2023 № 1 Нові рішення у сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/64474

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 13

НВЧ технологія рідинноскляних теплоізоляційних матеріалів на основі гранульованого продукту
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Римар, Тетяна Ернстівна
У роботі досліджуються властивості рідинноскляних теплоізоляційних виробів, отриманих на основі гранульованих продуктів під дією НВЧ випромінювання. За рахунок об’ємного тепловиділення у товщі рідинноскляної композиції вдається отримати однорідноструктурні матеріали, застосувавши технологію одночасної поризації з обʼємним розширенням і гранул і звʼязуючого. Завдяки об’ємному нагріву і механізму «нетеплової» дії НВЧ випромінювання на оброблювальні обʼєкти значно знижується тривалість та температура їх нагріву, а також поліпшуються експлуатаційні властивості виробів. Властивості матеріалів, отриманих за такою технологією порівнюються з властивостями матеріалів, отриманих шляхом звʼязування заздалегідь спучених гранул. Було доведено, що одночасне спучення гранул зі зв’язуючим дозволило отримати матеріали монолітної, рівномірнопористої структури з високими фізико-механічними показниками та на порядок меншими показниками водопоглинання і сорбційної вологості завдяки щільній упаковці гранул і рівномірному розподілу звʼязуючого у міжгранульному просторі. Розроблена технологія виробництва композиційних матеріалів у вигляді теплоізоляційних виробів різної конфігурації шляхом одночасної поризації з обʼємним розширенням гранул і зв’язуючого під дією НВЧ випромінювання дозволяє отримати матеріали з кращим комплексом експлуатаційних характеристик ніж у разі звʼязування заздалегідь спучених гранул при більш низьких енергетичних витратах на їх виробництво оскільки виключає стадію окремого спучення гранул. Отримані композиційні теплоізоляційні матеріали не деформуються і мають досить високу міцність для своєї середньої густини. Вони є практично нестискуваними, а це дуже важливий факт, оскільки стискування теплоізоляційних матеріалів з часом призводить до збільшення його теплопровідності та зниження теплозахисних властивостей конструкції.
Закономірності одержання водно-спиртових екстрактів та цукрових витяжок з ягідної сировини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мельник, Степан Романович; Мельник, Юрій Романович; Бліщ, Роксолана Олександрівна; Оробчук, Оксана Михайлівна
Досліджено закономірності екстрагування сухих речовин водно-спиртовим розчином та подальшого одержання цукрових витяжок з ягід чорної смородини, аґрусу та сливи. Встановлено що найменше сухих речовин екстрагується з ягід смородини. При цьому в екстракті досягається вміст 1,6 % сухих речовин, тоді як водно-спиртові екстракти з аґрусу та сливи містять 4,3–5,5 % сухих речовин. Виявлено, що в процесі екстрагування в ягодах накопичується значна кількість спирту. Встановлено, що його вміст в усіх екстрактах порівняно з екстрагентом зменшується з 40,0 до 25,06–26,39 мас. %. Акцентовано увагу, що втрати спирту зменшуються в процесі подальшого одержання цукрової витяжки з ягід, вміст спирту в яких досягає 9,79 мас. % – у смородиновій, 14,51 мас. % – у сливовій, та 14,92 мас. % – в аґрусовій витяжці. Показано, що цукрові витяжки залежно від виду ягід містять різну кількість сухих речовин. Встановлено, що максимальний ступінь використання цукру (79,0 %) досягається під час одержання витяжки зі смородини, яка містить максимальну кількість сухих речовин (43,4 %). Ступінь використання цукру під час одержання витяжки зі сливи становить 71,6 %, що відповідає вмісту сухих речовин у витяжці 34,5 %. Мінімальний ступінь використання цукру (31,5 %) спостерігається під час одержання витяжки з аґрусу. Це забезпечує вміст сухих речовин у витяжці 31,8 %. Встановлено, що водно-спиртові та цукрові витяжки з ягід мають максимуми поглинання видимого світла в діапазоні, що відповідає поглинанню антоціанів. Найвища оптична густина характерна для водно-спиртового екстракту зі смородини, для якої характерний високий вміст поліфенольних сполук. Встановлено, що з дослідженої ягідної сировини кислоти вилучаються практично в однаковій кількості водно-спиртовим розчином і в процесі обробки цукром. Максимальна кислотність спостерігається для екстракту та витяжки з аґрусу, а найменше її значення характерне для екстракту та витяжки зі сливи. Ступінь вилучення вітаміну С із ягід є приблизно однаковим і становить 59 % для аґрусу та по 66 % для смородини і сливи. Вказано на перспективність використання ягід після екстрагування та одержання витяжок як сировини для одержання різноманітних кондитерських виробів.
