2024 № 1 Інноваційні дослідження у наукових роботах студентів

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/84005

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 10

Інноваційні рішення щодо удосконалення існуючого теплообмінного обладнання металургійних підприємств
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Єфімов, Олександр В'ячеславович; Ліфшиць, Петро Володимирович; Каверцев, Валерій Леонідович
Розглянуті питання щодо відмовлення від використання природного газу у технологічному процесі підігріву повітря в повітронагрівачах доменних печей (кауперах) металургійних підприємств. Запропоновано інноваційне рішення – технологічна схема з застосуванням теплового генератора для підігріву димових газів і удосконалення системи утилізації їх теплоти з метою підвищення температур повітря та газу на вході у повітронагрівач до 150–200 °С. Результати показали, що її застосування забезпечить підвищення середньої температури підігріву дуття на 60–110°С без використання природного газу, може збільшуватися тривалість експлуатації теплообмінників не менше ніж на 10 років, а також покращуються техніко-економічні показники доменного процесу. Запропоновані інноваційні рішення дозволять: відмовитися від використання природного газу на повітронагрівачах; забезпечити економію коксу до 14 кг/т; підвищити середню температуру підігріву дуття на 110 °С; стабільно й довгостроково забезпечити необхідні температури нагрівання повітря. Considered issues regarding the refusal to use natural gas in the technological process of air heating in air heaters of blast furnaces (coopers) of metallurgical enterprises. An innovative solution is proposed – a technological scheme using a heat generator for heating flue gases and improving the system of their heat utilization in order to increase the temperature of air and gas entering the air heater by 150–200°C. The results of the test trials of the technological scheme, which were carried out under the following conditions, are presented: calorific value of the mixture of natural and blast furnace gas – 826.4 kcal/m3 (3,459.3104 KJ); calorific value of blast furnace gas – 750.7 kcal/m3 (3,142.43 KJ); air consumption per unit of air heaters – 58 thousand m3/h; temperature of combustion components in front of heat exchangers: air – 10 °С; fuel – 35 °C; smoke temperature: at the exit from the air heaters – 230 °C; in front of the chimney – 130 °C. The results showed that its application will ensure an increase in the average temperature of blast heating by 60-110°С without the use of natural gas, the duration of operation of heat exchangers can be increased by at least 10 years, and the technical and economic indicators of the blast furnace process will also improve. The proposed innovative solutions will allow: to abandon the use of natural gas for air heaters; ensure coke savings up to 14 kg/t; increase the average heating temperature of blowing by 110°C; stable, long-term provision of the necessary air heating temperatures.
Проектування обладнання синергетичних процесів хімічної інженерії за моделями дослідження модернізації бурової установки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024)
У матеріалах статті розглянуті приклади розрахунків та вибору технологічного комплексу для буріння свердловини глибиною 5650 м, проаналізований комплекс механізації і часткової автоматизації спуско-підіймальних операцій при бурінні свердловин, встановлені переваги таких систем порівняно з установками, які не оснащені комплексом механізмів АСП. Проведено обґрунтування доцільності та економічної ефективності введення запропонованих технічних рішень з розробки пристрою для обмеження ходу талевого блоку бурової установки, запропоновані його принципова та електрична схеми, обґрунтовано технічну доцільність, розрахований економічний ефект від впровадження розробленої конструкції пристрою для обмеження ходу талевого блоку. Представлені складові розробленої методики розрахунку енергетичних витрат і витрат машинного часу при СПО підйомними комплексами, здійснено оцінку досконалості підйомних комплексів бурових установок з різним приводом за витратами машинного часу підйому бурильної колони за цикл буріння свердловини, оцінку досконалості підйомних комплексів бурових установок з різним приводом за енерговитратами на підйом бурильної колони за цикл проводки свердловини. In the materials of the article, examples of calculations and selection of a technological complex for drilling a well with a depth of 5650 m are considered, a complex of mechanization and partial automation of lowering and lifting operations during well drilling is analyzed, the advantages of such systems are established compared to installations that are not equipped with a complex of ASP mechanisms. The justification of the feasibility and economic efficiency of the introduction of the proposed technical solutions for the development of a device for limiting the movement of the melting unit of the drilling rig was carried out, its principle and electrical diagrams were proposed, the technical feasibility was substantiated, and the economic effect of the implementation of the developed design of the device for limiting the movement of the melting unit was calculated. The components of the developed methodology for calculating energy costs and machine time costs during SPO by lifting complexes are presented, an assessment of the perfection of lifting complexes of drilling rigs with different drives in terms of machine time costs of lifting a drill string for a well drilling cycle, an assessment of the perfection of lifting complexes of drilling rigs with different drives in terms of energy consumption rise of the drill string during the well drilling cycle. The materials of the article consider examples the calculation and the chosen technological complex for wells drilling with the depth of 5650 m, analyses the complex of mechanisms to mechanise and partially automate lowering-lifting operations while wells drilling and establishes advantages of such systems, comparing to the sets not equipped with the complex of mechanisms ALL.
