Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/77384

Офіційний сайт http://vestnik2079-5459.khpi.edu.ua/

Журнал публікує наукові результати та досягнення мультидисциплінарних досліджень молодих науковців широкого профілю у сферах машинобудування, енергетики, технологій органічних і неорганічних речовин, екології, інформаційних технологій і систем управління, техніки та електрофізики високих напруг, а також з фундаментальних аспектів сучасних технологій.

Рік заснування: 2001. Періодичність: 4 рази на рік. p-ISSN: 2079-5459 e-ISSN: 2413-4295

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 30

Energy and operational analysis of continuous surveillance systems based on multirotor UAVs
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Los, Andrii; Veligorskyi, Oleksandr
Drones are used in many applications, including continuous surveillance and monitoring. They can be used in cases, when the deployment time of surveillance system should be as fast as possible, or when a centralized electric grid is not available: accompanying fire extinguishing and liquidation of emergencies, 24/7 surveillance of the border area, monitoring of open-air events. They also can be used as stationary cameras, carrier of means of radio-electronic intelligence, weather conditions intelligence in airport areas, monitoring of crops, etc. The optimal solution for surveillance of large areas, such as critical infrastructure facilities (nuclear power plants, dams), and military facilities (field bases, ammunition warehouses), is the utilization of a group of drones when a single drone will observe his sector. The development of such systems and analysis of conditions for continuous surveillance taking into account the limitations of drone batteries require deep studies of drone energy consumption in various operation modes. The paper proposes a comprehensive investigation of operation modes of continuous surveillance systems, based on drones with electric-supplied propulsion systems, and optimization of its parameters. In the study, a comprehensive analysis of drones’ energy demands was done and conditions for continuous surveillance were found. Finally, the conclusion was set that external parameters, such as wind speed and direction, can significantly decrease the achievable distance to the observing point.
Розробка дослідного стенду для автоматичного визначення швидкості руху, витрати та температури димового потоку
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Довгополов, Андрій Юрійович; Колесник, Віталій Олександрович; Ланчинський, Вадим Григорович; Кириленко, Максим Русланович; Ярош, Віталій Юрійович
На сьогодні створення нових або вдосконалення існуючих систем димового маскування автомобільного транспорту є актуальною інженерною задачею, що може забезпечуватися використанням димових шашок різного хімічного складу. Натурне випробування ефективності димових шашок різного складу є вартісною процедурою, що передбачає використання великої кількості шашок для накопичення статистки. Однак у сучасних умовах визначення параметрів розповсюдження димового потоку в залежності від атмосферних умов та складу шашки, може бути виконано методами чисельного чи імітаційного моделювання, для використання яких є достатнім вимірювання обмеженої вибірки зразків на експериментальному стенді для визначення необхідних параметрів димового потоку, з метою використання цих результатів при внесені граничних умов моделі. Проведені дослідження, пов’язані із розробкою дослідного стенду для визначення швидкості руху, витрати та температури димового потоку. Описані основні етапи створення дослідного стенду та наведені результати проведених вимірювань, отримані значення швидкості димового потоку та його температури. Для вирішення задач дослідження було використано методику ДСТУ 8725:2017. Отримання даних було забезпечено поєднанням методу штучної термопари та частотний метод вимірювання обертання крильчатки.