Research of methods for water disinfection
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Makhonina, O. S.; Shestopalov, O. V.; Baranova, A. O.
Access to safe water remains a challenge in conflict-affected areas. Irregular water supply, which is becoming a common phenomenon, is caused by numerous factors, in particular: 1) wear and tear of water mains that need repair and were damaged as a result of hostilities; 2) reduction in the efficiency of important pumps due to power outages, shelling of power lines that supply energy to the pumps; 3) access problems due to the presence of armed groups, the presence of mines or unexploded shells, as well as the poor condition of roads, which prevent local residents from reaching wells or obtaining water delivered by tankers; 4) problems with access, due to which workers cannot perform repair work or obtain spare parts necessary for repairing water pipes; 5) normative legal acts that limit the freedom of movement and/or supply of goods or water across the contact line, affecting the supply of water from settlements controlled by Ukraine to settlements not controlled by Ukraine; as well as 6) frequent water supply interruptions, which contributed to the deterioration of the situation. In most cases, the use of a combined system can be optimal for high-quality water disinfection. Combined water disinfection is carried out by physical and chemical methods at the same time. Water pollution is determined by its bacteriological examination, which shows the total number of bacteria and the number of indicator bacteria of the coliform group (E. coli) in 1 milligram of water. The main type of bacteria of the Escherichia coli group is E.coli bacteria, which in practice are the easiest to determine and have a high level of resistance coefficient. Traditional methods of water disinfection, namely chlorination and ozonation, are harmful byproducts of disinfection. Ultraviolet radiation is a safe alternative, but quite energy-consuming. The paper analyzes existing methods of decontamination of drinking water, examines the state of the issue, and analyzes alternative methods of decontamination of drinking water.
Технологічні показники катодного процесу при регенерації відпрацьованих сульфо-кислотних розчинів травлення сталі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кравченко, Кристина Миколаївна; Тульський, Геннадій Георгійович
Проаналізовано сучасний стан регенерації сульфатних розчинів, встановлено, що існуючі фізико-хімічні методи не вирішують проблеми регенерації сульфатної кислоти, а тільки нейтралізують її, для переведення за нормами ГДК на нейтралізацію та у систему стоків з подальшим захороненням. Підтверджено, що регенерацію доцільно проводити електрохімічним методом із застосуванням трьохкамерного електролізеру, коли розчин подається у середню камеру, концентрація регенерованої сульфатної кислоти зростає до 180-200 г/л, з одночасним осадженням заліза, з виходом за струмом 65-70 %. Такий метод знижує відходи та дозволяє перейти на замкнений цикл по сульфатній кислоті. З’ясовано, що в процесі травлення концентрація сульфатної кислоти зменшується від 2,0 до 0,5 моль·дм-3, а концентрація заліза (ІІ) сульфату відповідно зростає. За умов зниження концентрації сульфатної кислоти знижується і її хімічна активність при взаємодії із оксидами та гідроксидами заліза. Для збільшення реакційної активності травильних розчинів застосовується збільшення температури всього процесу. Була встановлена кінетична закономірність суміщених катодних процесів у модельних розчинах заліза (ІІ) сульфату з сульфатною кислотою. У якості матеріалу катоду використовували платину, мідь та вуглецеву сталь. Вибір матеріалу катоду ґрунтувався на різних електрохімічних властивостях цих обраних металів по відношенню до водневої реакції. Основним процесом на платиновому катоді є виділення водню в широкому діапазоні густин струму. При густинах струму більше 0,1 А/см2 спостерігалось різке зростання потенціалу через вбудову Fe2+ до складу межі розділу катод-електроліт, але потенціали відновлення Fe2+ не були досягненні. При заміні матеріалу катода з платини на вуглецеву сталь спостерігалося значне гальмування виділення водню, що дозволило досягти потенціалів сумісного відновлення водню та заліза, однак максимальний струм прямолінійної ділянки перебігу електрохімічного процесу з електрохімічним контролем скоротився від 10 при 20 0С, до 3 разів при 80 0С. Застосування