Ця методика ґрунтується на понятті сонячної константи – питомої потужності, яка надходить від Сонця на Землю через космос. 4. Розклад погоди: Статистика погоди у Івано-Франківській області [Електронний ресурс].


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
50


УДК 621.9.06.001.4


ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕЗАНИЯ


Евсюкова Д.Ю., Коваленко В.И.

Одесский национальный политехнический университет


Возможность получать информационные сигналы в реальном времени работы

технологического оборудования, оснащенного измерительной системой
NI
-
DAQmx

с
программным обеспечением
NI
-
LabVIEW
, позволяет выявить влияние режимных параметров
обработки на виброхарактеристику упругой системы металлорежущего станка [1].
Экспериментальные
исследования проводили на станке мод. 500
V
/5 обрабатывающий
центр при фрезеровании специальных призматических образцов из конструкционной стали
марки Ст.3 рис.1.







Фреза из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 18 мм, исследованы 4
-
х и 6
-
ти
зубовы
е концевые фрезы. План проведения двух двухфакторных экспериментов позволяет
установить влияние режимных параметров фрезерования на информационный сигнал,
представляющий собой изменение во времени площади под спектрограммой сигнала
виброускорения.

Экспери
мент проводился при размещении одного из трѐх вибродатчиков вибродатчик
y
)

на шпинделе станка с ориентацией по оси
х
, а также двух других вибродатчиков


на
обрабатываемой заготовке по осям
х

и
z
. Одновременно записывали виброакустические
колебания с помо
щью измерительного микрофона [2]
SPL

Lab

USB

RTA


на рисунке 1
микрофон не показан.
Устанавливали влияние на уровень вибросигнала режимных
параметров фрезерования при частоте вращения шпинделя 950 мин
-
1

рис. 2: продольной
подачи или подачи на зу
б фрезы в интервале 0,15…0,3 мм/зуб при глубине резания 0,5…1,0
мм.

Видно, что увеличение подачи на зуб приводит к уменьшению сигнала
виброускорения и к увеличению звукового сигнала. Увеличение глубины резания приводит к
увеличению уровня обоих сигналов.



Рис. 1 Расположение вибродатчиков АР 2019 по осям

z
и
x
 на призматическом
образце
слева и настройка на выполнение рабочего хода фрезерования справа
на станке мод. 500
V
/5.



51












Информационные источники:

1. Измерения в
LabVIEW

. Руководство по применению.
Part

Number

322361
B
-
01,
April

2003
Edition

/
Учебный

центр


Центр

технологий

National

Instruments
, 2006.

2.
(Pro Edition)


измерительный USB микрофон для анализа АЧХ
[Электронный ресурс] / Компания Spl
-
Lab.


Режим доступа: hp://pl
-
lab.ru/ru/products/usb
-
rta
-
-
pro
-
eiion.hl англ..


09.07.2014.


Ларшин В. П., докт. техн. наук, проф., ОНПУ

Лищенко Н.
В., канд. техн. наук, доц., ОНАПТ



УДК 697.329


Вплив теплової ізоляції на динаміку обігріву будівлі


Зайцев Д.В., аспірант

Одеський національний політехнічний університет



Тепловий баланс будівель, як відомо, визначається втратою тепла через
огороджува
льні конструкції і виділенням тепла всередині будівлі, яке, в основному, залежить
від поточної теплової потужності системи опалення.

Динаміка температури повітря всередині приміщення, при зміні теплового балансу будівлі,
багато в чому залежить від акумулюю
ть властивостей будівлі.


Динаміка зміни температури повітря
t
в

в приміщенні описується відомими в літературі
диференціальними рівняннями 1 виду:

a

б

S
z

, мм/зуб

t
, мм

S


отн.

ед
.

S


отн.

ед.

S
z
, мм/зуб

t
, мм


S

отн.
ед.

S


отн.
ед.

в



г

Рис. 2 Влияние подачи на зуб 
а, в
 и глубины резания 
б, г
 на уровень сигнала
виброколебаний 
а, б
 и сигнала звукового датчика 
в, г
, соответственно.



52

, (1)

де

t
в
, t
з



відповідно температура внутрішнього і зо
внішнього повітря;


T
в
, T
з



відповідно постійні часу диференціювання для температури внутрішнього і
зовнішнього повітря, які при виведенні рівняння приймають рівними
T
в

= T
з
;


k



коефіцієнт передачі по каналу потужність системи опалення
-

температура
вн
утрішнього повітря»;


W
о



потужність системи опалення.

У літературі широко відома модель Соколова 2, відповідно до термінологією якого,
постійну часу
T
в

називають коефіцієнт теплової акумуляції будівлі, значення якого
визначаться теплофизическими параме
трами будівлі:



, (2)

Де
c

-

теплоємність матеріалу огороджувальних конструкцій будівлі;

ρ

-

щільніс
ть матеріалу огороджувальних конструкцій будівлі;

F

-

площа огороджувальних конструкцій будівлі;

σ

-

товщина огороджувальних конструкцій будівлі;

V

-

зовнішній обсяг огороджувальних конструкцій будівлі;

q
0

-

питома теплова характеристика будівлі.

Відповідн
о до 2, Соколов запропонував вважати середню температуру зовнішньої стіни
будівлі рівній напівсумі температур внутрішнього і зовнішнього повітря. Разом з тим, ця
величина може бути визначена значно точніше, якщо детальніше врахувати розподіл
температури
по товщині огорожі 3, а також зміна розподілу температури при нанесенні
зовнішньої або внутрішньої ізоляції рис. 1.



Рис. 1


Розподіл температур в товщі ізольованої конструкції:

а шар теплової ізоляції із зовнішньої сторони; б шар теплової ізоляц
ії із внутрішньої
сторони


Корекція постійної часу T
в

при наявності ізоляції визначається як зміною
розподілу температури всередині стіни, так і зміною питомої теплової характеристики будівлі
q
0
. Тоді нове значення T
в

можна представити у вигляді:

, (3)

де

K
t
, K
q



відповідно коефіцієнти корекції постійної часу за розподілом температури в
стіні і теплової характеристики будівлі.

Значення коефіцієнта корекції постійної часу внаслідок
зміни теплової характеристики
будівлі
K
q

для зовнішньої і внутрішньої ізоляцій однакові і, відповідно, визначаються
виразом:

, (4)

де




повне термічний опір огороджувальн
ої конструкції без ізоляції, рівне:

Використовуючи вирази 3 і 4, отримаємо вираз для постійної часу з зовнішньої ізоляцією:


53


(5)


Аналогічно отримуємо вираз для постійної часу з внутрішньою ізоляцією:


(6)


Для випадку використання як зовнішньої, так і внутрішньої ізоляції, отримаємо
комбінацію відповідних коефіцієнтів корекції з виразів 5 і 6:



(7)


Аналіз виразів показує, що в
икористання теплоізоляції для термомодернізації будівель
в значній мірі впливає на акумулюючу здатність будівлі.

Однак, нанесення внутрішньої ізоляції , при рівності α
з

і α
вн
, фактично не впливає на
акумулюючу здатність будівлі, але пропорційно знижує пито
му теплову характеристику
будівлі q
0
, що дає додатковий резерв теплової потужності системи опалення для прискорення
режиму прогріву будівлі.


Нанесення зовнішньої ізоляції значно збільшує акумулюючу спроможність будівлі.
Так, при термічному опорі ізоляції,

рівному опору огороджувальної конструкції, значення

зростає в 3 рази, проте зниження питомої теплової характеристики будівлі
q
0

також дає
додатковий резерв теплової потужності системи опалення для прискорення режиму прогріву
будівлі, а значн
а акумулююча здатність зменшує амплітуду температури повітря
t
в

при
порушенні теплового балансу.

Нанесення одночасно зовнішньої і внутрішньої ізоляції дає проміжний ефект зміни
акумулюючої здатності будівлі щодо двох попередніх варіантів.