Didactic materials perception activating methods in distance education
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Bukhkalo, Svetlana Ivanovna; Ageicheva, Anna Oleksandrivna; Belyanskiy, Oleksandr Mykolaiyvych; Rozhenko, Inesa Vitaliivna; Abakumov, Andrii Analoliyovych
The article is devoted to the creation of didactic materials on various educational subjects at various levels of distance education. The relevance of the work is determined both by the object of research, which has not yet been subject to comprehensive scientific coverage, and by the need to establish the parameters of didactic materials used in distance learning. It was determined that the systematic usage of the innovative approaches improves language competence and formats necessary skills. The materials of the article consider examples the possibilities for determining the educational goals of university students for the purpose of developing the discipline Innovative restaurant technologies, Commodity science and procurement management for the development of complex projects. Developments are carried out using modern highly effective science-based technologies of food production, for example, from types of classification-identification analysis, general concepts and requirements to types of methodology for determining quality indicators of the quality level and their evaluation through the selection of calculation algorithms at various stages of production and use of the obtained goods. Стаття присвячена створенню дидактичних матеріалів з різних навчальних предметів на різних рівнях дистанційної освіти. Актуальність роботи зумовлена як об’єктом дослідження, який ще не підлягав комплексному науковому висвітленню, так і необхідністю встановлення параметрів дидактичних матеріалів, що використовуються в дистанційному навчанні. Визначено, що систематичне використання інноваційних підходів покращує мовну компетенцію та формує необхідні навички. У матеріалах статті на прикладах розглянуто можливості визначення освітніх цілей студентів ВНЗ з метою освоєння дисципліни «Інноваційні технології ресторанного господарства», «Товарознавство та управління закупівлями» для розробки комплексних проектів. Розробки ведуться з використанням сучасних високоефективних науковообґрунтованих технологій виробництва харчових продуктів, наприклад, від видів класифікаційноідентифікаційного аналізу, загальних понять і вимог до видів методології визначення показників рівня якості та їх оцінки шляхом вибору алгоритми розрахунку на різних етапах виробництва за технологічною схемою відповідно до нормативно-технічної документації з метою використання отриманої продукції.
Інноваційні комплексні проекти як сучасна технологія підготовки фахівців зі спеціальності "Готельно-ресторанна справа" (на прикладі дисципліни сучасні технології харчування)
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Бухкало, Світлана Іванівна; Якименко-Терещенко, Наталія Василівна
У матеріалах статті розглянуті приклади можливостей для визначення цілей навчання студентів ВНЗ за освітньою програмою Готельно-ресторанне господарство з метою розробки комплексних дисципліни Сучасні технології харчування для складових комплексних інноваційних проектів за ситуаційними завданнями. При написанні cтатті використано досвід викладання дисциплін Загальні технології харчових виробництв, Харчова хімія, Сучасні технології харчування, Товарознавство та управління закупівлями, Основи проектування обладнання в Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут» на кафедрі інтегрованих технологій, процесів і апаратів у 2002–2024 рр. Комплексні системи визначення складових дисципліни зумовили компетентності та якість матеріалу, а питання, що розглядаються пропущені через призму власного творчого сприйняття, що робить матеріал особливо цінним. In the materials of the article, examples of possibilities for determining the goals of education of university students under the Hotel and Restaurant Management educational program with the aim of developing complex disciplines Modern food technologies for components of complex innovative projects based on situational tasks are considered. When writing the article, the experience of teaching the disciplines General technologies of food production, Food chemistry, Modern food technologies, Merchandising and procurement management, Fundamentals of equipment design at the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" at the Department of Integrated Technologies, Processes and Devices in 2002-2024 was used. Complex systems for determining the components of the discipline determined the competence and quality of the material, and the issues under consideration are overlooked through the prism of one's own creative perception, which makes the material especially valuable.
