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

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/64473

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

Новини

Журнал включено до Переліку наукових фахових видань України, категорія "Б" (накази МОН України №409 від 17.03.2020 та №886 від 02.07.2020) за спеціальностями 132-Матеріалознавство; 141- Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка; 142-Енергетичне машинобудування; 151-Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології; 152 -Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка; 161-Хімічні технології та інженерія; 181-Харчові технології

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 47

Програмний засіб інтерпретації результатів вертикального електричного зондування у вигляді тришарової геоелектричної структури
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Коліушко, Денис Георгійович; Руденко, Сергій Сергійович
Електротехнічний персонал при контролі стану заземлювального пристрою повинен самостійно вирішувати задачу інтерпретації результатів вертикального електричного зондування (ВЕЗ) ґрунту за допомогою власних знань та практичного досвіду. Під час інтерпретації застосовують застарілі палетки або ж дороговартісні програмні комплекси, які дозволяють аналізувати лише двошарові ґрунти. Це призводить до великої кількості помилок та неточностей в оцінці стану системи заземлення та погіршує їх роботу. У зв'язку з цим була розроблена програма для інтерпретації результатів ВЕЗ у вигляді тришарової геоелектричної структури. Програма реалізована на мові програмування Delphi та містить дві частини: обчислювальну та графічну. Обчислювальна частина програми використовує методи точкового джерела струму, Хука-Дживса, еквівалентування та методи теорії надійності для оптимізації визначення параметрів геоелектричної моделі. Графічна частина дозволяє користувачеві візуалізувати отримані результати та виконувати їх аналіз. Для підтвердження достовірності розробленої програми було проведено порівняння результатів експериментального вимірювання опору заземлювального пристрою з результатами розрахунку за допомогою програми для 65 підстанцій класом напруги 35 кВ одного з обленерго України. Отримані результати показали, що програма дає достовірні результати та може покращити якість контролю стану заземлювальних пристроїв, а відповідно підвищити надійність та безпеку експлуатації електричних станцій та підстанцій.
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.
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.
Розробка алгоритму обчислювальної процедури для розрахунку зон захисту блискавковідводів за міжнародним стандартом IEC 62305
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Коліушко, Денис Георгійович; Істомін, Олександр Євгенійович; Руденко, Сергій Сергійович; Кіприч, Світлана Вікторівна; Глєбов, Олег Юрійович
Продовжено серію публікацій щодо проблеми захисту від проявів блискавки в електричних станціях та підстанціях, особливо в умовах зниження стабільності функціонування енергосистеми України. Додатково актуальність роботи аргументовано збільшенням грозової активності на планеті в цілому та даними національної енергокомпанії в Україні, що призводить до аварійних вимкнень на лініях електропередачі. Розроблено систему алгоритмів для обчислювальної процедури при розрахунку зон захисту системи, яка складається з багаточисельних стрижньових і тросових блискавковідводів та захисних сіток, за методом сфери, що котиться. Зазначено, що більшість стратегічних енергооб'єктів в Україні мають системи блискавкозахисту, побудовані згідно застарілих стандартів, тому необхідна їх перевірка та модернізація з урахуванням діючих нормативних документів. Розроблено узагальнений алгоритм побудови зони захисту з використаннням методу Делоне та отриманих раніше математичних виразів, який в свою чергу складається з підалгоритмів: побудови полігональної сітки по точкам координат блискавковідводів, знаходження зон торкання сфери вершин полігональної сітки, побудови сітки вузлів точок аналізу, знаходження координати висоти для кожної точки аналізу, побудова поверхні захисту по координатам сітки вузлів точок аналізу. Виконано програмну реалізацію та показано приклад застосування алгоритмів при розрахунку захищеності діючої підстанції класом напруги 150 кВ. Наведено загальні особливості програмної реалізації в програмному комплексі LiGro. Розроблений програмний продукт знайшов своє застосування при модернізацію існуючих систем блискавкозахисту діючих енергетичних об'єктів України класом напруги 35-750 кВ.
