Вісник № 03. Нові рішення в сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/61383

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 14 з 14

Алгоритм акустичної томографії з визначення просторової ізотропності гідроакустичного поля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Капочкіна, Анастасія Борисівна; Капочкіна, Маргарита Борисівна
Однією з первинних характеристик морського середовища є швидкість звуку, яка дуже чутливо відображає найменші його зміни. Причому, ця характеристика є інтегральною, цілісною. Вона нероздільно характеризує стан системи, який формується цілим комплексом впливів та реакцій на них. Розділяючи впливи та реакції на відомі на даному етапі розвитку фізики, так звані, температуру, солоність, тиск, ми нібито спрощуємо систему та її розуміння, а насправді заплутуємося, надаючи якомусь із факторів дуже великого, чи дуже малого значення (можливостей впливу на систему). Акустична томографія базується, у тому числі, на опромінюванні звуком морського середовища та аналізі прийнятого сигналу на предмет оцінки змін його характеристик після проходження через водний простір. Зміни характеристик акустичного сигналу можуть відбуватися з річних причин, однією з яких є просторові зміни вертикального розподілу швидкості звуку. В результаті теоретичних досліджень у напрямку пасивної акустичної томографії, методами моделювання рефракції акустичних хвиль, вперше визначено новий тип кількісних характеристики акустичного поля. Запропоновано принцип визначення відповідної опорної характеристики акустичного поля, на підставі чого розроблене підґрунтя для створення алгоритмів відновлення вертикального розподілу швидкості звуку. Алгоритм визначення опорної характеристики, у тому числі, включає розрахунок втрат акустичної енергії, який переводиться у частотну область для визначення позитивного екстремуму амплітудного спектру і розрахунку опорної характеристики регіонального акустичного поля у часовій області. Адаптовано один з низки алгоритмів визначення просторової ізотропності вертикального розподілу швидкості звуку. Впровадження зазначеного алгоритму пасивної акустичної томографії забезпечить корабельні гідролокатори вхідними даними для визначення глибини, що підвищить безпеку мореплавства.
Аналіз методів визначення опору розтікання струму зі ступнів людини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Коліушко, Денис Георгійович; Руденко, Сергій Сергійович; Фураєв, Юрій Олександрович
Для зменшення напруги дотику на електричних станціях та підстанціях використовують прокладання поверхневого шару з питомим опором більшим за вихідний ґрунт. Визначення опору розтікання струму зі ступнів людини (опору основи такого шару) є важливою характеристикою, яку необхідно враховувати як при проєктуванні заземлювального пристрою, так і у процесі експлуатації. Незважаючи на практичне вимірювання вказаної величини спеціалістами НДПКІ "Молнія" НТУ "ХПІ", питання визначення опору основи залишається невисвітленим у наукових та науково-практичних виданнях України. Тому однією з цілей авторів є звернути увагу та підняти диспут стосовно способів визначення вказаного параметру. Першим кроком на шляху до цього став огляд та аналіз існуючих методів визначення. Проаналізовано експериментальні та розрахункові способи визначення опору розтікання струму зі ступнів людини та зроблені рекомендації щодо їх застосування. Аналіз усіх відомих способів визначення опору основи дозволив звести низку способів в групи розрахункових та експериментальних методів (загальна кількість проаналізованих методик – 21). За результатами аналізу низки літературних джерел та практичного досвіду контролю стану заземлювальних пристроїв визначено переваги та недоліки кожного зі способів. Надані рекомендації щодо їх використання залежно від стану об'єкту (діючий чи проектований), погодних умов, наявності додаткових локальних включень чи площадок обслуговування. Практичне значення роботи полягає в можливості оптимально обрати спосіб визначення опору основи під час контролю стану заземлювального пристрою. Аналіз визначає межі використання конкретних інженерних методик та корисний для використання проєктувальникам та висококваліфікованим фахівцям, які виконують роботи з діагностики заземлювальних пристроїв діючих енергооб'єктів.