Приклади доспідження властивостей м’ясних виробів функціонального призначення для комплексної технології
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ковальчук, Вікторія Миколаївн; Земелько, Марія Леонідівна; Бухкало, Світлана Іванівна
Розробка функціональних продуктів – важливий процес для сучасних виробників. Такі продукти мають високі органолептичні показники і підвищену харчову цінність. У роботі розглянуті приклади з визначення інноваційних можливостей виготовлення м’ясних виробів та дослідження впливу функціональних компонентів на їх характеристики. Дослідження спрямоване на аналіз та вибір кількості та комбінацій функціональних інгредієнтів, для розробки продуктів з покращеними характеристиками. Також встановлено вплив функціональних компонентів на реологічні, фізико-хімічні та органолептичні показники м’ясних виробів. Теоретично-методологічними основами дослідження були положення загальних наукових методів пізнання та конкретні методи оцінки якості готових м’ясних виробів та сировини з якої її виготовляють. Теоретичне узагальнення, групування та порівняння використовувалось для розкриття сутності поняття «функціональні компоненти». На основі порівняння теоретичних знань і практичних дослідів зроблені висновки та пропозиції по удосконаленню виробництва та поліпшенню властивостей м’ясних виробів при використанні функціональних компонентів. Developing functional products is an important process for modern manufacturers. Such products have high organoleptic rates and high nutritional value. The paper deals with the examples of determining the innovative possibilities of making meat products and examining the impact of functional components on their characteristics. The study is aimed at analyzing and selecting the quantity and combinations of functional ingredients, for the development of products with improved characteristics. The influence of functional components on rheological, physicochemical and organoleptic characteristics of meat products is also established. The theoretical and methodological bases of the study were the provisions of general scientific methods of cognition and specific methods of assessing the quality of finished meat products and raw materials from which it is made. Theoretical generalization, grouping and comparison was used to reveal the essence of the concept of "functional components". On the basis of comparison of theoretical knowledge and practical experiments, conclusions and proposals for improving production and improving the properties of meat products with functional components are made.
Дослідження та аналіз особливостей математичних моделей сучасних соціальних відносин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Іглін, Сергій Петрович
Сучасні підходи до дослідження математичних методів моделювання дозволяють розглядати суспільство як складну систему та застосовувати методи, апробовані насамперед у різновидах розвитку галузей науки. Слід зазначити, що підходи, які базуються на застосуванні точних методів і математичному формалізмі, наприклад, імітаційного моделювання, насправді, можуть давати переважно якісні висновки, що обумовлюється багатопараметричністю соціальноправових моделей. Аналіз стану напряму моделювання у соціальній та правовій сферах свідчить про те, що воно входить у стадію зростання у всьому світі. Зростає й розуміння важливості цього напряму як з боку наукового співтовариства, так і з боку практичної соціології, правознавства і економіки. Спільнота людей з відносинами між ними моделюється орієнтованим графом зі зваженими вершинами та дугами. Знаходяться групи взаємного впливу, лідери, аутсайдери, обчислюються ступені впливу одних людей на інших. Modern approaches to the study of mathematical modeling methods make it possible to consider society as a complex system and to apply methods tested primarily in the varieties of the development of scientific fields. It should be noted that approaches that are based on the application of exact methods and mathematical formalism, for example, simulation modeling, in fact, can give mostly qualitative conclusions, which is due to the multi-parameter nature of socio-legal models. An analysis of the state of modeling in the social and legal spheres shows that it is entering a stage of growth throughout the world. The understanding of the importance of this direction is growing both on the part of the scientific community and on the part of practical sociology, jurisprudence and economics. A community of people with relationships between them is modeled as a directed graph with weighted vertices and arcs. There are groups of mutual influence, leaders, outsiders, the degrees of influence of some people on others are calculated.
Models of correlation functions of nonstationary processes and sequences for technological systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Cheremska, N. V.