Інформаційні дж
ерела:

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов.
-

6
-
е изд., перераб.
-

М.: Изд
-
во МЭИ, 1999.
-

472 с.

2. В.И. Панферов. Моделирование и управление тепловым режимом здания /Панферов
В.И., Нагорная А.Н., Пашнина Е.Ю./ Теоретические ос
новы теплогазоснабжения и
вентиляции: Сборник трудов Межд. научно
-
техн. конф.
-

М.: Московский государственный
строительный университет, 2005.
-
280.


Науковий керівник: проф., к.т.н. Титар С.С..,

Одеський національний політехнічний університет



УДК 620.92


БІОЕТАНОЛ ЯК АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДЕЦІЙНОМУ ПАЛИВУ ДЛЯ
ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ НА БЕНЗИНІ


Студент ОКР Бакалавр» факультету ПЕЕтаНТ Іванов В.В.

ОНАХТ


Основну частку понад 80% всієї механічної енергії на землі виробляють двигуни
внутрішнього згорян
ня, які є основними споживачами всіх видів мінеральних палив, запаси

54

яких обмежені. Норми викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами двигунів
внутрішнього згоряння змушують більшість країн світового співтовариства шукати шляхи
зниження впливу ДВЗ н
а навколишнє середовище.

Останнім часом все більш широке поширення набувають альтернативні види палива з
відновлюваної сировини рослинного походження. Необхідно відзначити, що інтенсивні
роботи по переведенню ДВЗ на альтернативні види палива ведуться як в
країнах з
обмеженими енергетичними ресурсами, так і в країнах з високим енергетичним потенціалом,
а також у високорозвинених країнах, що мають можливість придбання нафти. Даний факт
говорить про високі перспективи використання біопалив. До основних біопали
ва відноситься
біодизель і біоетанол.

Світові лідери з виробництва паливного етанолу
-

Бразилія і США. У цих країнах, і ще
в Канаді, існують державні програми виробництва паливного біоетанолу. Подібну програму
готує і ЄС. В даний час велика частина біоетан
олу виробляється з кукурудзи США і
цукрової тростини Бразилія. Сировиною для виробництва біоетанолу також можуть бути
різні сільськогосподарські культури з великим вмістом крохмалю або цукру: маніок,
картопля, цукровий буряк, батат, сорго, ячмінь та ін
. Етанол можна виробляти у великих
кількостях з целюлози. Сировиною можуть бути різні відходи сільського і лісового
господарства: пшенична солома, рисова солома, багасса цукрової тростини, деревна тирса і т.
Д.

В даний час використовують два способи отрима
ння біоетанолу:

1. Спіртовое бродіння органічних продуктів, що містять вуглеводи під дією ферментів
дріжджів і бактерій. В результаті бродіння виходить розчин, що містить не більше 15%
етанолу. Отриманий таким чином етанол потребує очищення і концентруванн
я, звичайно
шляхом дистиляції.

2. Гідролізна виробництво. У промислових масштабах етиловий спирт отримують з
сировини, що містить целюлозу деревина, солома, яку попередньо гідролізують. Утворену
при цьому суміш пентоз і гексоз піддають спиртовому бродінн
ю. У країнах Західної Європи і
Америки ця технологія не набула поширення, але в колишньому СРСР існувала розвинена
промисловість кормових гідролізних дріжджів і гідролізного етанолу.

Види класифікація палив за змістом в них етанолу:

Е5, Е7, Е10
-

суміші
з низьким вмістом етанолу 5, 7 і 10% мас., відповідно, найбільш
поширені в наші дні. У цих випадках добавка етанолу не тільки економить бензин шляхом
його заміщення, а й дозволяє замінити добавку МТБЕ, яка підвищує октнове число. Таке
паливо можна викори
стовувати в звичайних двигунах.

Е85
-

суміш 85% етанолу і 15% бензину. Стандартне паливо для т.зв. Fle
-
Fuel»
машин, поширених, в основному в Бразилії і США, і в меншій мірі
-

в інших країнах. Вартість
такого палива нижче, ніж бензину. Використання такого

палива можливе тільки після
реконструкції автомобіля.

Е95
-

суміш 95% етанолу і 5% паливної присадки. Компанія Scania почала
розробляти двигун для автобуса, що працює на 95% етанолі в середині 80
-
х років. Створено
програму випробувань міських автобусів
з двигунами, що працюють на 95% етанолі
-

BEST

Рекомендовані норми встановлені для безводного 100%
-
го етилового спирту E100
призначеного для змішування з бензином для виробництва суміші, що містить до 10%
етилового

спирту E10. Ця суміш підходить для використання в автомобілях з традиційними
ДВС. Суміші, що містять більше 10% етанолу придатні для використання тільки в
транспортних засобах, розроблених спеціально для такого палива.

Основні складності використання па
лива з високим вмістом етанолу:

З точки зору виробництва біоетанолу
-

швидше за все воно буде розтащоване в певних
країнах, так як пов'язано з вирощуванням певних сільськогосподарських культур. Складнощі
можуть виникнути і з нестачею сільськогосподарських
земель.


55

Складністю при експлуатації автомобілів є поглинання спиртом вологи і необхідність
боротьби з цим фактором введення поверхнево
-
активних речовин.

Ще один недолік обумовлений наявністю полярної гідроксильної групи, яка робить
спиртовмісні паливо хі
мічно більш активними, ніж традиційне. Присутність етанолу в паливі
сприяє корозії металів. Вирішення цієї проблеми
-

в застосуванні інгібіторів.

Істотним недоліком спирту як палива є те, що теплота випаровування більше, ніж у
бензину. Це викликає труднощі

при запуску двигуна при температурі нижче
-
10°С. Цей
недолік можна усунути, додаючи високолеткі добавки, наприклад ізопентан.

Щоб машину можна було заправляти паливом, що містить більше 10% етанолу,
необхідні деякі переробки автомобілю. Мозок» мотора пов
инен навчитися визначати
концентрацію спирту і підбирати відповідні режими роботи. Оскільки спирт містить воду,
модернізації вимагає і паливна магістраль. Крім того, якщо автомобіль експлуатується в
холодних умовах, треба підігрівати паливо перед запуском.

Надзвичайно важливим є позитивний екологічний ефект використання біоетанолу в
якості палива. Вуглекислий газ. який виділяється при його спалюванні, має первинне
атмосферне походження. Тобто його можуть знову асимілювати рослини, які в майбутньому
стануть
джерелом отримання паливного етанолу.

На думку авторів, збільшення виробництва та використання біоетанола в Україні є
дуже перспективним. Це зменшить залежність країни від поставок палива з інших країн,
покращить екологічну ситуацію. Але основною проблемою

є правильне використання
аграрних ресурсів для виробництва сировини.


Науковий керівник: доц. Хлієва О.Я.


ОНАХТ



УДК 533.1


ДОЦІЛЬНІСТЬ

ВИКОРИСТАННЯ ДИОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ ДЛЯ
ЗБІЛЬШЕННЯ НАФТОВІДДАЧІ ПЛАСТІВ


Лук'янова О.С., асистент

Одеська національна акад
емія харчових технологій


Зростання долі запасів нафти, що важко здобуваються, передбачає необхідність
підвищення ефективності методів їх видобутку, зокрема розробку методів підвищення
нафтовіддачі. Одним з перспективних методів освоєння родовищ на пізній
стадії розробки є
технологія витіснення нафти діоксидом вуглецю. Метод заснований на тому, що діоксид
вуглецю СО
2
, розчиняючись у нафті, збільшує її обсяг і зменшує в'язкість, з іншого боку,
розчиняючись у воді, підвищує її в'язкість. Таким чином, розчин
ення СО
2

у нафті та воді веде
до вирівнювання рухливості нафти й води, що створює передумови до одержання більш
високої нафтовіддачі, як за рахунок збільшення коефіцієнта витиснення, так і коефіцієнта
охоплення. Крім того, на рівні нафтоносних пластів тиск

та температура можуть відповідати
термодинамічної околиці критичної точки СО
2
. Це приводить до появлення додаткових
механізмів підвищення нафтовіддачі.
Аномально висока розчинна здатність розчинників у
надкритичних умовах сприяє максимальному вилученню на
фти із пластів з різною
пористістю і проникністю.