Вміст та склад цукрів і органічних кислот ягід суниці, вирощених у зоні правобережного лісостепу України
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Заморська, Ірина Леонідівна; Худік, Людмила Миколаївна
Суниця садова – цінна в Україні ягідна культура, гармонійний смак ягід якої залежить від співвідношення цукрів та органічних кислот. Серед факторів, що впливають на кількісний та якісний склад цукрів і органічних кислот в ягодах виокремлюють зону вирощування та помологічний сорт. У статті представлено результати досліджень ягід суниці сортів Дукат, Хоней та Полка, що вирощені в зоні Правобережного Лісостепу України на вміст і склад цукрів й органічних кислот за допомогою методів високоефективної рідинної хроматографії на хроматографі Agilent Technologies (модель 1100) з використанням карбогідратної хроматографічної колонки розміром 7,8×300 мм, «Supelcogel-C610H». Встановлено, що вміст цукрів в ягодах суниці сортів Дукат, Хоней і Полка за період досліджень коливався у межах від 5,0 до 8,6 %. Ягоди сорту Хоней вирізнялися істотно вищим рівнем цукрів – 8,6 %. Вміст редукувальних цукрів в ягодах за усередненими даними складав 4,9-7,7 %. Серед досліджуваних сортів ягоди сорту Полка мали найнижчу мінімальну кількість редукувальних цукрів – 3,2 %. Масова частка фруктози склала 2,1-4,4 %, що становить 42,0-51,1 % від суми цукрів, тоді як глюкози – 1,1-3,5 % (22,0-40,7 %) за незначної кількості сахарози – 0,3-1,3, що складає 6,0-15,1 % від загального вмісту цукрів в ягодах. Згідно результатів дисперсійного аналізу істотного впливу помологічного сорту ягід на вміст в них редукувальних цукрів не виявлено. Масова частка органічних кислот в ягодах трьох сортів суниці за період досліджень коливалася в межах 0,9-1,4 % та істотно залежала від помологічного сорту ягід. Максимум органічних кислот виявлено у ягід сорту Дукат – 1,4 %. Органічні кислоти в ягодах суниці представлені лимонною та яблучною з домінуванням лимонної кислоти – 57,0-68,1 % від загального вмісту кислот. У ягід суниці сорту Хоней відмічався вищий рівень лимонної кислоти, натомість, за рівнем яблучної вирізнялися ягоди сорту Дукат. Цукрово-кислотний індекс у всіх досліджуваних сортів суниці перевищував значення 5,3, що дозволило визначити смак ягід як солодко-кислий. У ягід сорту Дукат він був нижчим за рахунок високого вмісту органічних кислот.
Двовісна модель теплового балансу сонячного колектора
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Мінакова, Ксенія Олександрівна; Зайцев, Роман Валентинович
Розглядаються сонячні колектори та термофотоелектричні системи (PV/T), що є одними з найперспективніших систем відновлюваних джерел енергії. Електроенергія, що виробляється фотоелектричними панелями, має великий потенціал, але й має технологічні недоліки, що не дають отримати максимальну ефективність. Розробка універсальної моделі теплообмінних процесів для оптимізації конструктивних особливостей PV/T систем на етапах проектування та виробництва дозволить збільшити термін служби таких систем та збільшити їх ефективність. Розроблена модель дозволяє враховувати більшість практичних параметрів за двома координатами плаского колектора, які враховують втрати теплової енергії, тепловий опір пластини абсорбера, теплообмін, робочі температури, тощо. Результати проведених модельних розрахунків корелюють з експериментальним даними. На основі запропонованої моделі розроблено програмний продукт для моделювання PV/T систем та проведено його тестування на відомих експериментальних результатах та готових PV/T системах. При проведенні розрахунків з використанням базових параметрів, отримано нагрівання теплоносія при проходженні одного сегмента колектора приблизно на 1,5⁰С. Зазначене зростання температури досягається при швидкості теплоносія 0,6 м/с, що є досить великою швидкістю. Найбільш оптимальним буде досягнення нагрівання теплоносія при проходженні через колектор на 5⁰С, що дозволить знизити швидкість протікання теплоносія аж до 0,2 м/с і значно знизити витрати електричної енергії на роботу помпи. Використання розробленої моделі дозволить вирішувати широке коло оптимізаційних завдань на етапах проектування та оптимізації сонячних колекторів та PV/T систем, отримувати оптимальні параметри конструкції для досягнення найбільшої ефективності та мінімальної собівартості.