мідного катоду дозволило виявити вплив водневої реакції на перебіг відновлення Fe2+. Виділення водню на мідному катоді перебігало зі значним гальмуванням розряду іонів водню. При застосування залізного катоду електрохімічна десорбція є лімітуючою стадією, що призводить до існування шарів адсорбованого водню міцно зчепленими із поверхньою залізного катоду. Порівняльний аналіз вольт-амперних залежностей для граничних досліджуваних температур вказує на значний вплив підвищення температури від 20 0С до 80 0С приблизно на 120-150 мВ. Катодний процес при 20 0С перебігає у режимі збільшеної кінетики для обох суміщених процесів. При 80 0С на вольт-амперних залежностях з’являються прямолінійні ділянки електрохімічного контролю катодного процесу, при концентраціях Fe2+ 1,0 та 1,5 моль/дм3. Ці ділянки простягаються від 20 до 60 мА/см2. Концентрація іонів заліза та температура електролізу має суттєвий вплив на процес електрохімічного відновлення Fe2+, що було підтверджено експериментально. Так як цільовим процесом при електрохімічний регенерації відпрацьованих травильних розчинів є регенерація саме сульфатної кислоти, а не видалення з цього розчину Fe2+ то катодний режим роботи електродного блоку був визначений за технологічними показниками перебігу анодного процесу.
Technology of minced poultry products with increased dietary fiber content
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Zhang, F.; Golovko, T. M.; Golovko, M. P.; Pertsevoi, F. V.; Vasylenko, O. O.; Prymenko, V. H.
The basis of the state policy of Ukraine in the field of healthy nutrition of the population for the period until 2025 is to preserve and strengthen the health of the population, prevention of diseases caused by poor and unbalanced nutrition. Food products enriched with irreplaceable components, including dietary fibers, have been developed. The article substantiates the use of broiler meat as the main ingredient of the recipe, selects and studies the vegetable supplement of oat bran, which contains dietary fibers. The functional-technological and organoleptic indicators of minced meat models with different amounts of vegetable additives were studied, as a result, the optimal dose of introduction was determined and the formulation of the product made from broiler meat with an increased content of dietary fibers was developed. Optimal modes of heat treatment of the semi-finished product using a steam convection oven and modes of cold treatment of the finished product in "shock" freezing chambers were selected. The thermophysical characteristics of the new product were studied, and the duration of its freezing was calculated using Planck's formula. The technology of production of a functional product from broiler meat is proposed. The developed product is characterized by high organoleptic characteristics, such as juiciness of the product, pleasant smell and taste, uniform consistency, as well as a large yield of the finished product. The product contains dietary fibers, in one portion their amount is 8 g, which contributes to the satisfaction of 40% of the body's daily need for this food substance. The optimal recipe and technology of chicken cutlets with dietary fibers have been scientifically substantiated and developed. The possibility of producing chicken cutlets with a high content of dietary fiber has been theoretically and experimentally substantiated. Based on the analysis of the chemical composition and the study of the content of dietary fibers, functional-technological and organoleptic indicators of six vegetable supplements, the feasibility of introducing the vegetable supplement "Oat bran" into the recipe of chicken cutlets was substantiated. The effectiveness of thermal processing of chicken cutlets with increased dietary fiber content when using a convection oven in the steam + convection mode compared to the traditional method of processing has been proven. The raw materials for the production of the finished product were selected, the recipe was developed, the heat treatment parameters were selected, and the technology of quick-frozen finished product was developed. The developed ready-made poultry dish has an increased nutritional value due to the content of dietary fibers. It is taken into account that dietary fibers should be a mandatory part of the diet. Their total content in one portion is 8 g per 125 g of the finished product, which meets the daily need for this indicator by 40%.