Метою роботи є аналіз світового досвіду використання метода збільшення
нафтовіддачі за допомогою закачування в пласт діоксиду вуглецю.

Авторами [2,3] проводилися експериментальні дослідження коефіцієнту в
илучення
нафти КВН від параметрів надкритичного СО
2
, та було визначено, що використання

56

діоксину вуглецю в надкритичному стані дозволяє підвищити коефіцієнт нафтовидобутку у
два рази в порівнянні зі звичайною закачуванням вуглекислого газу в пласт. Так
ож було
зазначено, що при пластових температурах близьких до критичної 30
-
40 ºС, більший КВН
досягається при тисках більших критичного 11
-
12 МПа, а при високих температурах 80 ºС,
доцільне закачування СО
2

при близьких до критичного тисках.

Вуглекисли
й газ для закачування може бути отриманий з його природних родовищ,
або зібраний з викидів промислових об’єктів. В процесі видобутку близько 20% вуглекислого
газу залишається в пласті, інша частина регенерується з видобутої нафти та закачується в
пласт зно
ву. Таким чином використання СО
2

для підвищення нафтовидобутку дозволяє
вирішити екологічну проблему емісії вуглекислого газу, що виділяється промисловістю.

Одним з перших реалізованих проектів по закачуванню СО
2

в родовище нафти, став
міжнародній проект W
eun, де в нафтові родовища в Канаді нагнітався вуглекислий газ,
зібраний з викидів заводів по газифікацій вугілля, розташованих в США, що дозволило
видобувати на 10 тис. барелів за добу більше.[1] Приблизний показник закачування СО
2

склав
3000
-
5000 т/д
обу. Більшість проектів, що використовують вказану технологію, знаходяться в
США, додатковий видобуток нафти найбільших з них складає 9


29 тис. барелів за добу.

Захоплення вуглекислого газу з викидів промислових підприємств, транспортування
його до родов
ищ нафти, та переобладнання родовища мають високу вартість, але ціни на
нафту також залишаються високими, тому метод нагнітання діоксину вуглецю в пласт буде
затребуваний та рентабельний.

Таким чином, зниження запасів вуглеводного палива, збільшення долі
нафти, що
важко видобуваються, та негативні наслідки від дії парникового ефекту роблять проекти
закачування СО
2

в пласт для збільшення нафтовидобутку все більш привабливими.


Інформаційні джерела:

1.

Гумеров Ф. М. Перспективы применения диоксида углерода
для увеличения
нефтеотдачи пластов / Вести газовой науки, 2011.
-


2

(7).


с.

93
-
109.

2.

Радаев А.В.
Экспериментальное исследование процесса вытеснения высоковязкой
нефти сверхкритическим диоксидом углерода в широком диапазоне термобарических
условий/

А.В.

Радаев, Н.Р. Батраков, И.А. Кондратьев, А.А. Мухамадиев, А.Н.
Сабирзянов//

Георесурсы, 2010.
-

№ 234.


с. 16
-
17.

3.

Филенко Д.Г. Исследования влияния термобарических условий на вытеснение нефти
диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии / Д.Г. Филен
ко, М.Н. Дадашев,
В.А. Винокуров// Вести газовой науки, 2012.
-


3

(11).


с.

371
-
382.


Науковий керівник: доц., д.т.н. Бошкова І.Л.

Одеська національна академія харчових технологій



УДК 536.24


ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО
ГО ГЛАЙДА СМЕСЕВЫХ
ХЛАДАГЕНТОВ НА РАБО
ТУ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕ
МЫ


Макеева Е.Н., Радош С.А.

Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого


В молекулярной теории растворов различают зеотропные неазеотропные и
азеотропные смеси.

Термодинамическое поведение смеси азеотропного
состава подобно поведению
чистого вещества, поскольку состав паровой и жидкой фаз у нее одинаков, а давления в
точках росы и кипения совпадают.


57

Концентрации паровой и жидкой фаз зеотропной смеси в условиях
термодинамического равновесия различаются, а изот
ерма под бинодалью в

координатах имеет наклон, т. е. кипение при постоянном давлении происходит при
увеличении температуры хладагента от точки

до
, а ко
нденсация


при падении
температуры от

до

рис. 1. Это необходимо учитывать при определении степени
перегрева пара на входе в компрессор, а также при оценке энергетических характеристик

холодильной установки.

Таким образом, температуру кипения и температуру конденсации следует находить
по
-
другому. Температуру кипения вычисляют как среднюю температуру

между
температурой точки росы

при постоянном давлении

всасывания и температурой, при
которой хладагент поступает в испаритель
.



Рисунок 1. − Поведение зеотропных смесей при испарении и конденсации




температурное скольжение;



средняя температура конденсации;



средняя температура испарения


Температуру конденсации определяют как среднюю температуру

между
температурой точки росы

температура начала процесса конденсации при постоянном
давлении нагнетания
 и температурой

жидкости на выходе из конденсатора. Разность
температур фазового перехода при постоянном давлении при кипении или конденсации
получила название

или температурный глайд от англ.
glide

‒ скольжение. Значение

зависит от состава рабочего тела и является важным технологическим параметром.

Температурный глайд

в
холодильной и климатической технике

‒ из
менение значения
температуры при изменении фазового состояния газ
-
жидкость

хладагента
. Температурный
глайд ‒ важная характеристика хладагента, определяющая его эксплуатационные свойства и
конструкцию соо
тветствующей холодильной техники.
Азеотропные

хладагенты обладают
малым значением глайда. Их использование в холодильной и климатической технике
является предпочтительным. Неазеотропные хладаг
енты, как правило, состоят из смеси газов.
При их утечки из холодильной или климатической системы существенно изменяется
соотношение газов в смеси. При изменении состава смеси хладагента изменяются все его
основные характеристики, такие как температура кон
денсации, температура испарения,
давление конденсации, вязкость и т. д.

Смесевой хладагент R410A представляет собой околоазеотропную смесь ГФУ R125 и
R32 в пропорции 50/50, которая была запатентована под именем AZ
-
20®. Смесь не горюча,
не ядовита и не разр
ушает озоновый слой OP0, поскольку компоненты не содержат хлора
и имеют короткий период жизни в атмосфере. Температурный глайд смеси ‒ менее 0,2 °С.
Для сравнения: температурный глайд у конкурирующих хладагентов R407C ‒ 5
-
6 °С, R417 ‒

58

3
-
4 °С. Потери да
вления в системе существенно увеличивают температурный глайд.
Пренебрежение данным явлением при составлении теплового баланса может привести к
занижению размеров теплообменных аппаратов и других элементов холодильной системы.
Влияние этого фактора особенно

существенно, когда холодильная система эксплуатируется
на пределе своих возможностей.

Если
испаритель
может работать без перегрева, глайд позволяет создать режим с
меньшей разностью между выходной температурой охлаждаемой и входной температурой
охлаждающе
й среды, но эту возможность нужно оценивать применительно к конкретной
установке.

Хладагенты

с глайдом или, во всяком случае, хладагенты с большим глайдом, должны
применяться только в испарителях н
епосредственного расширения. Поскольку в затопленном
испарителе

хладагент испаряется только частично, его состав изменяется, это вызывает
изменения температуры в различных частях системы, которые о
чень трудно оценить при
расчетах.