Макаронні вироби з амарантового борошна
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Калина, Вікторія Сергіївна; Родигін, Олександр Андрійович
Запропоновано виробництво макаронних виробів без глютену. Розроблено новий харчовий продукт спеціального призначення – макаронні вироби з цільнозернового борошна амаранту, що зможе забезпечити добову норму споживання клітковини. Проведено аналіз останніх досліджень і публікацій та виявлено, що українські та закордонні вчені досліджують застосування нової сировини з амаранту в технологіях функціональних харчових продуктів. На основі проаналізованих джерел обґрунтовано комплекс досліджень з розробки рецептури макарон та визначення їх якості. За результатами досліджень розроблено технологію одержання безглютенових макаронних виробів. Вживання макарон з амаранту дозволить знизити ознаки старіння та хвороби серця, зменшити вплив запалення, яке виникає при алергії через вироблення імуноглобуліну Е та вміст холестерину в крові людини. Завдяки цьому нові макаронні вироби можуть стати дієтичним продуктом, який буде забезпечувати організм людини необхідними поживними речовинами. Встановлено, що локшина з амаранту має недостатню міцність для виробництва, через це виробники комбінували амарант з іншими видами сировини. Визначено, що додавання альбуміну, ксантану, гуарану значно покращує властивості макаронних виробів. Експериментально встановлено співвідношення рецептурних інгредієнтів, що забезпечили отримання якісних виробів: 15% альбуміну, 0,7% ксантану, та 0,5% гуарану до борошна з амаранту. Визначено органолептичні та варильні показники якості розроблених виробів. Встановлено втрати при варінні макаронних виробів, їх залежність від виду додаткової сировини. Підтверджено дію альбуміну, ксантану, гуарану як речовин, що забезпечують твердість та консистенцію виробів, знижують втрати при варінні. Визначено вологість готових макаронних виробів. Оцінено їх міцність, твердість, форму та консистенцію. Акцентовано увагу на занижену міцність макаронних виробів з борошна амаранту та необхідність пакування їх у коробки з твердого картону. Розглянуто можливість запровадження виробництва макаронних виробів на потоково-механізованих лініях.
Математичне моделювання температурного режиму фанкойла
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Захарченко, Анастасія Сергіївна; Степанець, Олександр Васильович
Фанкойли широко використовуються у системах опалення та кондиціювання як в житлових будівлях, так і комерційних приміщеннях. У роботі розглядається питання створення математичної моделі фанкойла для використання в системах контролю, побудови цифрових двійників тощо. Розробка моделей компонентів інженерних систем будівлі сприяє впровадженню складніших алгоритмів керування та аналітики для узгодження роботи обладнання і, в результаті, підвищенню енергоефективності систем, можливості дослідження динаміки систем тощо. В роботі використано систему рівнянь теплового балансу для теплоносія, повітря та стінок теплообмінника, що дозволяє моделювати роботу системи в перехідних режимах. Значну увагу було приділено розрахунку параметрів теплоносія та повітря, що включає питому теплоємність, коефіцієнти тепловіддачі, теплопровідності води та повітря, коефіцієнти кінематичної в'язкості, густина тощо. Було запропоновано використання динамічного обчислення характеристик теплоносія та повітря, реалізовано алгоритм із застосуванням мови програмування Python та бібліотек CoolProp, SciPy, NumPy та представлено результати моделювання. Для оцінки ефективності запропонованих рішень виконано порівняльний аналіз результатів моделювання для системи з постійними значеннями параметрів теплоносія та повітря, визначеними за усередненими початковими значеннями вхідних та вихідних параметрів моделі, порівняно з системою з динамічним розрахунком. На кінець досліджено динаміку впливу зовнішніх факторів на результати моделювання та представлено аналіз впливу вхідних змінних моделі на вихідні значення температури через неявні зв'язки в розрахунках параметрів, що характеризують теплоносій та повітря у фанкойлі. За результатами порівняння було оцінено відхилення у результатах моделювання досліджуваних моделей для розрахованого значення теплової потужності зі сторони повітря в абсолютних і відносних одиницях.