Використання статистичного аналізу для контролю стабільності роботи кавової машини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Опришкін, Олександр Сергійович
Стабільність роботи кавової машини зазвичай пов'язують зі стабільністю потоку кави при приготуванні напою. Кава готується, коли гаряча вода під тиском проходить крізь шайбу з кавовим порошком. Швидкість потоку напою може змінюватися для різних екстракцій, що змушує бариста змінювати налаштування кавомолки. Ступінь помелу є одним з найважливіших факторів, що впливають на швидкість потоку напою. У роботі представлено результати експериментальних досліджень з визначення швидкості потоку кави та масової витрати при приготуванні напою. Для експерименту було обрано три партії кави від різних виробників (UAB "Kavos bankas", Литва; Jacobs Douwe egberts, Нідерланди; Сaffè Carraro SpA, Італія). Кожна партія була протестована із використанням 12 екстракцій. Кожна з екстракцій була отримана із щойно змеленої кави. Боби були подрібнені за допомогою професійної плоскої кавомолки з одними і тими ж самими налаштуваннями. Було запропоновано новий спосіб утворення кавової шайби, який дав більш стабільний, з точки зору швидкості потоку результат, ніж звичайний спосіб закладання меленої кави (з використанням шайби із однорідної сировини). Представлено результати, які підтверджують, що новий спосіб здатний знизити чутливість кавової машини до варіації властивостей кавового зерна (різні виробники, різні пакети із одної партії). Наведено результати проведеної перевірки гіпотези про відсутність порушень стабільності масової витрати кави за допомогою однофакторного дисперсійного аналізу (рівність середніх значень), лінійного регресійного аналізу (на відсутність впливу часу на величину показника на кожній виборці), коваріаційного аналізу (відсутність розходжень у функціональному впливі часу на величину стабільності швидкості потоку кави). Надано рекомендацій для бариста з використання запропонованого методу.
Підвищення максимального моменту спеціальних електродвигунів постійного струму з постійними магнітами
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Лазарєв, Георгій Венедиктович; Рибка, Яків Володимирович; Реуцький, Микола Олександрович; Крячок, Олександр Степанович; Шиманська, Анна Анатоліївна
У роботі запропоновані методи підвищення максимального крутного моменту вбудованих моментних електродвигунів постійного струму шляхом варіювання їх конструкції (діаметра дроту обмотки якоря; розмірів якоря з метою збільшення кількості провідників, розташованих на його зовнішній поверхні; зміною схеми обмотки) при збереженні приєднувальних розмірів, що є актуальною задачею при проєктуванні або модернізації електродвигунів для пристроїв автономного транспорту. Проведено низку розрахунків та експериментів, аналіз яких показав, що при збільшенні діаметра обмотувального дроту опір якірної обмотки зменшується і, як наслідок, пусковий момент збільшується, також зменшується споживана потужність та втрати в обмотці якоря. Але при цьому пусковий струм при сталій напрузі збільшується більш ніж у два рази, що вимагає збільшення встановленої потужності джерела живлення. Збільшення діаметра якоря дозволяє збільшити кількість провідників і поперечний переріз міді якоря при одночасному зменшенні ширини магніту і зменшенні магнітного потоку. В результаті відбувається зниження пускового моменту електродвигуна. Показано, що зміна схеми обмотки може призвести до значного ускладнення технологічного процесу виготовлення простої петлевої обмотки і складної багатопрохідної хвильової обмотки з більшою кількістю паралельних гілок та може створити проблеми з комутацією обмотки якоря. У роботі підтверджено, що збільшення діаметра обмотувального дроту є найефективнішим і найменш витратним способом збільшення максимального моменту вбудованих моментних електродвигунів постійного струму із збудженням від постійних магнітів і безпазовою конструкцією якоря, які знайшли своє застосування в пристроях автономних об'єктів (платформ). При цьому зміни вносяться тільки до конструкції якоря – зменшується діаметр якірного заліза і зменшується кількість витків у секції. Магнітна система, вузол щітка-колектор, підшипникові щити (за наявності) залишаються конструктивно без змін.