Таким образом, азеотропные смеси имеют свои преимущества и недостатки. С одной
стороны, изменение состава рабочего тела при циркуляции его по контуру холодильной
системы может привести к возрастанию холодопроизводительност
и и холодильного
коэффициента по сравнению с этими характеристиками для чистых хладагентов. С другой
стороны, применение зеотропных смесей приводит к снижению интенсивности теплообмена
в испарителе и конденсаторе.


Информационные источники:

1. Бабакин Б. С
, Стефанчук В. И., Ковтунов Е. Е.Альтернативные хладагенты и сервис
холодильных систем на их основе. М.: Колос, 2000.


160 с.

2. Ротгольц Е.А. и др. Выбор хладагента и системы холодильной установки.
Холодильная техника. 2004. №7.


с. 2
-
7.

3. Цветков О.Б.

Озонобезопасные холодильные агенты. М.:ЦИНТИ. 1991.


25с.


Научный руководитель: Макеева Е.Н

Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого



УДК
50
4


ВИЗНАЧЕННЯ ПОТЕНЦІАЛ
У СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ Д
ЛЯ

ІВАНО
-
ФРАНКІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ


Манюк О.Р.



к.геол.н., доц., доцент кафедри екології

Архипова Л.М.


д.т.н., проф., завідувач кафедри туризму

Івано
-
Франківський національний технічний університет нафти і газу


Останнім часом можна спостерігати підвищення інтересу до використання
фотоелектричних
панелей ФЕП для отримання електричної енергії ЕЕ шляхом
перетворення енергії Сонця. Поряд з іншими пристроями генерування ЕЕ від поновлюваних
джерел енергії ПДЕ, ФЕП мають низку переваг, серед яких: простота конструкції та
монтажу, мала маса

і габарити, тривалий термін експлуатації. Основними недоліками
використання ФЕП є їх низький ККД, нестабільність отримання ЕЕ у зв’язку з
метеорологічними умовами та залежність вихідної потужності від кута падіння сонячних
променів

на світлопоглинаючу панель СПП. Відповідно кількість виробленої ЕЕ за
певний проміжок часу напряму залежить від інсоляції, тобто притоку сумарної сонячної
радіації на одиницю площі горизонтальної поверхні за одиницю часу. Притік с
онячної

59

радіації залежить від таких факторів: тривалості дня, хмарності, висоти Сонця над
горизонтом, вологості і прозорості атмосфери, географічної широти. До складу сумарної
сонячної радіації входить пряма радіація, що надходить на горизонта
льну поверхню від
Сонця, і розсіяна небосхилом радіація [1].

У похмурі дні розсіяна радіація є єдиним джерелом енергії в приземних шарах
атмосфери. Навіть незначна кількість генерованої ФЕП енергії в похмурі дні дасть
змогу покрити ел
ектричні потреби малопотужних споживачів, наприклад: освітлення
будинку і території, сигналізація тощо. Також необхідно врахувати те, що від рівня
запиленості атмосфери залежатиме, яка кількість сонячної радіації досягне земної поверхні

[2].

Отже, визначимо сумарну річну сонячну енергію, що надходить на довільно
розташовану поверхню для території Івано
-
Франківської області. У цьому дослідженні
використано підхід, який дає змогу швидко визначати кількість сумарної сонячної
р
адіації, яка надходить на довільно орієнтовану в просторі СПП у будь
-
який момент
часу для заданого її розміщення. Ця методика ґрунтується на понятті сонячної константи


питомої потужності, яка надходить від Сонця на Землю через космос. Ця величи
на в
середньому за межами атмосфери дорівнює 1367 Вт/м
2

[3]. Сонячна енергія досягає
атмосфери Землі у вигляді напрямленого потоку сонячного космічного випромінювання.
Поверхня Землі отримує як пряму сонячну радіацію S
dir
, так і розсіяну с
онячну радіацію S
dif

, які у сукупності складають сумарну; розрахунок їх неоднозначний. Нами пропонується до
використання наступний вираз для розрахунку сумарної сонячної радіації:


,



(1)

де

k
at



коефіцієнт атмосфери, який враховує поправку на повітряну масу, яку
необхідно пройти сонячному променю
;

-

ψ


косинус кута падіння сонячного випромінювання;

-

h


кут висоти Сонця.

Вираз 1 дає

змогу погодинно розрахувати загальний потік енергії, який
приноситься сонячною радіацією на довільно орієнтовану в просторі похилу СПП для ясного
дня. Але важливим також є оцінка хмарності протягом цього ж дня. Для отримання
погодинних даних про тр
ивалість сонячного сяйва в інтервалах істинного сонячного часу

T
b
, ми звернулися у Івано
-
Франківський обласний центр з гідрометеорології, де регулярно
проводяться заміри за допомогою геліографа. Також з сайту [4] були взяті дані
погод
инних значень температури навколишнього середовища протягом 2015 року. Таким
чином було сформовано базу метеорологічних даних за 2015 рік в середовищі Micoof
Ecel для оцінки притоку сонячної радіації у Івано
-
Франківській області. Фрагме
нт створеної
бази даних показано в табл. 1.

Таблиця 1
-

Фрагмент бази метеорологічних даних за 2015 рік у Івано
-
Франківській області

Дата

Час

t
,

°С

T
b
,

в.о.

T
c
.,

в.о.

УW
,
МДж/м
2

W
dir
,
МДж/м
2

УW
di
f,

МДж/м
2

01.01.2015

6:00

-
7

0

0

0,0

0,0

0,0

01.01.2015

7:00

-
4

0

0

0,0

0,0

0,0

01.01.2015

8:00

-
4

0

0

0,0

0,0

0,0

01.01.2015

9:00

-
3

0,4

0,6

0,2

0,1

0,3

01.01.2015

10:00

1

1

0

1,2

0,0

1,2

01.01.2015

11:00

3

1

0

1,7

0,0

1,7

01.01.2015

12:00

5

1

0

1,9

0,0

1,9

01.01.2015

13:00

5

1

0

1,7

0,0

1,7

01.01.2015

14:00

6

1

0

1,2

0,0

1,2

01.01.2015

15:00

6

0,6

0,4

0,2

0,1

0,3


60

Для оцінки динаміки погодинного притоку сумарної сонячної радіації УW, на
рис. 1 побудована річна діаграма для Івано
-
Франківської області за 2015 рік.


Рисунок 1


Діаграма погодинних значень притоку енергії сумарної сонячної радіації
протягом 2015 року

на території Івано
-
Франківської області

Отже, кількість сонячної радіації достатня для улаштування сонячних станцій
промислової потужності


Інформаційні джерела:

1.

Klein W.H. Calculation of solar radiation and the solar heat load on man / W.H. Klein //
Jo
unal of Мeeoolog of U.S. Вueau.


Washington D.C.


1948.


Vol. 5.


No. 4.


P.
119

129.

2.

Duffie J.A. Solar Engineering of Processes Thermal / J.A. Duffie, W.A. Beckman.


Madison, Wisconsin, USA.


1980.

3.

Вікіпедія: Сонячна стала. [Електронний ре
сурс].


Режим доступу:
www.uk.wikipedia.org.

4.

Розклад погоди: Статистика погоди у Івано
-
Франківській області [Електронний
ресурс].


Режим доступу: www.p5.ua.


Івано
-
Франківський національний технічний університет нафти і газу



УДК 697.94


ОСО
БЛИВОСТІ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ СИСТЕМ
КОНДИЦІОНУВАННЯ ДЛЯ РІЗНИХ КЛІМАТИЧНИХ УМОВ


Нгуєн Ван Фук, Суходуб І.О.

Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут»


Проектування систем кондиціонування громадських будівель вимагає пого
динний
розрахунок навантаження з врахуванням особливостей радіаційного теплообміну. Одним з
найпростіших погодинних методів є CLT/CLF/SCL 
cooling

load

temperature

difference
/
cooling

load

factor
/
solar

cooling

load

factor
, що представлений
ASHRAE

[1]. При

розрахунку навантаження враховуються наступні джерела явних теплонадходжень:
теплопередача через зовнішні та внутрішні конструкції, сонячна радіація, що падає на
зовнішні стіни, дах та вікна, люди, система освітлення, електричні пристрої, вентиляція та

61

ін
фільтрація. Приховані надходження враховуються від людей, вентиляції та інфільтрації.
Недоліком даного метода є можлива похибка результатів розрахунку до 20%. Останнім часом
для розрахунку навантаження та енергопотреби на охолодження та осушення
використов
ується програмне забезпечення EnegPlu [2], яке є апробованим за допомогою
численних тестів.
Для порівняння двох методів розрахунків навантаження на систему
кондиціонування було обране приміщення громадської будівлі з однією зовнішньою стіною
на середньо
му поверсі багатоповерхової будівлі для кліматичних умов двох міст: Київ,
Україна; Ханой, В’єтнам. Вихідні дані стосовно розмірів будівлі наведені в табл. 1. Режим
роботи громадської будівлі з 8:00 до 18:00, що впливає на присутність людей, роботу систем
о
світлення та вентиляції та електричного обладнання.

Таблиця 1. Вихідні дані для розрахунків

Географічне розташування

Київ, Україна

Ханой, В’єтнам

Розміри кімнати
ширина/довжина/висота

6 м / 5,4 м / 3,8 м

Орієнтація зовнішньої стіни та
вікна

Південь

М
атеріал зовнішньої стіни

Цегляна кладка

Розміри та конструкція вікна

5 м × 2,15 м однокамерне вікно в дерев’яному
спареному плетінні з жалюзі

Температура та відносна вологість
в приміщенні

25ºС, 50%

Кількість людей, що працюють у
приміщенні

4

Потужніс
ть системи освітлення

10 Вт/м
2

Потужність електричних приладів

10 Вт/м
2

Максимальна зовнішня
температура, ºС

30,6

37,2

Добова амплітуда коливання
зовнішньої температури, ºС

12,2

9

Температура мокрого термометра,
ºС

20,6

29,4

В результаті розрахунків д
вома методами був отриманий розподіл явного 
sensible
),
прихованого 
latent
 та повного oal навантаження по годинам проектного» дня для різних
кліматичних умов відповідно до [
1
] рис. 1, 2.


а

б


Рис. 1. Явне, приховане та повне навантаження на систему кондиціонування методом
CLTD/CLF/SCL

a та за
допомогою

EnergyPlus

б для м.

Києва


62


а б


Рис. 2. Явне, прихован
е та повне навантаження на систему кондиціонування методом
CLTD/CLF/SCL

a та за
допомогою

EnergyPlus

б для м.

Ханой

При аналізі рис. 1 та 2 сформульовані наступні висновки: метод
CLT/CLF/SCL та
програма
EnergyPlus

дають схожі результати як для явного,

так і для прихованого
навантаження; при однакових характеристиках будівлі навантаження на систему
кондиціонування в м. Ханой є більшим за рахунок більшої прихованої складової, ніж у м.
Києві.

Використання програми
EnergyPlus

у порівнянні з методом CLT/C
LF/SCL надає
додаткові можливості аналізу протягом року як потреби, так і, в цілому, енергоспоживання
систем кондиціонування.


Інформаційні джерела:

1.

1979

ASHRAE

Cooling

and

Heating

Load

Manual

2.

https://energyplus.net/


Науковий керівник: проф., д.т.н. Дешко

В.І.,

Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут»



УДК 621.9.06.001.4


РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ


Осипенко Н.С., Помазкина А.Ю.

Одесский национальный политехнический университет


Пробле
ма создания компьютерных систем технологической диагностики относится к
числу актуальных в технологии машиностроения. Она связана с повышением эффективности
технологических процессов обработки деталей из современных труднообрабатываемых
конструкторских мат
ериалов сложнолегированные и нержавеющие стали, жаропрочные
сплавы, титан и титановые сплавы и т.п., с одной стороны, и с особенностями
высокоскоростной обработки 
high

speed

machining
 деталей из цветных металлов типа
алюминия и алюминиевых сплавов, с д
ругой стороны. Особую группу материалов в этой
связи составляют современные полимерные композиционные материалы стекло
-

и
углепластики с армирующими волокнами, сочетание углепластика с титаном и т.п..

Нами установлено, что в обоих указанных случаях к чи
слу ограничивающих факторов
относится возможность возникновения недопустимых виброколебаний в зоне в обработки,
которые приводят к уменьшению стойкости лезвийного режущего инструмента и

63

преждевременному выходу из строя шпиндельных узлов современных станков

с ЧПУ. Одним
из путей управления динамическим состоянием технологической системы резания упругая
динамическая система является правильный выбор и регулирование режимных параметров
механической обработки, например, скорости резания [1].

Для разработки и
апробации компьютерной системы диагностики использована
система
NI
-
LaVIEW компания
National

instruments
, позволяющая выполнять поисковые
исследования по оптимизации конструктивных вариантов построения систем
технологической диагностики. В качестве прим
ера разработана блок
-
схема такой системы
для операций лезвийной обработки на станке мод. 500
V
/5 рисунок. В технологическую
систему ТС указанной модели станка встроены датчики виброколебаний ДВК типа
АР2019 по осям
x
,
y

и
z
станка. Например, эти датч
ики размещены на шпиндельном узле
станка или непосредственно на обрабатываемой заготовке. Вместо этих датчиков или
одновременно с ними может использоваться измерительный микрофон однонаправленного
действия, например, микрофон типа SPL La USB RTA ee [2]
. На выходе блока ДВК
формируется первичный сигнал виброколебаний

x
(
t
)
, поступающий на вход блока быстрого
преобразования Фурье БПФ, который в режиме реального времени формирует спектр
сигнала
x
(
t
)
. Т.е. преобразует временной сигнал
x
(
t
)
в его частотную
форму

x
(
ω
)
.






Далее в блоке формирования сигнала БФС в режиме реального времени формируется
информационный сигнал для технологической диагностики, представляющий собой,
например, развѐртку функции

x
(
ω
)
ω

во времени. Этот сигнал, в отличи
е от первичного
сигнала

x
(
t
)
, отличается закономерным изменением трендом по мере износа режущего
инструмента и поэтому может быть использован для количественной оценки состояния
технологической системы станка. В блоке сравнения БС заданный уровень этог
о сигнала
сравнивается с текущей его величиной и при превышении заданного уровня на выходе блока
сравнения вырабатывается сигнал управления, который поступает по цепи обратной связи в
технологическую систему станка, и осуществляет коррекцию обработки в со
ответствии с
предварительно заданным алгоритмом. Нами предложены различные алгоритмы коррекции,
начиная от выработки команды на смену инструмента и заканчивая адаптивной системой
ДВК


ТС
(500
V
/5)

БПФ

БФС

БС

x(t)

Уставка

ω




ωω

Сигнал управления

Рис
унок. Блок


схема системы технологической диагностики к
станку мод. 500
V
/5 .



64

регулирования скорости резания. Научно
-
исследовательская работа проводится со
вместно с
Уфимским государственным авиационным техническим университетом.

В соответствии с полученными результатами было предложено формировать
диагностические информационные сигналы, характеризующие состояние технологической
системы обработки при сверлени
и отверстий малого диаметра до 3…5 мм и фрезеровании
концевыми фрезами диаметром 18 мм. Для получения таких сигналов производится
соответствующая цифровая обработка первичных сигналов, поступающих от датчиков
виброускорения и звукового датчика, включая

преобразование спектра первичного сигнала
путем исключения из него неинформативных гармонических составляющих.

Информационные источники:

1.
M

Navy
. Помощник в достижении наивысшего уровня выполнения обработки
резанием.
Technical

Sheet
.
Okuma

Corporation
.