Моделювання вмісту компонентів композиційних електролітичних покриттів від густини струму поляризації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ненастіна, Тетяна Олександрівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Проскурина, Валерія Олегівна; Горохівська, Наталя Валентинівна
Електроосадження композиційних покриттів тугоплавкими металами та цирконієм з кобальтом дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення.. Однією з причин обмеженого використання електролітичного способу нанесення покриттів такими композитами є складність керування процесом. Властивості сплавів підгрупи заліза з тугоплавкими металами та їх композитами залежить не тільки від хімічного складу, тобто вмісту тугоплавкого компонента, але і від умов осадження. Варіювання густини струму поляризації дозволяє осаджувати покриття різного складу, а відповідно, і різних функціональних властивостей. Основу роботи становили експериментальні дослідження фізико-хімічних закономірностей електролітичного осадження композиційних покриттів на основі кобальта в гальваностатичному режимі. Метою роботи було розроблення математичної моделі залежності формування кобальтвмісних композиційних покриттів від густини струму поляризації. Проблема опису електрохімічного осадження металів, сплавів і композиційних покриттів є актуальною, оскільки математичне моделювання являє собою невід’ємну складову розробки нових та вдосконалення існуючих систем. Для керування складом композиційних електролітичних покриттів на основі кобальту запропонована математична модель, що дозволяє отримувати покритті напередзаданого складу при варіюванні густини робочого струму. Встановлено, що керування складом покриттів, зокрема вмістом Со, Мо, W, можна шляхом варіювання густини струму електролізу, використовуючи розроблені досить прості математичні моделі. Включення Zr до складу композиційних покриттів описується більш складною моделлю, в якій значення параметрів залежать як від концентрації компонентів електроліту, так і умов електролізу.
Моделювання електромагнітних процесів у робочій зоні спеціальних пристроїв з урахуванням впливу магнітного екрану
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Крячок, Олександр Степанович; Сушко, Дмитро Анатолійович
Робота присвячена створенню сучасної веб-орієнтованої програмної платформи для проектування магнітних систем спеціальних приладів та електричних машин нових поколінь, що побудовані на базі постійних магнітів. Розв’язання задачі підвищення точності виконуваних розрахунків обумовлює необхідність розробки нових математичних моделей, що враховують екрануючий вплив елементів конструкції на фізичні процеси в електромеханічних пристроях. Для отримання математичних виразів з розрахунку складових напруженості магнітного поля в заданих точках кусково-однорідного простору застосовано метод вторинних джерел. У якості досліджуваної системи обрано узагальнену конструкцію магнітного підвісу, що побудована на базі включених назустріч один одному постійних магнітів. Уся конструкція розміщена в корпусі-екрані. Оскільки електромагнітна система пристрою в своїй конструкції містить деталі складної форми та має нелінійні характеристики середовища, для отримання математичної моделі запропоновано підхід, який базується на тому, що для кусково-однорідного середовища задачу розрахунку магнітного поля можна сформулювати у вигляді системи лінійних інтегральних рівнянь Фредгольма другого роду. У відповідності до методу вторинних джерел, розв’язок задачі розрахунку поля розділено на два етапи: спочатку знаходиться розподіл додаткових джерел, дія яких еквівалентна впливу неоднорідного середовища на фізичні процеси в робочій зоні, а на наступному етапі за принципом суперпозиції полів розраховується сумарне магнітне поле, що спричинене присутністю первинних та вторинних джерел. На основі отриманої математичної моделі розроблено розрахунковий алгоритм та створено веб-орієнтовану програмну систему для моделювання характеристик магнітного поля. З використанням розробленого програмного застосунку проведено чисельні експерименти по моделюванню магнітного поля у робочій зоні електротехнічного пристрою за заданими електрофізичними та геометричними параметрами конструкції. Запропонований підхід може бути використаний для розв’язання інших подібних задач, коли необхідно розрахувати характеристики системи, що містить постійні магніти в умовах кусково-однорідного середовища.