Застосування методу інтегрування для отримання комплексного показника безпеки праці
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Черняк, Олена Миколаївна; Сороколат, Наталія Андріївна; Фатєєва, Ліна Юріївна; Багаєв, Ігор Олександрович; Тріщ, Юлія Віталіївна
Розглянуто сучасний стан кількісного оцінювання якості об’єктів кваліметрії різної природи, які мають різні показники якості та різні шкали вимірювання. Проаналізовано існуючі дослідження та публікації з кількісним оцінюванням, пов’язаним з безпекою праці на виробництві. Шкідливі та небезпечні чинники, що впливають на стан здоров’я і працездатність людини, мають свої власні показники та шкали різних оцінок. Нині не існує єдиного підходу до оцінювання цих показників, а велика кількість кваліметричних методів вимагає проведення глибоких наукових досліджень щодо їх оптимальності та ефективності. У результаті аналізу доведено актуальність теми та визначено необхідність розробки методики отримання комплексної оцінки безпеки праці, що буде придатна для оцінювання умов праці на будь-якому виробництві. Для отримання комплексного показника безпеки праці запропоновано визначати оцінку по кожному шкідливому виробничому чиннику, а потім, визначити єдину оцінку, враховуючи всі характеристики. Для визначення комплексного показника шкідливого виробничого чинника пропонується застосувати метод інтегрування. Метод трапецій один із методів чисельного інтегрування. Він дозволяє обчислювати певні інтеграли із заздалегідь заданою мірою точності. Запропоновано покроковий алгоритм визначення комплексного проказника безпеки праці, застосовуючи інтегрування методом трапецій. Запропонована апробація методики визначення комплексного показника безпеки праці на виробництві. Визначено шкідливі чинники на виробництві, отримано дійсні показники та визначені їх оцінки на безрозмірній шкалі. Графічно побудовано часовий ряд змін показників шкідливих чинників з плином часу. Визначено комплексний показник безпеки праці на виробництві який дає можливість приймати управлінські рішення стосовно подальших дій щодо поліпшення умов праці та покращення системи управління безпекою праці на виробництві. Запропоновану методику можна вважати універсальною, оскільки її можна застосовувати для будь яких приміщень та підприємстві.