ООО ПУМОРИ
-
ИНЖИНИРИНГ ИНВЕСТ».



измерительный USB микрофон для анализа АЧХ
[Электронный ресурс] / Компания Spl
-
Lab.


Режим доступа: hp://pl
-
lab.ru/ru/products/usb
-
rta
-
-
pro
-
eiion.hl англ..


09.07.2014.


Ла
ршин В. П., докт. техн. наук, проф., ОНПУ, Лищенко Н.В., канд. техн. наук, доц., ОНАПТ



УДК 620.92


АЛЬТЕРНАТИВНЕ ПАЛИВО

ДЛЯ ДЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ


Павлів Л.В.,

Одеська національна академія харчових технологій


Нині людство наблизилося до межі вичерпання найд
оступнішого виду органічних
ресурсів


нафти, яка є основною сировиною для отримання такого нафтопродукту, як
дизельне паливо. Приблизно 90 % усієї нафти, що видобувається з надр, переробляється на
палива. На сьогоднішній день, жоден з двигунів внутрішньог
о згорання не використовується
так широко, як дизельний двигун. Галузь застосування таких двигунів різноманітна: від
стаціонарних силових апаратів, сільськогосподарської техніки до автомобільного,
залізничного та морського транспорту. Тому пошук альтернати
ви дизельному паливу, що
виробляється з нафти, є дуже актуальним питанням.

Як і

бензин
, дизельне паливо є сумішшю парафінових, нафтенових і
ароматичних

вуглеводнів
, які виділяються з

нафтової ропи

шляхом

дистиляції

з додаванням
не більш 20% компонентів каталітичного

крекінгу
.
Основний показник дизельного палива


цетанове число
.
Останнім часом в рамках боротьби за екологію жорстко нормовано
вміст

сірки

у дизельному паливі. Під сіркою тут розуміється вміст сірчистих з'єднань


меркаптанів
,

сульфідів
,

дисульфідів

тощо. Вміст сірки в нафті знаходиться в межах від
0,15

% легка нафта

Сибіру
), 1,5

% нафта Ual до 5
-
7

% важк
і бітумінозні нафти;
допустимий вміст в судновому паливі



до 1

%, а за останніми нормативами
Європи

допустимий вміст сірки в дизельному паливі не більше 0,001

%. Пониження вмісту
сірки в дизпаливі, як правило, приводить до зменшення його змащуючих власти
востей, тому
для дизельних палив з ультранизьким вмістом сірки обов'язковою умовою є наявність
присадок. Вважається, що при вмісті сірки в паливі менш 0,05% потрібне застосування
спеціальних протизносних присадок, що дозволяють продовжити термін роботи пал
ивної
апаратури. У зв’язку з цими останніми вимогами до дизельних палив, використання біодизеля
стає більш актуальним.

На думку авторів, найефективнішим видом альтернативного палива наряду з
диметиловим ефіром є біодизель, який можна використовувати як

біопаливо або як

паливну

65

добавку
. З хімічної точки зору це

пальне

являє собою суміш

метилових та етилових
моноалкілових ефірів довго ланцюжкових
жирних кислот

насичених і ненасичених.

Біодизель це

рідина

жовтого кольору мо
же бути різних відтінків. Майже не
змішується з водою, має високу

температуру кипіння

та низьку пружність пари.
Виготовлений з незабрудненої сировини біодизель є нетоксичним. Відносно
висок
а

температура займання

біодизеля 150

°C робить паливо досить безпечним у питані
протипожежної безпеки. Густина та в’язкість біодизеля подібна до традиційного дизельного
палива.
Головний нед
олік


обмежений термін зберігання після виготовлення


3 місяці.

Біодизель найчастіше виробляють з

ріпакової олії

84%, проте в залежності від
географічного розташування і природно
-
кліматичних у
мов виробників використовується

соняшникова олія

(13%),

конопляна
,

олія ятрофи

(
пляшкове дерево
).

Через високий вміст

ліпідів

багато видів мікро
водоростей можуть стати
перспективним джерелом сировини для виробництва біодизеля. Це підтверджено даними про
те, що з 1 га землі можна отримати 446 л соєвої олії або 2690 л пальмової, а з такої ж площі
водної поверхні


близько 90000 л біодизеля. Крім цьо
го, якість біодизеля залежить від
жирнокислотного складу вихідної сировини. Зниження температури культивування, як і
підвищення рівня освітленості, призводить до зростання частки ненасичених жирних кислот у
хімічному складі водоростей.

Процес одержання біо
дизельного палива є досить простим. Рослинна олія є
сумішшю

тригліцеридів
,

ефірів
, сполучених з

молекулою

гліцерину
. Основне завдання при
одержанні біодизеля полягає в тому, щоб видалити гліцерин, замінивши його на спирт.

Відомі дві технологіі виготовлення біодизеля: традиційна та технолог
ія надкритичного
стану

метанолу
.
Традиційна технологія виробництва біодизеля простіша, однак отриманий
біодизель обов'язково необхідно звільняти від

каталізатора
, залишків метанолу і води, яка
потрапляє туди при попередніх стадіях очищення. Технологія надкритичного стану метанолу
є складнішою, але оскільки вона проходить без використання каталізатора, отриманий
біодизель достатньо очистити лише ві
д залишків метанолу.

Найпоширенішим для виробництва метилових ефірів є використання

метанолу
,
оскільки він є найдешевшим із

спиртів
. Під час р
еакції переетерифікації олії та жири
вступають у реакцію з метиловим етиловим спиртом у присутності каталізатора лугу,
внаслідок чого утворюються складні ефіри біодизель, а також гліцеролова фаза, що містить
45
-
56% гліцерину, 4% метанолу, що не проре
агував, 13% жирних кислот, 8% води, 9%
неорганічних солей, 10% ефірів. Очищений гліцерин використовується для
виробництва

миючих засобів
, а після глибокої очистки використовується в фармації.


З 1

тонни олії та 0,1 тонни метанолу виробляють орієнтовно 1 тонну біодизеля та 0,1
тонну гліцерилу. Якщо отриманий біодизель має низьку температуру спалаху, це свідчить про
недостатність очищення від метанолу.

Для запобігання мікробному псуванню біодизеля на

стадії очищення і стабілізації біопалива використовують

паливні присадки

біоциди, та
проводять докладне зневоднення готового продукту, обробку ультразвуком.

До переваг біодиз
еля можна віднести такі фактори:

Міжремонтний термін експлуатації двигуна, що працює на біодизелі збільшується
приблизно на 50%.

Вищий показник змащувальної здатності біодизеля порівняно зі звичайним дизельним
паливом.

Цетанове число

біодизеля становить 51 тоді як в мінерального дизпалива


близько
45, що покращує запуск двигуна.

Висока температура спалаху робить біодизель одним з найбільш пожежобезпечних
видів палива.

Кількість викидів шкідл
ивих сполук і твердих часток при роботі двигуна на біодизелі
зменшується на 20
-
25%, сірки


на 98%, а

сажі



від 50 до 61%, ніж при роботі на
мінеральному дизельному паливі.


66

З точки зору викидів парникови
х газів СО
2
, їх можна порівняти з викидами при
використанні традиційного палива, але вуглекислого газу в вихлопі стільки, скільки
споживається з атмосфери тими ж рослинами, з яких отримується біодизель; тобто стільки,
скільки повернулося б в атмосферу в
процесі природного циклу СО
2
.

Біодизель, потряпляючи в довкілля, дуже швидко піддається біологічному
розкладанню мікроорганізми, в той час як один літр мінерального палива здатен забруднити 1
млн л

питної води

і привести до загибелі водяної флори і фауни.


До недоліків можна віднести:

Залишковий метанол в паливі не більше 0,2% є потужним

розчинником

і буде
викликати не лише розбухання гумови
х деталей, а й розчиняти забруднення в паливній
системі. Тому в паливній системі необхідно використовувати вироби зі спеціальної гуми.