Переробка пташиного посліду в енергетичних цілях в технологіях захисту довкілля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чубур, Вікторія Сергіївна; Черниш, Єлізавета Юріївна; Скиданенко, Максим Сергійович; Данилов, Дмитро Володимирович; Білоус, Олексій Олександрович
Розглянуто фактори екологічної небезпеки від накопичення пташиного посліду разом з перевагами та недоліками технологій переробки стоків пташиного посліду. Акцентована увага на методі анаеробної переробки з отриманням біогазу та добрива підвищеної якості. У роботі досліджується метод інтенсифікації анаеробного зброджування із застосуванням попередньої додаткової ультразвукової обробки в процесі анаеробного зброджування органічних відходів з отриманням біогазу. Додаткова ультразвукова обробка допомагає розкладати органічні відходи та вивільняє більше енергії для перетворення в метан, за рахунок фізичної дезінтеграції речовини та покращення хімічної структури субстрату за рахунок вільних радикалів, що додаються за умови кавітаційного розпаду бульбашок. Лабораторно перевірено ефективність використання додаткової ультразвукової обробки в процесі анаеробного зброджування в порівнянні показників виходу біогазу та параметрів анаеробного процесу. Обраний метод контролювався за показниками водневого показника (pH), окисно-відновного потенціалу (ОВП), загальної мінералізації речовини (TDS), та якісним та кількісним компонентним складом біогазу. Проаналізовано, що ультразвукова обробка субстрату на стадіях попередньої підготовки для подальшого процесу анаеробного зброджування збільшує вихід біогазу. Лабораторно підтверджено збільшення продуктивності біогазу біосистем анаеробного зброджування з попередньою обробкою субстрату ультразвуком з контрольним експериментом без попередньою обробки в 1,3 рази за двадцять п’ять днів дослідження та загальним досягненням продуктивності біогазу на рівні 10 л. Теоретично розраховано зниження терміну окупності від 5,0 до 2,5 років біогазової установки реалізації комбінованої системи утилізації органічних відходів з додатковим встановлення системи попередньої обробки. Проаналізовано можливості міжнародних грантових платформ для фінансування та впровадження інноваційних біогазових проєктів на місцях, зокрема орієнтованих на спільноту України.
Резонансний підсилювач активної електричної потужності періодичних імпульсів струму
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Батигін, Юрій Вікторович; Єрьоміна, Олена Федорівна; Шиндерук, Світлана Олександрівна; Чаплигін, Євген Олександрович
Запропоновано еквівалентну схему та теоретично обґрунтовано дієздатність резонансного підсилювача середньої активної електричної потужності періодичних імпульсів струму, що генеруються у навантаженні. Підсилювач складається з двох послідовних активно-реактивних контурів із загальним ємнісним накопичувачем енергії. У першому контурі в режимі резонансу напруг здійснюється його заряд, причому зарядна напруга перевищує напругу джерела в число разів, що дорівнює величині добротності контуру. Після закінчення заряду до заданого рівня енергії ємність розряджається через індуктивність на активне навантаження. Періодичність заряду та розряду забезпечується узгодженою роботою комутаторів у контурах схеми із заданою частотою їх синхронного перемикання. Принципово запропонований підсилювач активної електричної потужності складається з підсилювача реактивної потужності (зарядний контур) і перетворювача реактивної потужності в активну потужність генерованого струму (розрядний контур). Отримані аналітичні співвідношення дозволяють орієнтуватися у величині зарядної напруги на ємності, яка може бути отримана залежно від часу заряду. Так, максимальна напруга, що встановлюється добротністю прийнятого для чисельних оцінок зарядного контуру, вимагає заряду протягом 0,004 с. Однак, вже 50% максимуму напруги досягається за набагато менший час ~ 0,0005 с (майже на порядок нижче за протяжність заряду до максимуму). Знайдені вирази для характеристик процесів у розрядному контурі дозволяють здійснити вибір параметрів таким чином, щоб забезпечити найбільший коефіцієнт посилення середньої потужності періодичної послідовності струмових імпульсів, що генеруються в активному навантаженні підсилювача. Показано, що значення середньої електричної потужності в навантаженні повинно залежати від співвідношення часів заряду та розряду, оскільки при заряді ємнісного накопичувача струм навантаження дорівнює нулю. Отримано, що величина посилення може на порядок перевищувати відповідний енергетичний показник джерела потужності.