Фазоімпульсний ферозонд для вимірювання магнітного поля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Крикун, Вадим Романович; Хомяк, Юрій Валентинович; Корнєв, Іван Костянтинович
Розглянуто перспективний напрямок розвитку вимірювальних приладів, заснованих на фазоімпульсному принципі. Представлені результати досліджень однострижневого ферозонда, що функціонує на основі фазоімпульсного принципу вимірювання магнітного поля. Основною метою було проведення математичних досліджень для оптимізації параметрів ферозонда та визначення його робочих характеристик в умовах різних магнітних полів. Застосовані математичні моделі дозволили глибоко проаналізувати процеси, які відбуваються всередині ферозонда під час вимірювань, забезпечуючи комплексний підхід до вивчення його роботи. Окрему увагу приділено впливу зовнішніх чинників, таких як температурні коливання, наявність сторонніх магнітних полів і інших завад, на точність вимірювань. Це дозволило виявити умови, за яких точність і стабільність роботи ферозонда залишаються на високому рівні. Експериментальні дослідження підтвердили ефективність фазоімпульсного принципу вимірювання, виявивши високу чутливість і швидкодію однострижневого ферозонда. Ці характеристики роблять його перспективним для застосування в різних наукових та технічних галузях, де необхідні точні вимірювання магнітного поля. Детально описані конструктивні особливості ферозонда, методологія проведення експериментальних досліджень, а також алгоритми обробки отриманих даних.
Відходи виробництва цукру та їх раціональне використання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Безпала, Анастасія Олексіївна; Шаповал, Анастасія Валеріївна; Савайло, Денис Ігорович; Демидова, Анастасія Олександрівна; Півень, Олена Миколаївна
У процесі переробки сільськогосподарських культур утворюється велика кількість відходів. Більшість з них можна використати як джерела енергії, добрива, складові кормів, сировину для харчових, фармацевтичних та інших виробництв тощо. Таким чином одним з найбільш перспективних напрямів розвитку агропереробного сектору України є впровадження технологій перетворення відходів на продукти з високою доданою вартістю. Одержання цукру з цукрових буряків супроводжується утворенням великої кількості різноманітних лігноцелюлозних відходів, утилізація яких становить велику екологічну проблему. Для формулювання подальших шляхів впровадження ресурсоощадних технологій виробництва бурякового цукру детально вивчено перспективні методи використання його відходів. В статті наведені методи валоризації цукрового виробництва за рахунок використання меляси, бурякового бадилля та жому. Розвиток агропромислового комплексу України буде пов'язаний з біопереробкою різноманітних відходів, біотехнологічні методи сьогодні є потужним способом підвищення рентабельності багатьох харчових виробництв, у тому числі цукрового. Окремою важливою проблемою зменшення навантаження на навколишнє середовище є розроблення технологій використання поновлювальних джерел енергії, в статті показано перспективність використання відходів виробництва цукру як джерел чистих, ефективних технологій одержання енергії, цінних хімічних речовин, у тому числі біопалива. Продемонстрована можливість одержанням на базі цукрових відходів етилового спирту, харчових кислот, ферментів, білку, пекарських дріжджів, пектину, харчових добавок, біодобрив, цінних кормових компонентів тощо.
Розробка штучної нейронної мережі з можливістю донавчання, зберігання й відновлення зі своєї пам'яті множин асоціативних зображень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Заковоротний, Олександр Юрійович; Орлова, Тетяна Олександрівна
Створено нову багатонаправлену штучну нейронну мережу, яка може використовуватися у автоматизованих системах керування для управління складними технічними об'єктами. Описано структуру та принципи функціонування розробленої штучної нейронної мережі. Архітектура мережі заснована на перебудові багатонаправленої нейромережевої пам’яті через інтеграцію в його структуру N модулів, заснованих на дискретних нейронних мережах адаптивної резонансної теорії та проміжного шару нейронів, в якому елементи зв'язані парами двонаправлених зважених зв'язків, що містить відповіді елементи розпізнавальних шарів N одноакових модулів, які функціонують паралельно, причому кожний модуль є дискретною нейронною мережею АРТ-1У. Кожен модуль складається з шарів інтерфейсних елементів, нейронні структури яких пов'язані з відповідними сенсорними елементами через бінарні двонаправлені зв'язки, організовані у пари. Модулі також мають розпізнавальні шари елементів, нейрони яких встановлюють зв'язок з відповідними їм інтерфейсними шарами через пари двонаправлених зважених зв'язків з безперервними ваговими коефіцієнтами. У складі модулів також присутні вирішуючі нейрони, які зв'язані гальмуючими й збудливими зв'язками з усіма елементами інтерфейсних, розпізнавальних та сенсорних шарів. Крім того, є керуючі нейрони, які також зв'язані гальмуючими й збудливими зв'язками з усіма елементами шарів (сенсорних, інтерфейсних й розпізнавальних) та додатково, вони зв'язані з керуючими нейронами, які мають зв'язки зі всіма нейронами в проміжному шарі елементів нейронної мережі.. Підтверджено, що додаванням перерахованих вище елементів в структуру нової штучної нейронної мережі досягається можливість роботи пристрою багатонаправленої нейромережевої пам’яті з асоціативними зображеннями та можливістю донавчання в процесі функціонування. Проведено порівняльний аналіз з існуючою мережею для розпізнавання образів. Зазначені переваги та недоліки багатонаправленої нейромережевої пам’яті. Визначені удосконалені алгоритми розпізнавання й класифікації образів, завдяки яким багатонаправлена нейромережева пам’ять здатна донавчатися під час своєї роботи, а також зберігати та відтворювати множини асоціативних зображень зі своєї пам’яті.
