2021 № 2 Інтегровані технології та енергозбереження

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/77229

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 6 з 6

Оцінка факторів екологічної безпеки дитячих майданчиків методом рангової кореляції
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Стаднік, Вероніка Юріївна
Процес швидкого розвитку сучасних міст призвів до того, що значна кількість дитячих майданчиків знаходиться на обмеженій території, поблизу автодоріг з інтенсивним рухом транспортних засобів (в тому числі з трамвайними коліями), поруч з місцями для короткочасних стоянок автомобілів та сміттєзбірниками. Окрема увага приділяється стихійним стоянкам, які утворюються через недостатню кількість спеціально призначених паркувальних місць. Крім того, у спальних районах мегаполісів спостерігається точкова забудова, яка є додатковим джерелом шуму та пилу. Таким чином, значна кількість дитячих майданчиків знаходиться на території з надмірним антропогенним навантаженням. Матеріали, що викладені у статті дають характеристику сучасному стану дитячих майданчиків більшості великих міст України. Особлива увага приділяється чинникам, які пов’язані з рухом транспортних засобів, тобто шумове забруднення, запиленість повітря та викиди забруднюючих речовин. На першому етапі було визначено перелік факторів, які впливають на екологічну безпеку дитячих майданчиків урбанізованих територій та проведено їх аналіз. Наступний етап включає розробку анкети та безпосередньо оцінка факторів впливу залученими експертами. У роботі розглядаються фактори, які досить рідко враховуються при дослідженні впливу окремих антропогенних чинників навколишнього середовища на здоров’я населення, тим не менш, у сучасних умовах ними не можна знехтувати. Завершальний етап складається з обробки даних та формування висновків. Використовуючи метод рангової кореляції, визначено основні фактори впливу на обєкти досліджень. Викладені у статті результати дослідження можуть бути використані при подальшому вивченні теми та при розробці методів усунення впливу найбільшзначущих факторів, які впливають на екологічну безпеку дитячих майданчиків.
Інтеграція процесу теплообміну енергетичної установки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Селіхов, Юрій Анатолійович; Коцаренко, Віктор Олексійович; Горбунов, Костянтин Олександрович
Поновлювані джерела енергії (ПДЕ) не обмежені геологічно накопиченими запасами. Їх використання і споживання не призведе до неминучого вичерпання запасів Землі, і вони не забруднюють навколишнє середовище. Основним мотивом прискореного розвитку відновлюваної енергетики в Європі, США і багатьох інших країнах є турбота про енергетичну незалежність і екологічну безпеку. Так, в странах ЄС прийнято програму досягнення вкладу ПДЕ в енергетичний баланс до 2020 року до 20%, а до 2040 р – до 40%. Відновлювана енергетика характеризується багатогранністю, різноманітністю. У переліку завдань, що виникають при реалізації проектів відновлюваної енергетики (ВЕ) (крім технологічних і технічних), залишаються питання оцінки можливості та ефективності використання ПДЕ для енергозабезпечення регіонів. Одночасно слід враховувати, що найчастіше користувача цікавлять комплексні оцінки з різних видів джерел енергії. У конкретних регіонах найбільш ефективним може стати або використання гібридних енергоустановок, або створення теплоенергетичних установок на різних типах відновлюваної енергії. У зв'язку з комплексністю даної проблеми, а також географічною «регіональністю» відновлюваної енергетики, стає можливим і актуальним тема цієї статті. Пропонується теплоенергетична установка для постачання: електроенергією, гарячою водою, гарячим повітрям і опаленням, в якій спільно з вітроелектрогенератором, двухконтурною сонячною установкою, використовується тепловий насос, акумулятори електроенергії і теплоти. Ця установка дозволяє зменшити собівартість теплової енергії за рахунок зниження матеріаломісткості і витрат на обладнання, економити органічне паливо; виробляти електроенергію і надлишок її віддавати в державну електромережу; зменшити теплове навантаження і забруднення навколишнього середовища.