Precision technological processes for the production of modern microelectronic products require compliance with the quality of source materials, working environments, and precise adherence to regimes. Due to natural fluctuations in the properties of materials and the environment, and variable states of all technological processes, the parameters of the product and technological processes cannot be described by deterministic laws. Due to the inevitable natural properties of fluctuations in the parameters of technological equipment and its operating modes, the state variables of all technological processes are random functions of space-time coordinates. In most cases, these accidents cannot be neglected, since they all affect the output parameters of the products. The most complex mathematical models of technological systems and processes in modern theory are random spatiotemporal fields, representing both input and output characteristics, as well as parameters of the systems under consideration. The purpose of this work is to model real-valued values of correlation functions of non-stationary random processes and sequences. Прецизійні технологічні процеси виробництва сучасних мікроелектронних виробів потребують дотримання якості вихідних матеріалів, робочих середовищ, точності дотримання режимів. Параметри виробу та технологічних процесів через природні флуктуації властивостей матеріалів та навколишнього середовища, змінних станів усіх технологічних процесів не можуть бути описані детермінованими закономірностями. Через неминучі природні властивості флуктуацій параметрів технологічного обладнання та режимів його роботи змінні стани всіх технологічних процесів є випадковими функціями просторово-часових координат. Найчастіше цими випадковостями знехтувати не вдається, оскільки вони впливають на вихідні параметри виробів. Найбільш складними в сучасній теорії математичними моделями технологічних систем і процесів є випадкові просторово-часові поля, що представляють як вхідні та вихідні характеристики, так і параметри систем, що розглядаються. Метою даної є моделювання дійснозначних значень кореляційних функцій нестаціонарних випадкових процесів і послідовностей.
Determination of the risks of adverse impact on the population of nitrates in plant products grown in the territory of the Northern Inguletsk mining and processing complex
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Chernushenkо, E. A.; Kolesnikov, I. R.
An important task in the field of food safety expertise is to ensure the quality of plant materials and the production of safe food products. Conducting research on the content of nitrates in plant products of local production is especially relevant in industrial regions. Many studies by scientists on the effects of nitrates and nitrites on humans prove that they are one of the sources of threat to human health. Comparative characteristics of the nitrate content in plant products sold on the market and in stores are given. The nitrate content exceeds the MAC in early potatoes, which were bought at the market, and early tomatoes. Long-term nitrate load, even in small doses, is one of the important toxic risk factors for public health, reduces the body's resistance. The research involved samples of locally produced agricultural crops grown in the area near the enterprises of the Northern and Ingulets Mining and Processing Plants. The levels of nitrate content in the main types of plant-based food products were determined, the risks of adverse effects of controlled nitrates supplied by plant products were calculated, which confirmed the need for continuous monitoring of food raw material safety. Food products were ranked by their contribution to the overall exposure value. Важливим завданням у галузі експертизи харчової безпеки є забезпечення якості рослинної сировини та виробництво безпечної харчової продукції. Проведення досліджень на вміст нітратів у рослинницькій продукції місцевого виробництва є актуальним особливо у промислових регіонах. Багато досліджень вчених щодо впливу нітратів і нітритів на людину доводять, що вони є одним із джерел загрози здоров'ю людей. Наведено порівняльні характеристики на вміст нітратів у рослинній продукції, що реалізується на ринку та в магазинах. Вміст нітратів перевищує ГДК у ранній картоплі, що була куплена на ринку, та ранніх помідорах. Тривале навантаження нітратами навіть у малих дозах є одним із важливих токсичних факторів ризику для здоров'я населення, що знижує стійкість організму. Для досліджень було взято зразки рослинницької сільгосппродукції місцевого виробництва вирощеної на території поблизу підприємств Північного та Інгулецького ГЗК. Встановлено рівні вмісту нітратів в основних видах харчових продуктів рослинного походження, проведено розрахунок ризиків несприятливого впливу контрольованих нітратів, що надходять рослинною продукцією, що підтвердило необхідність проведення постійного моніторингу безпеки харчової сировини. Проведено ранжування харчової продукції за вкладом у загальне значення експозиції.
Математичні моделі інтегрованого дослідження бурової установки у прикладах відновлення продуктивності свердловин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Пелипенко, О. І.; Савик, В. М.; Бухкало, С. І.; Агейчева, О. О.