Modification of frictional surfaces of bearings by addition of nanoparticle compositions to lubricants
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Lyubchenko, Olena; Gapochenko, Svitlana
The results of a study of the effect of additives to lubricating oils on changes in the structure of the friction surface and, as a consequence, the tribological characteristics of the "steel to steel" friction pair are presented. The experiments were conducted using a standard "disk-disk" scheme on a friction machine with double cycles of step loading. The material of the disks was bearing steel ШХ-15 with a hardness of 61-63 HRC. Changes in the surface structure were monitored using a binocular microscope. A detailed study of the friction surfaces was carried out using a scanning electron microscope. The microhardness of the friction surfaces was also measured before and after loading. Quantitative changes in the surface relief were determined using a profilometer. The study of the friction surface, conducted using X-ray fluorescence analysis, revealed changes in the composition of the surface layer, which can be explained by the formation of a surface servovite film, which includes elements from the used additive to lubricant (silicon, magnesium, manganese, aluminum, sulfur). The increase in the microhardness of the friction surface when working with the additive from 4.1 GPa to 6.6 GPa, which has a positive effect on the tribological characteristics, is also explained by the formation of a servovite film, which can significantly improve the friction conditions, as well as reduce damage and wear of surfaces. Using scanning electron microscopy, surface waviness oriented at large angles (close to the normal) to the direction of deformation during friction was revealed. It was assumed that the reason for the formation of such a surface relief is microplastic deformation under the action of bias stresses arising in the surface layers of the friction pair. The structural changes observed during friction with the use of a lubricant additive support the assumption of the formation of a ceramic (servovite) film, which has a significantly greater reserve of plasticity compared to a surface with an oxide film, usually present on the surface during friction with a lubricant without an additive.
Особливості роботи імпульсного регулятора понижувального типу на акумулятор
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ромашко, Володимир Якович; Батрак, Лариса Миколаївна
Проаналізовано особливості роботи імпульсних регуляторів на акумулятор. Такі регулятори часто використовують для узгодження вихідного опору джерела живлення з опором навантаження. Це необхідно для забезпечення можливості відбирання максимальної потужності від джерела при змінах величини опору навантаження. У випадку використання нетрадиційних та відновлюваних джерел електричної енергії, для більш рівномірного надходження енергії до навантаження, на виході регулятора вмикають акумулятор, який працює в буферному режимі. У таких випадках навантаженням регулятора буде акумулятор, а роль навантаження джерела виконуватиме вхідний опір імпульсного регулятора. Для підвищення надійності роботи акумулятора, треба мати можливість регулювання його зарядного та розрядного струму за допомогою імпульсного регулятора. Для забезпечення виконання зазначених функцій, треба знати регулювальні характеристики регулятора. В роботі проаналізовано особливості роботи імпульсного регулятора понижувального типу на акумулятор, а також визначено умови для забезпечення передачі максимальної потужності від джерела до навантаження. З цією метою було отримано і проаналізовано регулювальні характеристики регулятора, з урахуванням наявності акумулятора на його виході. Оскільки в режимі відбирання максимальної потужності вихідний опір джерела та опір навантаження повинні мати величину одного порядку, при визначенні регулювальних характеристик необхідно враховувати внутрішній опір джерела живлення. Показано, що за наявності акумулятора на виході регулятора, він працюватиме у режимі регулювання струму. При цьому діапазон регулювання буде обмеженим і залежатиме від величини напруги на акумуляторі. Визначено умови, за яких забезпечується відбирання максимальної потужності від джерела живлення. Вказано рекомендовану величину відносної напруги на акумуляторі, за якої забезпечується можливість відбирання максимальної потужності, а також плавне регулювання струму заряду акумулятора в широкому діапазоні.