Зберігати біодизель понад три місяці не рекомендується, оскільки він розкладається.

Фінансовані виробниками нафтопродукт
ів дослідження доводять, що для двигунів,
звичайне дизельне паливо є кращим за біодизель. Але це заперечують незалежні організації,
які помітили що біодизель зменшує спрацювання двигуна.

На думку авторів, збільшення виробництва та використання біодизеля в
Україні є дуже
перспективним. Це зменшить залежність країни від поставок палива з інших країн, покращить
екологічну ситуацію. Але основною проблемою є правильне використання аграрних ресурсів
для виробництва сировини.


Науковий керівник: доц. Хлієва О.Я.,

ОНАХТ



УДК
-
62
-
03


ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ГРАНУЛЬОВАНИХ
НАСАДОК ТЕПЛООБМІННИКА
-
УТИЛІЗАТОРА



Солодка А.В., аспірант

Одеська національна академія харчових технологій


Підвищення ефективності виробництв, що характеризуються значним споживанням
теплов
ої енергії, може бути досягнуто шляхом утилізації теплоти
-

вторинних енергоресурсів
ВЕР. Найбільшого поширення в системах утилізації теплоти отримали регенеративні
теплообмінники різних конструкцій [1]. Одним з типів таких теплообмінників є регенератор
з
циркулюючої гранульованої насадкою, в якому потік сипучого матеріалу спочатку проходить
через камеру нагріву, сприймаючи теплоту гарячого газу і нагріваючись, потім
-

камеру
охолодження, де віддає отримане тепло холодному повітрю, нагріваючи його, а поті
м знову
елеватором подається в камеру нагрівання. Безперечними перевагами такого апарату є
відсутність необхідності перемикати потоки гарячого газу і холодного повітря, як це має
місце в регенераторах з нерухомою насадкою, відсутність масивних обертових ча
стин при
високій температурі.

Метою даного дослідження є оптимізація роботи теплообмінника
-
утилізатора
регенеративного типу шляхом вибору ефективного матеріалу для застосування в якості
дисперсної гранульованої насадки, яка є визначальним елементом реген
ераторів
-
утилізаторів. Для досягнення даної мети вирішуються наступні завдання: отримання
порівняльної характеристики матеріалів, що застосовуються в якості дисперсних насадок;
складання схеми установки для експериментальних досліджень процесу теплообміну
між
повітрям і гранульованим матеріалом, аналіз методики теплового конструкторського
розрахунку і оцінка визначають геометричних характеристик.

Об'єктом дослідження є регенеративний теплообмінник
-
утилізатор безперервної дії з
дисперсною насадкою. Оскільки
матеріал для насадки визначає ефективність роботи такого

67

теплообмінника, для його правильного вибору необхідно вивчити властивості наявних і
експериментально оцінити ефективність застосування різних матеріалів за характеристиками
теплопереносу. Розглянутий

теплообмінник містить вертикальну шахту, в яку з верхнього
бункера надходить сипучий матеріал, що рухається вниз під дією гравітаційних сил. Рух у
вигляді щільного шару, необхідна витрата і відведення матеріалу забезпечуються випускним
пристроєм. Продуван
ня газу нагрітим повітрям здійснюється за схемою протитечії.

В шарі дисперсного матеріалу, через який безперервно фільтрується потік газу,
розрізняють кілька видів перенесення теплоти: перенесення з однієї точки шару в іншу, між
шаром і зануреними в ньог
о твердими поверхнями, від газового потоку до поверхні частинок
і перенесення теплоти всередині самих частинок. В даний час досить добре вивчені матеріали,
що застосовуються в теплообмінниках
-
утилізаторах для високотемпературних процесів.
Наприклад, у хімі
чній промисловості, виробництві будівельних матеріалів та інших галузях
втрати теплоти при випалюванні цементного клінкеру, вапна, керамічних виробів,
виробництві скла, цегли, вогнетривів і інших виробів іноді досягають 40 ... 50% від
підводиться теплоти,
а загальний потенціал ВЕР даних галузей оцінюється в кілька мільйонів
тонн умовного палива. При цьому найбільш перспективним є використання теплоти відхідних
продуктів згоряння палива для підігріву повітря, що подається в камеру згоряння [2]. Для
промислов
их підприємств з меншим рівнем теплових викидів, що спеціалізуються,
наприклад, на виробництві харчових продуктів, теплообмінники
-
регенератори знаходяться в
стадії розробки. Одним із завдань є вибір ефективної насадки, призначеної для акумуляції
теплоти пр
одуктів згоряння, температура яких не перевищує 170 °С.

Літературний аналіз показав, що розмір часток насадки, що дозволяє здійснити
найбільш повний теплообмін між газовою і твердої середовищем, багато в чому залежить від
теплофізичних властивостей твердої

насадки. Сам гранульований матеріал повинен мати
наступні властивості: високу теплопровідність, твердість, опір стирання, жаро
-

і хімічну
стійкість. Важливим аспектом при виборі матеріалу насадки є його вартість.

Як дисперсних матеріалів пропонується до
розгляду гранули кварцу, корунду, цеолітів
і інших мінералів, кераміки, полімерних матеріалів, пісок. При цьому слід враховувати умови
роботи теплообмінного апарату. При використанні щільного рухомого шару пісок не
підходить в якості насадки, оскільки прод
ути його складно, а для псевдозрідженого шару
гранули з мінералів неприйнятні [3]. Насипна насадка з кварцу або базальту розміром гранул
4
-
14 мм. Характеристики насадок: питома площа поверхні; щільність насадки; еквівалентний
діаметр; питома вільний обсяг.

Середній вільний обсяг і щільність дисперсних кам'яних
насадок практично не залежить то розміру гранул і приблизно рівні 0,42 м3 / м
3

і 1740 кг / м
3

[4]. Питома площа насадки, що є функцією середнього діаметра гранул, може бути знайдена
за допомогою експе
риментально всановленої залежності.

Насадку для апарату з нерухомим або падаючим шаром виконують з крихти або
кульок розміром 6 ... 12 мм, виконаних з каоліну, оксидів алюмінію, магнію, цирконію.
Матеріал такої насадки повинен володіти високою питомою тепл
оємністю, бути жаро
-

і
хімічно стійким, що не тріскатися при різких змінах температури, що не випаровується, що не
стирається і витримує ударне навантаження. Для підвищення теплоємності таку насадку
виготовляють у вигляді гранул з плавиться ядром.

Отриман
і експериментальні дані використовуються як основа для проведення
теплових розрахунків, метою яких є визначення коефіцієнта міжкомпонентного теплообміну.
Його величина визначає ефективність роботи дисперсної насадки. В даний час є залежності,
що дозволяють

оцінити коефіцієнт міжкомпонентного теплообміну, однак умови їх
застосування обмежена певним видом поверхні матеріалу і температурним діапазоном, тому
їх застосування при проведенні конструкторських розрахунків для низькопотенційних
теплообмінників призво
дить до похибки. У той же час, вид і форма подання залежностей не
повинна змінитися [4].

Розмір частинок визначається для полідисперсних матеріалів як середньозважений по
поверхні:


68

,

(1)

Коефіцієнт,

що характеризує відхилення форми частинок від сферичної, для кульок
дорівнює одиниці, а для частинок іншої форми може бути знайдений за рекомендаціями [3].
Для теплообмінника
-
у
тилізатора з дисперсної насадкою, призначеного для утилізації теплоти
відпрацьованих газів на підприємствах харчової промисловості, доцільно застосовувати
гранульований кварцит і базальт. З метою оцінки їх енергетичної ефективності слід вивчити
регенератив
ний процес в теплообміннику з рухомою гранульованої насадкою, досліджувати
цикли нагрівання й охолодження насадки, вплив конструктивних і режимних параметрів
регенератора на температурний режим, а також визначити оптимальний ефективний діаметр
гранул насад
ки регенератора.