Інтеграція технологічних потоків бражної та епюраційної колони в процесі виробництва ректифікованого етилового спирту
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Рябова, Ірина Борисівна; Гарєв, Андрій Олегович; Гарєв, Л. А.; Горбунов, Костянтин Олександрович
На сьогодні етиловий спирт є речовиною, використання якої поширено у багатьох галузях промисловості. Технологія виробництва етанолу з будь-якої органічної сировини найчастіше включає ректифікацію, яка є енергоємним процесом. Висока ціна енергоносіїв і постійне її зростання призводять до суттєвого збільшення вартості продукції. Зменшення питомих витрат енергії на одиницю продукції може вирішити комплекс питань: по-перше, зменшити собівартість продукції, по-друге, в масштабах держави, полегшити енергозалежність від зовнішніх постачальників енергії. Детальний аналіз енергетичного потенціалу технологічних потоків з метою вирішення задачі зменшення енерговитрат надихає на розробку більш енергоефективних рішень організації цього процесу. Пошук альтернативних рішень демонструє, що одним з методів зменшення питомих витрат енергії на виробництво етанолу, зокрема таким, що не потребує тотальної реконструкції виробництва, є метод інтеграції процесів, що базується на пінч-аналізі. Екстракція даних технологічних потоків була здійснена на основі регламентної документації апаратурно-технологічної схеми установки централізованої розгонки ГФЕС (головної фракції етилового спирту) та звіту з енергоаудиту даної установки, який був здійснений на одному з спиртових підприємств України. Для теплової інтеграції існуючого процесу, було обрано дві колони установки централізованої розгінки етилового спирту :бражну та епюраційну. Були розраховані тепловий та матеріальний баланси цих колон установки ГФЕС. Для максимальної реалізації енергетичного потенціалу технологічних потоків, були використані принципи пінч-проектування та спроектовано сіткову діаграму. Для максимізації рекуперації теплової енергії було задано ΔТmin - 3ºС. Це призвело до необхідності використання енергоефективного теплообмінного обладнання. Суттєве зменшення використання зовнішніх утиліт (холодних на 48% та гарячих – на 38%) для обраних технологічних потоків та невеликий термін окупності проекту (близько трьох місяців) робить доцільним використання такого роду рішення проблеми.
Спрямоване регулювання структурно-реологічних властивостей теплоізоляційних акрилових водних дисперсій за рахунок сумісного використання гідрофільно-гідрофобних силікатних наповнювачів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Саєнко, Наталія Вячеславівна; Биков, Роман Олександрович; Скрипинець, А. В.; Демідов, Д. В.; Карєв, А. І.; Саєнко, Л. В.
Технологія формування і експлуатаційні характеристики покриттів на основі водних дисперсій полімерів в значній мірі визначаються властивостями вихідних плівкоутворюючих матеріалів, які повинні забезпечувати рівномірне тонкошарове розподіл на поверхні підкладки і утворення покриттів з необхідним технологічним комплексом властивостей. Серед них в силу своїх функціональних властивостей і відносно невисокою вартістю найбільшого поширення набули водно-дисперсійні полімерні покриття на основі акрилових плівкоутворювачів. У даній роботі розглянуті математичні моделі структурно-реологічних залежностей теплоізоляційних акрилових водних дисперсій в залежності від спільного використання гідрофільно-гідрофобних наповнювачів. Для опису цих залежностей доцільно використовувати рівняння другого ступеня. Відповідно до математичної теорії експерименту передбачити поведінку функції відгуку дає можливість ортогональний центральний композиційний план другого порядку. Проведення експерименту у відповідності до цього плану дозволяє встановити аналітичну залежність функції відгуку від відповідних факторів у вигляді поліноміального рівняння другого ступеня. Основними функціями відгуку були: умовно статична межа плинності, в’язкість за мінімальної швидкості початку руйнування (початкова ефективна в’язкість), в’язкість «зруйнованої» структури за ньютонівського характеру течії, енергія активації в’язкої течії за мінімальної, середньої і максимальної швидкостей зсуву. На основі встановлених залежностей були обрані оптимальні співвідношення гідрофонбізованного аеросилу і алюмосилікатних мікросфер, спільне застосування яких дозволяє зменшити напруження зсуву для створення однорідної водної акрилової дисперсії, спрогнозувати енергію активації на різних технологічних етапах приготування і нанесення теплоізоляційних покриттів. Встановлені результати дозволили створити гідрофільно-гідрофобну водну акрилову дисперсію, яка без застосування поверхнево-активних речовин дозволяє спростити технологію виробництва теплоізоляційних водно-дисперсійних покриттів, а саме виключити стадію попередньої обробки наповнювачів, зменшити швидкість обертання рамкової змішувача, а також підвищити кінетичну стійкість готової дисперсії.