Трансестерифікація тригліцеридів аліфатичними спиртами на цеолітах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Мельник, Юрій Романович; Маласняк, Роман Михайлович; Сірик, Катерина Михайлівна; Мельник, Степан Романович
Наведено результати дослідження закономірностей трансестерифікації тригліцеридів аліфатичними спиртами C1–С3 у присутності гетерогенних каталізаторів – цеолітів марок NaX, NaY та СаА. Визначено вплив виду цеоліту на конверсію та початкову швидкість трансестерифікації тригліцеридів. Встановлено, що закономірності трансестерифікації тригліцеридів у присутності досліджених каталізаторів є схожими. Показано, що у початковий період реакції відбувається перетворення основної кількості тригліцеридів. Встановлено, що при метанолізі конверсія тригліцеридів за перші 60 хв. реакції досягає 86–96 %, тоді як при трансестерифікації етанолом чи пропан-1-олом – 29– 63%. Подальше збільшення тривалості реакції до 150 хв. практично не впливає на конверсію тригліцеридів при їх трансестерифікації метанолом, та дає змогу підвищити її на 8–11% при трансестерифікації етанолом та пропан-1-олом. Показано, що конверсія тригліцеридів, що досягається за 150 хв. добре корелює із значенням конверсії тригліцеридів за початковий період реакції. Встановлено, що конверсія тригліцеридів за 150 хв. при каталізі цеолітами NaX та NaY є значно вищою, ніж при застосуванні як каталізатора цеоліту СаА. Зроблено висновок, що конверсію тригліцеридів істотно впливає виді іону лужного чи лужноземельного металу, що входить до складу цеоліту, і значно менше будова його кристалічної гратки. Показано, що каталітична активність цеолітів залежить від катіону лужного чи лужноземельного металу, що входить до його складу. Початкова швидкість реакції трансестерифікації тригліцеридів метанолом є в 1,7–4,3 рази вищою, ніж при трансестерифікації етанолом чи пропан-1-олом. Показано, що початкова швидкість трансестерифікації тригліцеридів при каталізі цеолітами NaX та NaY є в 1,6–3,1 рази вищою, ніж при каталізі цеолітом СаА. Встановлено, що існує задовільна кореляція між початковою швидкістю трансестерифікації та конверсією тригліцеридів.