Роль м'яса птиці в нутрієнтному балансі харчових раціонів молоді
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Кондратюк, Наталія Вячеславівна; Чернявська, Анна Юріївна; Савченко, Аліна Миколаївна; Котов, Олексій Олександрович; Карпенко, Сергій Олександрович
Розглянуто питання про напрямки удосконалення харчових раціонів молоді шляхом розробки технологій комбінованих продуктів та страв, які мають посилену функцію оздоровлення. Розглянуто сучасну проблематику ролі здорового харчування на шляху покращення стану здоров'я молоді. Зазначено актуальну для наукових розробок тенденцію змін формування харчових раціонів для зростаючого організму, готового до репродукції. За результатами наведеного аналітичного огляду сучасних тенденцій, що стосуються змін у харчуванні окресленої групи населення, намічено шляхи створення розробок технологій нових комбінованих страв на основі м’яса птиці з можливістю впровадження їх у виробництво. Описано нові підходи і сучасні світові тенденції до створення комбінованих продуктів з високою харчовою та біологічною цінністю на користь зростаючого організму. Позначено сутність виробництва та необхідність споживання такої харчової продукції шляхом надання характеристик основних та додатково внесених складових. Розглядається питання про шляхи удосконалення технології страв з м'ясних напівфабрикатів за рахунок розробки нових композицій інгредієнтів з оздоровчими властивостями у складі маринувальних сумішей для покращення органолептичних, технологічних та фізіологічних характеристик готової харчової продукції для харчування молоді. Доведено, що нове покоління харчових продуктів та страв відповідає вимогам сучасної нутриціології та здатно забезпечити зростаючий організм доступними оздоровчими (функціональними) продуктами та/або інгредієнтами, адже зазначається, що стан здоров’я молодого покоління та якість його подальшого життя безпосередньо залежить від якості та структури харчування. Розглянуті пропозиції з удосконалення страв з птиці стосуються проведення додаткової вітамінізації та скорочення часу теплової обробки за рахунок попереднього маринування у соці цитрусових та плодових (мандаринів, ананасів інших плодів та ягід). Запропоновані технологічні прийоми дозволили розробити технологію нової страви з птаха – «Індичка з гарніром «Fruit-mix», під час виготовлення якої не тільки зменшено час виготовлення страви майже на 15 % і збагачено її вітамінами, зокрема вітаміном С, а й надано низку корисних властивостей готовій страві завдяки вмісту харчових волокон, що містяться у гарнірі.
Селективне поверхневе зміцнення валу механізму передач роботизованою лазерною 3D системою
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Лесик, Дмитро Анатолійович; Грушка, Матей; Сідун, Карина Юріївна; Данилейко, Олександр Олександрович; Кифоренко, Дмитро Сергійович; Джемелінський, Віталій Васильович
Запропоновано роботизований лазерний метод 3D-зміцнення в якості фінішної операції для збільшення зносостійкості готових металевих виробів. Процес лазерного зміцнення поверхневого шару виробів шляхом зміни його структури є одним із найбільш ефективних методів селективного поверхневого зміцнення. Термічне зміцнення металів та сплавів лазерним випромінюванням основане на локальному нагріванні ділянки поверхні під впливом випромінювання та подальшому охолодженні цієї поверхневої ділянки з надкритичною швидкістю внаслідок тепловідведення теплоти у внутрішні шари металу. Використана роботизована лазерна 3D система (промисловий робот FANUC та сканувальна оптика SCANLAB) дозволяє обробляти поверхні будь-якої складності та геометрії, включаючи вали механізму передач сівалки зернотукової. Виявлено, що розробка й удосконалення технологічного процесу виготовлення сталевих валів редуктора сівалки зернотукової є актуальною технологічною задачею внаслідок швидкого виходу валу із експлуатації, що призводить до витрат часу та коштів на його заміну. Найбільш навантаженні ділянки валу було попередньо оцінено з використанням пакету програмного забезпечення SolidWorks Simulation. Для високоякісної лазерної поверхневої обробки валу механізму передач із сталі 65Г, застосовується високопотужний дисковий твердотільний лазер TruDisk 8002 з максимальною потужністю лазера 8 кВт. Лазерна поверхнева термообробка здійснювалась за стратегією постійної потужності (безперервний режим), варіюючи потужність лазера в межах 1,35–2,25 кВт. На основі двохкомпонентної діаграми стану Fe-Mn, попередньо передбачали критичні точки температури повної аустенізації досліджуваної сталі з урахуванням хімічного складу матеріалу. Крім цього, оцінювали величини щільності енергії лазерного променя діаметром 1 мм на робочій поверхні. Результати показали, що твердість поверхні валу була приблизно в 2,5 рази вище проти необробленої поверхні. Встановлено робочі діапазони параметрів лазерної термообробки валу редуктора для підвищення інтенсивності зміцнення (100–150%) відповідальних зон.