Підвищення енергоефективності переробки відходів збагачення руд електророзрядним методом
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Рачков, Олексій Миколайович; Денисюк, Тетяна Дмитрівна; Старков, Ігор Миколайович
Перспективною та доступною сировиною, порівнянною за вмістом золота та срібла з природними рудними родовищами, є лежалі хвости флотації руд. Нині накопичено мільярди тон хвостів збагачення руд, зміст цінних компонентів у яких часом перевищує їх у природних родовищах. Переробка хвостів збагачення руд з хвостосховищ для вилучення кольорових металів у більшості випадків вимагає складних схем збагачення і за техніко-економічними показниками та якістю концентратів вони неконкурентоспроможні порівняно з продуктами природної сировини. Експериментально досліджено електророзрядний спосіб дезінтеграції відходів збагачення руд для збільшення кількості доступних цільових компонентів, оснований на раціональній організації процесів дроблення та подрібнення стосовно завдань збагачення. Визначено величини тиску хвиль стиснення, які генерує електричний розряд, для розрахунку радіусу ефективного селективного впливу на досліджувані зразки відходів флотаційного збагачення мідно-цинкових руд. Встановлено необхідні умови для ефективної роботи технологічної частини обладнання: в обсязі дезінтегратора величина тиску, створюваного електророзрядом, не повинна бути меншою за межу міцності оброблюваного матеріалу на розтягування та водночас не повинна перевищувати міцність матеріалу дезінтегратора. Використання електророзрядного способу тонкого подрібнення рудної сировини забезпечує селективність дезінтеграції матеріалу за міжфазною межею "порожня порода - мінеральне включення", що дозволяє досягти значного збільшення кількості видобутих цінних металів при одночасному зниженні енерговитрат у 2 - 4 рази. Підвищення енергоефективності розглядається на прикладі відходів збагачення мідно-цинкових руд. Показано приріст кількості доступних цільових металів у відходах флотаційного збагачення мідно-цинкової руди після їх електророзрядної обробки. Приріст кількості міді, що видобувається з відходів збагачення мідно-цинкових руд, становив від 40 до 93 % мас., цинку, що видобувається – від 39 до 94 % мас., срібла, що видобувається – від 16 до 50 % мас.
Розробка веб-застосунку для автоматизації формування проєктних команд
(Development of a web application for automating the formation of project teams, 2023) Марусенко, Олексій Миколайович; Мєтєльов, Володимир Олександрович; Сенько, Альона Володимирівна; Стрілець, Юрій Валерійович
Розглядається задача розподілу студентів на проєктні роботи та формування проєктних команд. Розроблено структуру бази даних та проєкту, враховуючи в програмі різні рівні доступу до інформації. Також створені тести, які перевіряють функціональність та продуктивність програми. Проведено дослідження розподілу навантаження від користувачів, використовуючи розроблені тести. Розроблений додаток побудовано за клієнт-серверною архітектурою, взаємодія реалізована за допомогою REST API та протоколу HTTP. Серверна частина відповідає за обробку та перевірку даних, взаємодіє з базою даних. Клієнтська частина надає зручний та зрозумілий для користувача інтерфейс, отримує та передає дані серверу. Для вирішення поставленої задачі використовується мова програмування TypeScript та середовище Node.js, а також IDE JetBrains WebStorm. Реалізовано веб-додаток, який дає можливість розподіляти студентів на проєктні роботи та формувати проєктні команди, а також відстежувати виконання проєктів. Для використання функціоналу системи кожен користувач повинен бути авторизованим, зробити це можливо використовуючи логін та пароль. В системі є три типи користувачів: адміністратор, ментор та студент. Адміністратор проєкту має можливість створювати та керувати проєктами, самостійно формувати або задавати критерії розподілення команди, додавати до проєкту ментора. Проєкт розбивається на тижні протягом семестру, що дає можливість бачити прогрес роботи над проєктом усім користувачам системи. Ментор проєкту має можливість відмічати статус проєкту, видавати завдання студентам та робити нотатки по роботі кожного студента, створювати зустрічі, виставляти оцінки студентам у кінці семестру. Студенти мають можливість реєструватися на проєкт, переглядати деталі проєкту та матеріали, бачити завдання, які видає ментор, та відмічати прогрес по їх виконанню. Більшість дій у системі мають приходити у вигляді сповіщень на електронну пошту учасникам проєкту. Також реалізовано можливість нагадувань по електронній пошті про необхідність виконання завдань для студенів, та видачі завдань для ментора.