У матеріалах статті розглянуті приклади можливостей для визначення цілей інтегрованого дослідження закольматованих бурових установок. Проаналізовано причини зниження проникності, що відбувається в процесі спорудження свердловини та експлуатації. Визначено причини зниження проникності призабійної зони пласта порід-колекторів, що відбуваються у процесі буріння, цементування, вторинного розкриття та освоєння свердловин. Досліджено основні принципи розробки, аналізу та проведення процесів відновлення з застосуванням сучасних високоефективних науково-обґрунтованих технологій, наприклад, синергетичних процесів із важковидобувними запасами нафти як критерій оцінювання ефективності інтегрованого дослідження. Інтегровані дослідження визначені як від різновидів аналізу класифікаціїідентифікації, загальних понять та вимог до різновидів методології визначення показників рівня якості та їх оцінки через вибір алгоритмів аналізу та розрахунків на різних стадіях виробництва. Проведено аналіз математичних моделей підвищення якості інтегрованого дослідження бурової установки за рахунок використання нових робочих агентів й удосконалення технології. The materials of the article consider examples of opportunities for determining the goals of integrated research of clogged drilling rigs. The reasons for the decrease in permeability, which occurs during the construction and operation of the well, are analyzed. The reasons for the decrease in the permeability of the bottom-hole zone of reservoir rocks, which occur in the process of drilling, cementing, secondary opening and development of wells, have been determined. The main principles of development, analysis and implementation of recovery processes using modern highly effective science-based technologies, for example, synergistic processes with hard-to-extract oil reserves, were studied as a criterion for evaluating the effectiveness of integrated research. Integrated studies are defined as from types of classification-identification analysis, general concepts and requirements to types of methodology for determining quality indicators and their evaluation through the selection of analysis algorithms and calculations at various stages of production. The analysis of mathematical models of improving the quality of integrated drilling rig research due to the use of new working agents and technology improvement was carried out.
Comparative analysis of technical, economic, weight, and size characteristics of horizontal and vertical steam generators for 1000 mw nuclear power plant units
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Yefimov, O. V.; Pylypenko, M. M.; Kavertsev, V. L.; Harkusha, T. A.; Sydorkin, S. D.; Chyzhyk, O. V.
A comparative analysis of the technical characteristics and parameters of horizontal and vertical steam generators for reactor installations with water coolant in modern 1000 MW NPP power units has been conducted. It is noted that the peculiarities of the design schemes and constructions of steam generators in NPP power units with water coolants are significantly influenced by the strong dependence between the coolant temperature at the steam generator inlet and the pressure in the reactor circuit. The dependencies of coolant and working substance temperature changes and the amount of heat transferred in steam generator elements have been considered. The t-Q diagram of a steam generator with a water coolant featuring a non-boiling economizer, evaporator, and superheater is presented. The parameters of water coolants and working substances in nuclear power plant steam generators are provided. The t-Q diagram for steam generators without a superheater section is shown, because in modern 1000 MW nuclear power plant units with steam generators which use water as the working substance in the steam-turbine cycle, saturated steam without superheating is used. This is because minor superheating of the steam does not significantly increase the efficiency of the steam-turbine cycle but requires significant complexity in the design of the steam generators. It is noted that the correct choice of their structural schemes is crucial in the creation of steam generators with water coolants. It has been proven that the characteristics determining the structural schemes of steam generators with water coolants are: the scheme of washing the heat exchange surface with the coolant, the form of the heat exchange surface, the layout of steam generator elements, the principle of working substance movement, and others. Виконано порівняльний аналіз технічних характеристик і параметрів горизонтальних і вертикальних парогенераторів для реакторних установок з водним теплоносієм сучасних енергоблоків АЕС потужністю 1000 МВт. Зазначено, що на особливості конструктивних схем і конструкцій парогенераторів енергоблоків АЕС з водними теплоносіями великий вплив робить існування сильної залежності між температурою цих теплоносіїв на вході в парогенератор та їх тиском в контурі реактора. Відмічено, що конструкції і характеристики горизонтальних парогенераторів енергоблоків АЕС потужністю 1000 МВт обмежують можливості подальшого підвищення техніко-економічних показників. Визначено, що прямотечійні вертикальні парогенератори з гідравлічною схемою, що передбачає рух робочої речовини в трубках, а водного теплоносія – в міжтрубному просторі, за своїми габаритними і масовими характеристиками значно поступаються прямотечійним вертикальним парогенераторам з водним теплоносієм в трубках, а за масою – також і вертикальним парогенераторам з природною циркуляцією.