Теплове управління механохімічною реакцією
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Толчинський, Юрій Аврамович; Ведь, Валерій Євгенович; Рофе-Бекетова, І. І.
Механохімія вивчає та пояснює процеси хімічних та фізико-хімічних перетворень, які породжуються механічним впливом на речовину. При здійсненні глибоких механохімічних перетворень, як правило, необхідно передати твердим реагентам порцію енергії, порівняну до енергії міжатомних зв’язків. Для цього використовуються різноманітні машини та апарати, такі як екструдери, в яких механічна енергія постійно передається подрібненому матеріалу. У статті розглянута взаємодія двох реагентів у найпростішій хімічній реакції у стані суміші часток двох сортів, що відбувається при стисненні часток, що мають широкувату неправильну форму та стикаються одна з одною, утворюючі області контакту. У цих областях виникають значні концентрації напружень та нагрів речовини з утворенням нової фази. Теплове управління механохімічною реакцією полягає у підтримці оптимального балансу дисипативного тепла та тепла від теплоносія у черв’ячному реакторі для того, щоб швидкість протікання та кінцевий продукт реакції задовольняли поставленим технічним умовам. Надані у статті формули для розрахунку коефіцієнту швидкості механохімічної реакції, теплообміну між черв’ячним реактором та каналом рубашки, теплообміну між рубашкою та оточуючим середовищем дозволяють розрахувати умови балансу для теплового управління. Блок-схема технологічної лінії, що представлена у статті, є економічно вигіднішою у зрівнянні з проведенням цієї ж реакції у розчиннику. Економічна вигода полягає в елімінуванні стадій введення та видалення розчинника з продукту реакції. На завершення зазначено, що механохімічна реакція перетворення суміші двох дисперсних матеріалів, що складається з твердих часток, у рідину може бути реалізована у непереривних умовах у потоковому режимі у черв’ячній машині. А теплове керування ходом механохімічної реакції можна здійснити за допомогою керованого теплообміну з теплоносієм у рубашці в умовах погілковій просторової дисперсії.
Властивості котельного палива, компаундованого вузькими паливними фракціями
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шевченко, Кирило Володимирович; Григоров, Андрій Борисович; Сінкевич, Ірина Валеріївна
З метою поліпшення експлуатаційних властивостей, зокрема в’язкісно-температурних, котельного палива запропоновано їх компаундування з вузькими пали-вними фракціями, отриманими шляхом термічної деструкції вторинної полімерної си-ровини (поліетилену низького тиску та поліпропілену). При компаундуванні мазуту марки 100 з вузькими паливними фракціями, відбу-вається зниження значень густини до 865 (873) кг/м3, умовної в’язкості до 2,50 (2,63) град. ум., температури застигання до 8 (13) °С) , вмісту сірки до 0,17 % мас. та підвищу-ється нижча теплота згоряння до 43606 (43850) кДж/кг. При цьому, відбувається посту-пове зниження величини показника температури спалаху до 114(127) °С. Таке зниження є негативним моментом, який призводить до підвищення поже-жонебезпеки мазуту при його використанні, зберіганні, перекачування і транспорту-ванні. Але, при цьому, значення показника температури спалаху, згідно вимог норма-тивної документації, знаходяться у допустимих межах. Тобто, значенням саме цього показника можна обмежувати вміст у мазуті вузьких паливних фракцій. Визначено, що раціональна концентрація вузьких паливних фракцій у складі то-пкового мазуту марки 100, знаходиться у межах до 30% мас. У цих межах спостеріга-ється припустиме зниження значень температури спалаху – показника, що характеризує пожежонебезпеку мазуту при його використанні, зберіганні, перекачування і транспор-туванні на фоні поліпшення інших експлуатаційних властивостей мазуту. Виробництво запропонованого компаундованого котельного палива з одного бо-ку дозволяє розширити сировинну базу процесу, шляхом залучення до виробничого процесу вторинну полімерну сировини – тверді побутові відходи, що підлягають обов’язковій утилізації, з іншого – задовольнити існуючий попит на котельне паливо, за рахунок підвищення обсягів його виробництва.