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.
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.
Розроблення рецептури сосисок з додаванням солодкої гірчиці
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Холод, Артем Михайлович; Пасічний, Василь Миколайович
В Україні, як і у всьому світі, постійно зростає споживання м'ясних продуктів. В останні роки в м’ясній галузі завдяки збільшенню конкуренції між підприємствами виникають питання поширення асортименту продуктів з використанням смакоароматичних композицій. Шляхом зростання цін на м'ясну сировину і енергоносії підприємства м'ясної галузі знаходяться в постійній економічній залежності від значного підвищення собівартості продуктів. На сьогодні є актуальним завдання формування показників безпечності та якості під час виробництва ковбас вареної групи. Удосконалення технології варених ковбас з додаванням рослинної сировини – зерен гірчиці, збагачених мінеральними речовинами та полінасиченими жирними кислотами для покращення якості і надання продукту покращених органолептичних властивостей, у сучасних умовах дефіциту м'ясної сировини та постійного її подорожчання є актуальним. Основним компонентом ковбасних виробів в Україні традиційно є свинина. Вона має велику засвоюваність. Дане м'ясо містить біологічно-повноцінні білки та жири в легкодоступній формі, а також вітаміни групи В. У складі дослідних рецептур м’ясних хлібів в якості наповнювача виступає гірчиця, що збільшує харчову цінність та покращує смакові якості продукту. Гірчиця стимулює розщеплення жиру та покращує перетравлення білків, при цьому активізується обмін речовин. Особливістю даного смакового наповнювача є те, що окрім зерен гірчиці в складі наповнювача у відповідних пропорціях додається мед, цукор, гвоздика мелена та винний оцет, що надає даній добавці солодкуватості з легкою пекучістю. В процесі дослідження доведено можливість покращення рецептур м'ясних хлібів з смаковими наповнювачами. Дана смакова композиція покращує функціональнотехнологічні властивості модельних фаршів: ВЗЗ на 2,4 %, підвищений вміст вологи на 2,1 %, що надає соковитості продукту. Показано, що використання подрібнених зерен гірчиці з різним ступенем гідратації у вказаних пропорціях не погіршує сенсорні характеристики розроблених м'ясних хлібів, а, навпаки, покращує їхні органолептичні показники.
Моделювання недеформованої стружки утвореної під час нарізання внутрішнього зубчастого вінця методом "POWER SKIVING"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сліпчук, Андрій Миколайович
Сьогодні на провідних світових підприємствах, які займаються виготовленням зубчастих коліс, все частіше можна зустріти нарізання зубчастого вінця на колесі методом Power Skiving. Цей сучасний спосіб дозволяє обробляти колеса із зовнішнім та внутрішнім вінцем, як прямозубого так і косозубого, а також нарізати шліци на валах чи втулках. Така технологія поєднує в собі елементи обточування та фрезерування, забезпечуючи дуже короткий час виготовлення. Проте, з кожним роком такий метод все більше удосконалюється, хоча по своїй кінематиці є дуже складним та потребує прецизійних розрахунків. Визначення точного положення інструменту та заготовки в кожний момент часу потрібні для синхронізації рухів при нарізанні. Показано принцип побудови недеформованої стружки при нарізанні внутрішнього прямозубого вінця методом Power Skiving. Отримано параметри перерізів зрізів стружки, яка утворилася під час роботи різального інструменту. Це служить основою для моделювання та розрахунку величин сил різання, тертя, необхідної роботи, яка потрібна для усунення припуску, теплових потоків, які виникають під час різання, інтенсивності нагрівання інструменту, температури та зношування інструменту, моделювання коливань і динамічних процесів. Повна інформація про розміри та форми зрізаних шарів, їх величини у різних ділянках зубця у кожний момент часу нарізання, а також встановлені закономірності їх неперервної циклічної зміни за оберт різального інструмента, служать основою для всебічного відтворення та опису різноманітних взаємопов’язаних і взаємозалежних деформаційних і контактних процесів, які відбуваються під час процесу нарізання зубчастого вінця. Для такої задачі розроблено комплексну систему графоаналітичного, математичного і комп’ютерного моделювання цього процесу. Враховано його кінематику і достовірно відтворено закономірності процесів різання-формоутворення. Представлено застосування графоаналітичної методики побудови перерізів недеформованої стружки, яка дала можливість встановити її геометрію та основні характеристики, а також отримати 3D модель. Отримано адекватні моделі стружкоутворення та проаналізовано кількісні оцінки параметрів зрізів стружки, яка утворюється при Power Skiving.