Товарна характеристика плодів черешні після зберігання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Іванова, Ірина Євгенівна; Сердюк, Марина Єгорівна; Войцехівський, Володимир Іванович; Мартиртосян, Ірина Ашотівна
Акцентовано увагу на проведенні товарної оцінки плодів черешні після зберігання за різних способів попереднього охолодження. Для дослідження були використані плоди черешні трьох модельних сортів різного терміну достигання: Валерій Чкалов, Мелітопольська чорна, Крупноплідна. Плоди збирали в споживчій стадії стиглості. Якість плодів відповідала стандартним вимогам ДСТУ 8153:2015 Черешня свіжа. Технічні умови. Відразу після збирання виконували інспекцію, сортування та калібрування плодів і пакували їх насипом у пластикові ящики по 10 кг в кожному. Попереднє охолодження плодів проводили безпосередньо після їх збирання пасивним повітряним способом, інтенсивним повітряним способом, гідроохолодженням, комбінованим способом. Суть комбінованого способу полягала у проведенні охолодження в два етапи: спочатку льодяною водою (1,0±0,5°С) з додаванням молочної і оцтової кислот до температури всередині плоду 4±1°С, потім - у камерах інтенсивного охолодження холодним повітрям (0±1°С) із швидкістю руху 3,0 м/с до температури 2±0,5°С. Зберігали плоди черешні за температури 1...2ºС, відносній вологості повітря 90...95 %. В результаті досліджень встановлено, що сумарна мінімальна кількість стандартної продукції після 40 діб зберігання була зафіксована в партіях черешень усіх сортів після повільного охолодження. За інтенсивного способу вихід стандартної продукції після 40 діб зберігання був на 5%, гідроохолодження – на 14%, комбінованого способу охолодження – на 15% вищим, як порівняти з повільним охолодженням. Найменша кількість технічного браку та абсолютного відходу після 40 діб зберігання зафіксована у партіях черешень, охолоджених комбінованим способом. Показано, що попереднє охолодження черешень розробленим комбінованим способом перед подальшим зберіганням забезпечує максимальне збереження товарних показників та високої біологічної цінності плодів.
Розроблення прототипу автоматизованої системи створення супровідних документів освітнього процесу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Цибульник, Сергій Олексійович; Накорик, Вікторія Валентинівна; Півторак, Діана Олександрівна
Автоматизовані системи у сфері освіти мають значний потенціал для розвитку та покращення навчального процесу. Їхня ефективність полягає не лише в швидкості, але й у можливості створення умов для більш доступного та персоналізованого процесу навчання. Впровадження цих систем сприяє створенню оптимального середовища для засвоєння знань, але вимагає вибору ретельного підходу для досягнення найкращих результатів. Одним із ключових аспектів автоматизації у цій галузі є створення, обробка та зберігання супровідних документів навчального процесу. Це дозволяє зменшити час, що витрачається на рутинні операції, такі як обробка, класифікація та зберігання документації. Підвищення продуктивності управління освітніми процесами через автоматизацію є важливим етапом у створенні більш ефективної системи освіти. Системи документообігу грають важливу роль у цьому контексті, допомагаючи підвищити прозорість та контроль над інформацією. Це стандартизує процеси роботи з документами, незалежно від їхнього формату – паперового чи електронного. Основні функції таких систем охоплюють керування процесом затвердження документів та контроль за різними версіями документації, для полегшення робочих процесів та збереження відповідності. У даній роботі було розроблено прототип автоматизованої системи створення супровідної документації освітнього процесу на прикладі силабусів. Розроблення прототипів автоматизованих систем – це важлива складова впровадження автоматизованих технологій у сфері освіти. У ролі одного з інструментів створення даної системи було використано Figma. Побудова макетних зразків автоматизованої системи за допомогою подібних інструментів дозволяє уникнути непотрібного дублювання роботи під час фази розроблення програмного забезпечення, оскільки елементи графічного інтерфейсу з кодовою базою їх оформлення можна перенести в кінцевий продукт. Для впровадження ефективної системи автоматизації у сфері освіти необхідно також враховувати потреби кінцевих користувачів. Отже, це надає можливість чітко уявити зовнішній вигляд та основні функціональні можливості розроблюваного програмного забезпечення та уникнути перевизначення вимог на пізніх етапах процесу розроблення. Такий комплексний підхід до використання автоматизованих технологій у сфері освіти дозволить забезпечити більш швидку та ефективну роботу навчальних закладів, створить сприятливе середовище для навчання та підвищить якість освіти в цілому.