Система контролю технологічного процесу виготовлення господарського мила
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Григоренко, Ігор Володимирович; Андрєєв, Денис Артемович
На сьогодні неможливо уявити складний, сучасний технологічний процес без використання інформаційно-вимірювальної системи. Без таких систем неможливо проводити вимірювання параметрів технологічного процесу, щоб своєчасно прийняти рішення про необхідність корекції поточних значень, шляхом впливу на технологію, або процеси, що відбуваються при виробництві. Контроль за зміною параметрів технологічного процесу є актуальною задачею сучасної вимірювальної техніки. Значущим аспектом є підтримка метрологічної надійності таких систем. Постійний розвиток технологій виробництва елементної бази дає можливість розробляти інформаційно-вимірювальні системи не тільки з високими показниками точності, але й з високою метрологічною надійністю. Також системи стають дешевшими і їх може собі дозволити будь яке підприємство, виходячи зі своїх потреб. Первинні вимірювальні перетворювачі у таких системах контролю, беруть на себе найбільше навантаження по метрологічній точності результатів вимірювань. Такий розподіл вкладу у сумарну похибку вимірювань з боку датчиків накладає особливі вимоги до їх технічних характеристик. У статті представлено систему контролю технологічного процесу виготовлення господарського мила, яка побудована з використанням сучасної елементної бази, що дає можливість з високою точністю проводити вимірювання основних параметрів технологічного процесу (об'єкту) і діяти на об’єкт завдяки виконавчим пристроям. Необхідність цієї дії визначається при порівнянні поточного значення параметра, що контролюється з уставкою (заздалегідь встановленим критичним значенням). Така процедура виконується завдяки програмі, що завантажена у мікроконтролер. У статті наведено структурну схему інформаційно-вимірювальної системи, елементна база на прикладі датчиків параметрів, що контролюються, схема електрична-принципова, а також аналіз похибок по каналам вимірювання. Доведено, що похибки вимірювань по кожному з каналів не перевищує встановлене значення 1,0 %.
Трансестерифікація тригліцеридів пропан-2-олом у присутності сульфатної кислоти
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Мельник, Юрій Романович; Мельник, Степан Романович; Магорівська, Галина Ярославівна
Досліджено закономірності трансестерифікації тригліцеридів соняшникової олії пропан-2-олом, каталізованої сульфатною кислотою. Визначено вплив вмісту гомогенного кислотного каталізатора та мольного співвідношення тригліцериди соняшникової олії : пропан-2-ол на конверсію реагентів, селективність утворення діізопропілового етеру, кислотне число та колір продуктів реакції за йодною шкалою. Встановлено, що збільшення вмісту сульфатної кислоти в реакційній суміші від 1 до 3 мас. % веде до незначного зростання конверсії тригліцеридів та істотного підвищення конверсії пропан-2-олу. Подальше збільшення вмісту кислотного каталізатора спричиняє зниження конверсії як тригліцеридів, так і спирту. Співставлення отриманих результатів із даними щодо складу продуктів реакції дало змогу зробити висновок, що істотне підвищення конверсії пропан-2-олу при збільшенні вмісту сульфатної кислоти до 3–4 мас. % зумовлене зростанням селективності утворення діізопропілового етеру з 5 % при вмісті кислотного каталізатора 1 мас. % до майже 65 % при вмісті сульфатної кислоти 4 мас. %. Показано, що збільшення вмісту сульфатної кислоти в реакційній суміші також веде до підвищення кольору продуктів реакції за йодною шкалою практично в 5 разів, що також свідчить про перебіг побічних реакцій конденсації та осмолення за участю подвійних зв’язків вищих жирних кислот, які входять до складу тригліцеридів. Встановлено, що зі збільшенням вмісту кислотного каталізатора в реакційній суміші закономірно зростає кислотне число продуктів реакції. Показано, що значення кислотного числа продуктів реакцій визначається саме кількістю застосовуваного кислотного каталізатора. Показано, що активність сульфатної кислоти в реакції трансестерифікації тригліцеридів соняшникової олії є дещо нижчою за активність катіоніту КУ-2-8, який за однакових умов забезпечує більш ніж на 15 % вищу конверсію тригліцеридів при нижчому значенні кольору продуктів реакції за йодною шкалою та відсутністю перебігу побічної реакції утворення діізопропілового етеру. Зроблено висновок про ефективність застосування сульфатної кислоти як каталізатора трансестерифікації тригліцеридів пропан-2-олом.