Система запобігання буксування електромобіля на основі контролера нейронної мережі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Воробйов, Богдан Віталійович; Сенченко, Сергій Олександрович; Пшеничников, Дмитро Олексійович; Ліхно, Ярослав Владленович; Хань, Лю
Побудовано функціональну схему системи запобігання буксування, побудовано математичну модель асинхронного електроприводу електромобіля, синтезовано нейрорегулятор. Асинхронний двигун вибраний по методу еквівалентної потужності, а за базову циклограму руху взято стандартний міський цикл WLT. Математична модель механічної частини побудована з урахуванням можливості моделювання пробуксування кожного з провідних коліс окремо з різними коефіцієнтами зчеплення. Модель складається з силового перетворювача, батареї, регулятора швидкості, регулятора моменту, асинхронного двигуна, гальмівного резистора, блоку формування задаючих сигналів, блоку механіки і блоків вимірювання. Внутрішня система управління побудована на базі DTC векторного управління з використанням блоків MatlabВ даній роботі використовується блок управління NARMA-L2, який міститься в Neural Network ToolboxTM. Було побудовано спрощену модель (модель об'єкта), вибрано параметри нейронної мережі, такі як кількість прихованих шарів, дискретизація, кількість вибірок і кількість епох для навчання нейронної мережі. Нейронна мережа навчалася з урахуванням лінеаризованої моделі об'єкта, що відображає якісний вид реальних процесів у системі. Не зважаючи на лінеаризацію системи, вихідний сигнал із мінімальною помилкою (близько 1%) відповідає вхідному. Проведено аналіз одержаних результатів навчання мережі. Проведено моделювання роботи системи без пробуксування та пробуксування одного з коліс. Результати моделювання порівнюються з помилкою, отриманою під час навчання нейронної мережі, а саме розбіжністю вихідних і вхідних сигналів. Модель не враховує бічний занос, тому можна спостерігати лише невідповідність швидкостей коліс та лінійну зміну швидкості електромобіля. Показано можливість використання тягового електроприводу з використанням методу інтелектуальних нейронних мереж у системі безпеки руху електромобіля. Зроблено висновок про працездатність та ефективність системи з використанням нейроконтролера для запобігання одного з можливих режимів прослизання.