Прикладне програмне забезпечення для зберігання персональної інформації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Цибульник, Сергій Олексійович; Зубарський, Дмитро Олександрович; Півторак, Діана Олександрівна
У сучасному світі персональну інформацію будь-якої людини можна умовно розділити на дві великі категорії: загальна та особлива. Як можна зрозуміти з назви, перша категорія відповідає за той тип даних, які можна знайти у загальному доступі, а саме: прізвище, ім’я, по-батькові, підпис, місце та дата народження, громадянство, сімейний стан, освіта, банківські реквізити, тощо. Подібне різноманіття персональних даних потребує різних методів та автоматизованих засобів зберігання. Сьогодні все частіше приватні та державні установи відмовляються від зберігання інформації у паперовому вигляді. Це пояснюється низьким рівнем безпеки таких сховищ, які можуть постраждати від вогню, води, шкідників, тощо. Показано, що цифрове зберігання інформації дозволяє позбутися подібних проблем. Персональні дані, які зберігаються в електронному вигляді, найчастіше можна відновити навіть при втраті пристрою, з якого здійснювався доступ до них. Одним із основних видів персональної інформації в сучасному суспільстві є дані для входу: логін та пароль. Саме тому було розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення автоматизованої системи збереження персональних даних користувача. Дана система має надати можливість користувачу генерувати стійкі до стандартних методів зламу паролі та зберігати їх у базі даних. Розроблення автоматизованої системи проходило з використанням архітектурного шаблону MVC, який є одним з варіантів реалізації багаторівневої архітектурної моделі. Для детального проектування та кодування обрано об’єктно-орієнтовну мову програмування зі статичною строгою типізацією Java. Також прийнято рішення розробити автоматизовану систему у вигляді веб-додатку за допомогою використання фреймворка Spring. У ході процесу розроблення спроектовано локальну базу даних, в якій зберігатимуться персональні дані у вигляді логінів та паролів, які ввів користувач або згенерувала сама система. Розроблено алгоритм генерації стійких до зламу стандартними методами паролів. Також використано алгоритми хешування, як додатковий захист головного пароля від веб-додатку. Створено графічний інтерфейс, який дозволяє користувачу отримати доступ до основних функцій автоматизованої системи.
Ergonomic thinking in the design of human-machine systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Mygal, G. V.; Protasenko, O. F.; Kobrina, N. V.; Mykhailova, E. O.
In the era of Industry 4.0, human-machine systems have become highly complex and contain a large number of elements and sources of information. It increases the complexity of human-machine system management, which leads to the manifestation of the human factor phenomenon. The consequence is that currently, 70% to 90% of accidents and disasters are related to the human factor. Therefore, the safety of human-machine systems largely depends on human abilities, cognitive, behavioral, and psycho-physiological features. It is shown that the study of individual characteristics of a person will allow the management of the human factor in the human-machine system. The crucial point of human factor management is the availability of systemic ergonomic thinking in the designer of the human-machine system. The formation of such thinking is connected with learning and the gradual acquisition of the necessary knowledge and skills. To understand the principles of ergonomic thinking formation, the evolution of ergonomic thinking in the design of human-machine systems is shown. Due to analysis of the sequence of ergonomic thought development, it is shown how approaches to ensuring the safety of human-machine systems have been rethought from the middle of the 20th century until now. Currently, the global social processes and technologies of Industry 4.0 have fundamentally changed the concept of “work”, parameters of the labour market, and safety requirements and caused the emergence of a new model of the labour paradigm “Work 4.0”, which, in turn, became the driver of the revision of the concept of “workplace” established in society and the emergence of the digital workplace. The article presents the definition of a “digital workplace” and analyses its essential characteristics. The next stage of the work was a model of the structure of the engineer’s ergonomic thinking, the main feature of which is the priority of solving the problems of human-machine interaction. The work also shows that ergonomic thinking is one of the elements of safety culture. In combination with other elements such as a human-centered approach, ecological thinking and others, ergonomic thinking creates a space of a safety culture. Based on the presented results, the importance of engineers’ ergonomic thinking is substantiated. It is shown how to implement the formation of ergonomic thinking through the training system.
