вдається досягти в екстрактах кукурудзяної і кунжутної олій. Найбільший вміст первинних продуктів окиснення ліпідів (пероксидів та гідропероксидів) спостерігається під час екстрагування β-каротину з біомаси соняшниковою олією, мінімального вмісту вільних жирних кислот вдається досягти в екстрактах кунжутної олії. За допомогою отриманих апроксимаційних залежностей можна прогнозувати вміст β-каротину, а також величини кислотного і пероксидного чисел в олійних екстрактах біомаси в означених рафінованих дезодорованих оліях в залежності від температури та тривалості процесу екстракції.
Порівняння варіантів виконання розподільної теплової мережі мікрорайону
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Алексахін, Олександр Олексійович; Єна, Світлана Василівна; Гордієнко, Олена Петрівна; Новіков, В. В.; Цемох, Д. О.
На прикладі житлового мікрорайону м. Харкова проведено порівняння втрат теплоти трубопроводами розгалуженої мікрорайонної системи опалення для двох варіантів виконання розподільної мережі. Запропонований варіант конфігурації теплопроводів відрізняється від існуючого («базового») законом зміни витрат теплоносія по довжині теплопроводу, для якого характерний підвищений рівень витрат мережної води через відгалуження на початкових ділянках гілки. Фактичний розподіл витрат теплоносія апроксимований ступеневим законом. Відмінність законів зміни витрат враховано величиною показника ступеня. Обчислення теплових втрат проведено для умов підземної прокладки трубопроводів у непрохідних каналах. Температуру мережної води прийнято відповідно до розрахункової для опалення температурі зовнішнього повітря за температурним графіком теплової мережі. Питомі втрати теплоти трубопроводами на ділянках мережі прийнято на рівні нормативних значень для вказаного способу прокладки. Температуру ґрунту на глибині вісі теплопроводу прийнято рівною 5 оС. Втрати теплоти конструктивними елементами мереж враховано коефіцієнтом 1,15. Обчислення проведено з урахуванням зміни витрат і температури мережної води на розрахункових ділянках. Витрати мережної води на ділянках мережі визначено за проектними тепловими навантаженнями приєднаних будівель. Показано, що при виборі конфігурації розподільної мережі системи опалення групи будівель перевагу слід надавати варіанту з меншим значенням показника ступеня у рівнянні зміни витрат теплоносія по довжині головної гілки мережі. В умовах розгалужених теплових мереж це досягається приєднанням якомога більшої кількості будівель до найближчих до центрального теплового пункту ділянок розподільної теплової мережі. Збільшення витрат мережної води через відгалуження на початкових ділянках гілки забезпечує зменшення теплових втрат трубопроводами мережі. Для розглянутого фрагменту житлового мікрорайону зменшення втрат теплоти при розрахунковій для опалення температурі зовнішнього повітря становить приблизно 5,5 %.
Управління портфелями проектів енергозбереження на основі теорії Марковіца
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кійко, С. Г.; Дейнега, Л. Ю.; Басанець, М. І.; Камєнський, Д. В.; Діденко, А. Є.
Метою роботи було: виявити, дослідити та порівняти методи управління портфелями проектів енергозбереження та розробити програмне забезпечення для оптимізації портфельних інвестицій за допомогою декількох методів. Розглянуто ключові елементи та стратегії створення ефективного інвестиційного портфелю: диверсифікація, ребалансування, активне управління портфелем, пасивне управління портфелем. Враховуючи основні принципи інвестиційної теорії, задачею портфельного інвестування є формування інвестиційного портфелю з відомими частками певних активів для максимізації віддачі та мінімізації ризику. Для вирішення даної проблеми було обрано методику Гарі Марковіца, відомої як сучасна портфельна теорія. Це теорія фінансових інвестицій, у межах якої за допомогою статистичних методів здійснюють якомога вигідніший розподіл ризику портфеля цінних паперів і оцінювання доходу, складовими елементами її є оцінювання активів, прийняття інвестиційних рішень, оптимізація портфеля, оцінювання отриманих результатів. З математичної точки зору задача з формування оптимального портфеля є задачею оптимізації квадратичної функції (пошук мінімуму) при лінійних обмеженнях аргументів функції. Проаналізовані методи оптимізації портфелів проектів енергозбереження з врахуванням специфіки предметної області. За результатами аналізу обрано методи пошуку максимального коефіцієнта Шарпа та мінімальної волатильності з випадково згенерованих портфелів. Розроблено програмний застосунок, що дозволяє завантажити дані, згенерувати випадкові портфелі та оптимізувати їх обраними методами. Реалізовано також графічне відображення результатів оптимізації портфелів. Програма була протестована на даних про акції енергозберігаючих компаній. Побудовані програмою графіки дозволяють оператору краще оцінити створений портфель проекту енергозбереження.
Формулювання закону зношування інструменту при різанні полімерних композитів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Хавін, Геннадій Львович
Численні експериментальні дослідження в області механічної обробки композиційних матеріалів для окремих матеріалів та інструментів, дозволили сформулювати приватні моделі для опису зношування інструменту, зміни його мікрогеометрії в процесі роботи і прогнозування стійкості. Для вимірювання поточного зносу і перерахунку в математичних моделях існують значні складності так, як вони включають в себе велику кількість параметрів. Це не дозволяє створювати простий технічний контроль зносу ріжучої кромки і передбачення стійкості інструменту. Надане формулювання ізносоконтактної задачі взаємодії вершини інструменту і матеріалу при точінні армованих композиційних пластиків. Ґрунтуючись на відомих дослідженнях, прийнято, що зношування має місце по задній поверхні інструменту, і супроводжується несиметричним зносом його вершини. Розглядається модель абразивного зношування при ковзанні задньої поверхні вершини інструменту з матеріалом армування полімерного композиту і продуктами руйнування. Передбачається, що закон зношування носить спадковий характер і має місце лінійна залежність швидкості зношування від швидкості контактної взаємодії та контактного тиску. Напруги зрізу через контактний тиск і коефіцієнт тертя нелінійно залежать від часу роботи інструменту через зміну внаслідок зносу геометричної форми інструменту і технологічних параметрів обробки виробу з часом. Введений коефіцієнт об'ємного зносу є функцією часу роботи інструменту. Він відбиває той факт, що взаємодія пари «інструмент-заготовка» з часом повинна як би забувати про етап приробітки, який має високу швидкість зношування і той факт, що залежність зносу від навантаження (контактного тиску) характеризується наявністю післядії. Одержано спрощене співвідношення закону зносу в припущенні відсутності зміни коефіцієнта тертя, температури і контактного тиску в часі. В кінцевому підсумку для опису закону зношування і передбачення стійкості інструменту необхідне знання ряду емпіричних постійних, значення яких визначаються зміною мікрогеометрії вершини інструменту в процесі взаємодії при обробці різанням.