Перспективи застосування фулеренових присадок у сучасних авіаційних оливах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Єфименко, Валерій Володимирович; Олександренко, Віктор Петрович; Калмикова, Наталія Григорівна; Руденко, Віра Миколаївна; Єфіменко, Олександр Валерійович
Проаналізовано можливості й доцільність застосування фулеренових присадок та їхній вплив на трибологічні властивості сучасних синтетичних авіаційних олив. Розглянуто метод підвищення протизносних властивостей синтетичних олив Mobil Jet Oil II та Mobil Jet Oil 254 для турбореактивних авіаційних двигунів шляхом добавки фулеренової присадки С60. Показано, що протизносні властивості синтетичної Mobil Jet Oil 254 оливи для турбореактивних авіаційних двигунів перевищують понад 5 % оливу Mobil Jet Oil II, що стало наряду з іншими факторами причиною повного переводу гелікоптерів Airbus Helicopters Н-145 на оливу Mobil Jet Oil 254. Збільшення концентрації фулеренової присадки в оливах не значно впливає на величину зносу підшипників кочення вала турбіни гелікоптерів, хоча тенденція зменшення діаметра плями зносу та зростання критичного навантаження переходу до схоплення спостерігається. Це пояснюємо тим, що на відміну від тертя ковзання, при якому коефіцієнт тертя зменшується в десятки разів за рахунок можливості кочення молекул фулерену по графітовій поверхні, яке характеризується значно меншим тертям в порівнянні з ковзанням графітових поверхонь одна відносно іншої в силу більш високої площі контакту в останньому випадку. Із цього слідує, що фулерени виконують роль мікропідшипників кочення, які зменшують коефіцієнт тертя ковзання. Передбачено, що в підшипниках кочення кульки можливо перемелюють фулерени, як кульові млини, тому не спостерігається значного ефекту покращення протизносних властивостей олив при застосуванні фулеренових присадок. Встановлено, що зростання концентрації фулеренової присадки в оливах зміщує критичне навантаження в область більш високих значень. Використання фулеренів в якості протизносної присадки до олив для турбореактивних двигунів потребує проведення подальшого дослідження і обґрунтування.
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%.
Вплив умов електролізу на склад ванадійвмісних покривів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сахненко, Микола Дмитрович; Желавська, Юлія Анатоліївна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Горохівська, Наталя Валентинівна
Розробка функціональних матеріалів з прогнозованими властивостями є одним із пріоритетних напрямків у сучасних дослідженнях. При електрохімічному отриманні водню для потреб енергетики актуальним є створення нових електродних матеріалів, використання яких дозволить знизити енерговитрати та собівартість одержуваного водню. Такі електродні матеріалів повинні мати каталітичну активність у реакції відновлення іонів водню на катоді. Каталітичні властивості можливо прогнозувати для покриттів сплавами металів підгрупи заліза з ванадієм, молібденом та вольфрамом. Дані метали з водних розчинів можуть співосаджуватись з такими металами-каталізаторами, як залізо, кобальт, нікель, через утворення кластерних інтерметалевих сполук зі зв'язком Ме-V, Mo, W, адсорбованих на поверхні катода. В роботі досліджено співосадження кобальту з ванадієм з комплексного цитратного електроліту у стаціонарному та імпульсному режимах. У результаті проведених досліджень встановлено, що якісне покриття сплавом кобальт-ванадій, світло-сірого кольору, блискуче, рівномірне, мікрокристалічне можна осадити з цитратного електроліту з вмістом 0,1 моль/дм³ ванадію (в перерахунку на метал) у вигляді цитратного комплексу. Процес проводили в інтервалі густин струму 1–15 А/дм² у стаціонарному режимі та 2–10 А/дм² в імпульсному режимі, при різному співвідношенні часу імпульсу до часу паузи, в температурному інтервалі 35–40°С та pH = 3–3,5. За результатом рентгенофлуоресцентного аналізу, максимальний вміст ванадію в покритті, отриманому в режимі програмованого електролізу, становить 1,20– 1,45 %, що у десятки разів більше ніж у покритті, осадженому у стаціонарному режимі (вміст ванадію 0,007-0,017 %) в аналогічних умовах, що може бути підтвердженням гіпотези щодо додаткового відновлення ванадію з оксо-аніонів адсорбованими атомами водню, що утворилися на поверхні катоду в період паузи. За результатами аналізу 2D графіков, встановлені оптимальні параметри проведення процесу для отримання покриття кобальт –ванадій з максимальним вмістом ванадію у сплаві та виходом за струмом покриття 80%.