Проектування та розробка електронного кабінету студента для використання на різних операційних системах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мєтєльов, Володимир Олександрович; Марусенко, Олексій Миколайович; Власов, Микита Дмитрович
Спроектовано, розроблено та реалізовано кросплатформений застосунок для користування кабінетом студента будь-де та можливості отримати інформацію щодо змін у розкладі або повідомлення від викладача миттєво. Це дає змогу кожному студенту швидше та зручніше корегувати свій графік сумісно із розкладом занять.Усі користувачі отримують доступ до застосунку за своїми авторизаційними даними, що дозволяє захистити дані користувачів від крадіжок та несанкціонованого доступу. Кросплатформеннй застосунок надає інформаційну базу, яка відображається у вигляді вікон із новинами, розкладом, повідомленнями, заліковою книжкою. Виконана інтеграція інформації, що передбачає синхронізацію даних у різних програмних застосунках і її консолідацію для подальшої обробки людиною або автоматизованими системами. Як правило, корпоративна інформація представлена у структурованій і неструктурованій формі, причому друга перевищує першу у 3-4 рази і завдання її консолідації часто вкрай важливе. Інтеграцію даних у неструктурованій формі здійснюють системи управління корпоративним контентом і системи управління знаннями. Для повноцінного функціонування застосунку на виділеному сервері розміщено API-частину застосунку та розповсюджено застосунок через магазини застосунків (PlayStore, AppStore). Застосунок може бути використаний на різних операційних системах, оскільки фреймворк React Native є кросплатформеним. При розробці додатку була використана операційна система Windows 10, мова програмування JavaScript та її фреймворки: React Native та NodeJS. У результаті роботи було створено систему, яка виконує описаний функціонал та забезпечує безпеку даних всіх користувачів. Цей застосунок дозволяє студенту переглядати поточний розклад, перевірити персональні дані, обрати необхідну йому дисципліну навчання або побачити поточні оцінки за семестр. Все це робить застосунок необхідним для щоденного користування, аби завжди бути у потоці подій, що відбуваються у навчальному закладі. Швидкість відображення інформації при використанні кросплатформеного застосунку значно вища, аніж перегляд цих даних через браузер користувача.
Методологічні підходи для оцінювання якості багатопараметричних об'єктів енергетики
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Буданов, Павло Феофанович; Грінченко, Ганна Сергіївна; Нечуйвітер, Олеся Петрівна; Цихановська, Ірина Василівна
Проаналізовано комплексне оцінювання якості складних багатопараметричних об'єктів дослідження. Акцентовано увагу на те, що діюча на теперішній час методологія оцінки якості багатопараметричних об’єктів, незважаючи на різнорідність цих об'єктів, базується на єдиних принципах та методах кваліметрії, які пов'язані з певною системою чи групою систем, що входять до складу даного об'єкту і несуть інформацію щодо кількісних параметрів технологічного процесу та властивостей об'єкту, проте не дає змоги визначити єдиний інтегрований критерій для оцінювання якості об'єкту. Виявлено, що під час оцінювання якості об'єкта енергетики, в основних інформаційно-вимірювальних системах, відсутній процес формування комплексних та інтегральних кількісних та якісних показників оцінювання якості об'єкта. Запропоновано вдосконалити інформаційно-вимірювальну систему програмно-технічного комплексу автоматизованої системи управління технологічними процесами енергоблока електростанції, яка на основі аналізу поодиноких кількісних та якісних показників якості керуючих та інформаційних потоків (сигналів) про технологічні параметри дозволяє встановити та наочно зобразити взаємозв'язки між структурними елементами об'єкта і процесом формування якості електричної енергії як основного кількісного та інтегрального показника оцінки якості об'єкта. Проведено обґрунтування застосування методів оцінювання рівня якості електроенергії, які можуть застосовуватися як окремо, так і в різних поєднаннях і дають змогу: забезпечувати одержання кінцевого економічного результату, який дозволяє ухвалити економічно обґрунтоване рішення під час виробництва електроенергії, та більш точно оцінювати рівень якості електроенергії під час вимірювання різними приладами або під час розрахунку на основі формул, що відображають об'єктивні закономірності. Визначено етапи послідовності робіт з організації та проведення кваліметричного оцінювання якості електроенергії, що здатні: визначити мету оцінювання рівня якості електроенергії; здійснити вибір номенклатури одиничних і базових показників оцінювання якості електроенергії, а також вибір кваліметричного методу для оцінки рівня якості електроенергії. Розглянуто та обґрунтовано застосування інструментального (вимірювального), розрахункового та статичного методів кваліметрії, що дають змогу провести обчислення за значеннями кількісних параметрів електричної енергії та можуть мати практичне використання при проведенні розрахунку економічних витрат на виробництво електроенергії на об'єкті енергетики.