Застосування алгоритмів теорії графів у моделюванні 2D сканера для обходу перешкод
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Татарінова, Оксана Андріївна
Розглядається проблематика розробки та застосування моделі лазерного датчика відстані RPLIDAR A1 для задачі обходу перешкод у рамках функціонування віртуального робота, при цьому акцент зроблено на використанні алгоритмів теорії графів. Проведено аналіз впливу алгоритмів Дейкстри та A* на ефективність процесу ухилення від перешкод за допомогою 2D сканера. Важливість цих алгоритмів у контексті теорії графів підкреслена через їх здатність до оптимізації навігаційних траєкторій ів умовах, які передбачають наявність множинних перешкод. Окрему увагу приділено значенню розглядуваних алгоритмів у сферах автономної навігації, зокрема в їх застосуванні у секторах, як-от безпілотні літальні апарати, аграрний сектор, геодезичні дослідження та сфера пошуково-рятувальних операцій. Надано опис розробленого програмного засобу з інтегрованою графічною складовою та користувацьким інтерфейсом, що забезпечує можливість контролю над процесом сканування та навігації. Наданий опис робочих принципів та моделей виміру, що застосовуються у 2D датчиках, сприяє глибокому розумінню функціональних можливостей та потенціалу використання RPLIDAR A1. Дослідження підтвердило, що включення алгоритмів Дейкстри та A* в систему обходу перешкод значно покращує ефективність та безпеку роботи мобільних роботів. Тестування розробленої моделі виявило значну перевагу інтеграції вказаних алгоритмів у порівнянні з традиційними підходами, відкриваючи нові перспективи для розвитку передових автономних навігаційних систем. Важливість застосування алгоритмів теорії графів у розробці роботизованих систем висвітлена через їх вплив на підвищення якості виявлення та ухилення від перешкод, що сприяє поліпшенню ефективності автономних навігаційних систем у галузях робототехніки та автоматизованого транспорту.
Рекомендована технологія проведення томографічного контролю в лабораторних умовах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Крикун, Вадим Романович; Хомяк, Юрій Валентинович; Познякова, Маргарита Євгенівна
У роботі представлена детальна технологія проведення томографічного контролю у лабораторних умовах. Томографічний контроль є потужним інструментом для отримання високоякісних тривимірних зображень внутрішньої структури об'єктів. Розглянуто переваги методу, що включають недеструктивний характер контролю, високу роздільну здатність, точність вимірювань та здатність виявляти невидимі для людського ока дефекти. Основна увага приділена опису основних етапів проведення томографічного контролю, що рекомендовані для досягнення максимальної ефективності. Висвітлено можливі помилки, які можуть виникнути під час проведення томографічного контролю в лабораторних умовах, а також наведено шляхи їх усунення. Розглянуто оптимальні параметри, які необхідно враховувати під час проведення томографічного контролю, зокрема правильний вибір параметрів томографа, налаштування умов освітлення та правильне позиціонування об'єкта контролю. Детально описано процес обробки отриманих даних контролю, що допомагає забезпечити якісний аналіз інформації. Також проведено аналіз доцільності виконання стадій контролю, де порівнюються результати, отримані на різних етапах, та розглядається їхній вплив на кінцевий результат. Ця робота є цінним джерелом інформації для фахівців, які займаються томографічним контролем у лабораторних умовах. Описана технологія та рекомендації допоможуть підвищити якість та ефективність проведення томографічного контролю в їх роботі. Результати досліджень, представлені в статті, можуть сприяти поліпшенню процесу контроля, зниженню помилок і виявленню навіть найменших дефектів у зразках. У цілому, дана робота пропонує рекомендовану технологію проведення томографічного контролю в лабораторних умовах, враховуючи ключові аспекти, такі як переваги методу, етапи контролю, усунення помилок, оптимальні параметри, позиціонування об'єкта та обробка даних. Враховуючи ці рекомендації, фахівці зможуть забезпечити більш точний, ефективний і надійний томографічний контроль у своїй роботі. Отже, стаття стане цінним доповненням до наукової літератури з області недеструктивного контролю, сприятиме поліпшенню якості проведення томографічного контролю та сприятиме розвитку цього методу в лабораторних умовах.
Застосування системи НАССР при виробництві м'ясних продуктів з мікроводоростю Chlorella
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кожемяка, Ольга Володимирівна; Пешук, Людмила Василівна; Петренко, Світлана Олександрівна
У XXI столітті актуальними питаннями для людства виявились нестача білка та важливих нутрієнтів в раціоні харчування, що спонукає науковців світу шукати альтернативи та проводити розробку нових харчових продуктів. При цьому на рівні держави активно проводиться політика, яка убезпечує споживача від неякісної та небезпечної їжі. Одним з таких інструментів є впровадження на підприємствах харчової галузі системи управління безпечністю харчових продуктів НАССР, яка є превентивним методом запобігання негативного впливу небезпечних факторів на організм людини, і розповсюдження захворювань, пов'язаних з харчовими продуктами. В цьому аспекті акцентовано увагу на небезпечних факторах, які можуть впливати на м'ясні паштети з використанням мікроводорості Chlorella в процесі приготування. Chlorella включає макро- та мікронутрієнти, які необхідні для повноцінного функціонування організму. Мікроводорость Chlorella використовували у вигляді порошку (харчова добавка) і wellness-напій Chlorella українських виробників. Проаналізовано всі етапи технологічного процесу, на кожному етапі розглянуто потенційні небезпечні фактори, причини виникнення або джерело забруднення. В процесі ідентифікації ризиків використали діаграму аналізу ризику та діаграму дерева прийняття рішень. Побудовано блоксхему технологічного процесу приготування м'ясних паштетів з Chlorella. Визначені параметри контрольних критичних точок (температура зберігання сировини, готової продукції, температурні режими приготування), для контрольних критичних точок встановлені критичні межі, перевищення яких призведе до виникнення біологічних небезпечних факторів. Для тих етапів процесу, де неможливо або недоцільно заміряти параметри, визначено операційні програми передумови для керування небезпечними чинниками. Встановлено зв'язок між превентивними методами, які впливають на безпечність та отриманням харчового продукту із заданими якісними характеристиками, що є в основі державної політики України в галузі здорового харчування, де збереження та зміцнення здоров'я населення є пріоритетом.
Оптимізація вибору ступіня складності моделі двигуна постійного струму для системи з використанням нейронної мережі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Воробйов, Богдан Віталійович; Сенченко, Сергій Олександрович; Рибаков, Вадим Костянтинович; Ліхно, Ярослав Владленович; Хань, Лю
Побудовано математичну та комп’ютерну модель системи керування моментом двигуна постійного струму з незалежним збудженням за допомогою нейроконтролера NARMA 2. NARMA – нелінійна авторегресійна модель ковзного середнього є однією з базових структур дискретної та нелінійної моделі. Завдання полягало в проведенні порівняльного аналізу роботи системи керування на основі нейроконтролера з використанням моделі об'єкта різного ступеня складності. Для експерименту було побудовано три моделі об'єкта з різним ступенем деталізації, а отже і надійності об'єкта. Повна модель включає модель двигуна постійного струму з незалежним збудженням, яка враховує всі основні параметри машини постійного струму, параметри внутрішнього тертя, кола збудження і т. д. Спрощена модель є лінійною апроксимацією двигуна постійного струму системою другого порядку, яка враховує як механічні, так і електричні постійні часу. Найпростіша модель є лінійною апроксимацією двигуна постійного струму аперіодичною ланкою першого порядку, яка враховує лише механічну постійну часу. Нейроконтролер був навчений за допомогою наведених вище моделей об'єктів та проведено експеримент, щоб опрацювати еталонний сигнал крутного моменту системою. Для кожного з трьох випадків навчання нейроконтролера було встановлено на 1000 епох, так як подальше підвищення продуктивності навчання є непотрібним через величезні втрати часу на обчислення. Було використано нейроконтролер NARMA-L2, який ще називають управлінням лінеаризації зворотного зв’язку. Цей контролер може бути реалізований за допомогою попередньо ідентифікованої моделі об’єкта NARMA-L2. Нейронні мережі, які навчені на спрощених моделях об’єктів не враховують більшість електричних процесів у двигуні постійного струму, особливо обмотка збудження взагалі не моделюється. Отримані результати порівнювали з використанням нейроконтролера як регулятора крутного моменту. Подальші дослідження в цьому напрямку передбачають дослідження необхідної обчислювальної потужності для мікропроцесорної реалізації нейроконтролера.