Інформаційні джерела:

1.

Календерьян В.А., Гаппасов В.Р. Теплоперенос в повітроохолоджувачі з
щільним рухомим шаром проміжного теплоносія. IV Мінський Міжн. форум з
тепломасообміну, Мінськ, 2000. Тези доповідей і повідомлень. т.6.
-

С.175
-
18
2.

2.

Медведєв В. Б. Моделювання та розрахунок теплових процесів в
регенеративних утилізаторах теплоти з циркулюючої гранульованої насадкою / Автореф
дісс.к.т.н. Іваново: Іванівський державний хіміко
-
технологічний університет, 2009.
-

17 с.

3.

Горбіс З.Р., Кален
дерьян В.А. Теплообмінники з проточними дисперсними
теплоносіями.
-

М: Енергія, 1975.
-
294с

4.

Григор'єв В.А., Крохин Ю.І. Тепло
-

і масообмінні апарати кріогенної техніки.
Навчальний посібник для ВНЗ.
-

М.: Енергоіздат, 1987.
-

312с.


Науковий керівник: проф.,

д.т.н. Бошкова І.Л., Одеська національна академія харчових
ОНАПТ



УДК 621.9.06.001.4


ИЗУЧЕНИЕ УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ ЗАГОТОВКИ

ПО УРОВНЮ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ


Спильная Е.А., Соколюк А.В.

Одесский национальный политехнический университет


Поисковые и
сследования показали, что на уровень виброакустических колебаний
существенное влияние оказывают упругие деформации обрабатываемых заготовок. Для учета
влияния возможных комбинаций геометрических форм заготовок предложена конструкция
заготовки рис.1 с пе
ременной жесткостью [1].





69








В ходе экспериментальных исследований решены следующие задачи:

-

установлено влияние режимов фрезерования на виброколебания шпинделя и
заготовки;

-

установлено влияние переменной жесткост
и в различных направлениях заготовки на
виброколебания элементов технологической системы;

-

разработаны предпосылки для создания способа управления колебаниями с учетом
индивидуальной жесткости заготовки.







Условия эксперимента:
обрабатыва
ющий центр мод. 500
V
/5 ЧПУ SIEMENS
SINUMERIC 840  номинальная и максимальная частоты вращения шпинделя 1500 и 8000
мин
-
1
; фреза концевая Ø 18 мм; число зубьев 6 Р9К5; призматическая заготовка 200 х 80 х
20 мм сталь
C
т.3
. Использованы вибродатчики
А
Р 2019, измерительный микрофон
SPL

Lab

USB

RTA

. Указанные вибродатчики устанавливали одновременно на шпиндельный
узел в направлении оси
х

и на заготовку в направлении осей
х

y
.

Микрофон устанавливали
на определенном расстоянии от зоны обработки.

О
бработку производили на различных режимах фрезерования:
частота вращения
шпинделя 950 … 3800 мин
-
1
, подача на зуб фрезы 0,1 мм/зуб; глубина резания 0,5 мм рис. 2.

В результате проведенных экспериментов установлено:



упругая система станка содержит две
подсистемы: шпинделя и заготовки,

которые передают одни и те же колебания из зоны резания с разной
чувствительностью, причем
подсистема заготовки чувствительнее
;



переменная жесткость заготовки по трем ее участкам в направлении оси
y

и по
толщине стенки
в направлении оси
х

отражается в информационном сигнале вибродатчика,
установленном на
заготовке

в направлении оси
х

в диапазоне частот вращения шпинделя
950… 3800
мин
-
1
;



указанная переменная жесткость заготовки в направлении оси
х

отражается в
информаци
онном сигнале вибродатчика, установленном на
шпинделе
в направлении оси
х

и
звуковом датчике микрофон на частоте вращения шпинделя 3800
мин
-
1
;



по мере перемещения фрезы по трем участкам заготовки от жесткого к нежесткому
вибрации заготовки увеличива
ются

и тем существеннее, чем выше частота вращения
шпинделя;



информационные
сигналы от звукового датчика

микрофон и
вибродатчика
аналогичны

по характеру изменения, например, с увеличением частоты вращения шпинделя в
3800
мин
-
1

1900
мин
-
1

950
мин
-
1


1900
мин
-
1

3800
мин
-
1


950
мин
-
1

Рис. 1 Конструкция заготовки с переменной жесткостью справа и наладка станка
перед обработкой этой заготовки слева.

Рис. 2 Изменение информационного сигнала ось ординат
 в зависимости от времени
обработки ось абсцисс для вибродатчика. по оси
х

слева и звукового датчика
справа.



70

диапазоне 950…3800
мин
-
1
информацио
нный сигнал от указанных датчиков возрастает,
причем микрофон имеет большую чувствительность по сравнению с датчиком
виброускорения;



установлено, что изменять уровень информационного сигнала вибрации наиболее
эффективно производить за счет изменения час
тоты вращения шпинделя.


Информационные е источники:

1. Синопальников В.А. Надежность и диагностика технологических систем: Учебник /
В.А. Сипальников, С.Н. Григорьев.


М.: Высш.шк., 2005.


343 с.


Ларшин В. П., докт. техн. наук, проф., Одес
ский национальный политехнический
университет

Лищенко Н.В., канд. техн. наук, доц., Одесская национальная академия пищевых
технологий

УДК 621.9.06.001.4


ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ В СИСТЕМЕ
LabVIEW


Стоянов С.В., Снятков М.В.

Одесский национальный
политехнический университет


Современные компьютерные системы технологической диагностики процессов
резания могут быть выполнены на основе различных компьютерных прикладных программ
по обработке сигналов, к числу которых принадлежат, например, приложения
системы сбора
данных LaVIEW компания
National

instruments
, пакет прикладных программ М
ATLAB

и
Simulink

компания
Mathworks
).

Отличительная особенность системы LaVIEW


непосредственное схемотехническое
конструирование виртуального измерительного прибо
ра, каждый элемент которого
представлен в виде модульного устройства, имеющего вход, выход и функцию
преобразования. Например, выходной сигнал вибродатчика АР2019, поступающий в
соответствии с компоновочной схемой на рисунке в блок преобразования NI USB
-
9233 после
соответствующего усиления и дискретизации через шасси NI USB
-
9162 следует по
стандартному каналу USB на вход персонального компьютера измерительной системы сбора
данных. Графическое программирование измерительной системы в виде виртуального
при
бора 
virtual

instrument
 позволяет конструировать и отлаживать измерительные системы,
работающие в режиме реального времени. Такой режим работы называется 
point

by

point

analysis
» [1]. LaVIEW


это язык потока данных, позволяющий реализовать возможность

некоторого виртуального прибора или некоторой структуры такого прибора выполнять
свою функцию со скоростью получения сигналов на его входах независимо от положения
этих входов на блок
-
диаграмме этого виртуального прибора.












NI US
B
-

9162

(Carrier)

PC USB Ports

NI USB
-
9233

(ADC)

Sound

Sensor

(mic.)

1

Vibro
-

Sensors

(IEPE)


2

3

4

x

z

y


71





Возможность пр
ограммирования информационных сигналов реального времени
способствует существенному расширению технологических возможностей
металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ, поскольку на основе этих сигналов можно
встраивать в указанное оборудование соответствующ
ие диагностические системы, начиная от
разомкнутых систем графической индикации на мониторе системы ЧПУ и заканчивая
замкнутыми системами автоматического регулирования уровня вибрационных сигналов. Это
позволит оптимизировать процессы резания по критерию в
ысокой производительности при
заданном качестве поверхности и поверхностного слоя обрабатываемых заготовок деталей
машин, так как появление вибраций в зоне резания связано с ухудшением указанных
технологических показателей эффективности [2]. Отличие соврем
енной измерительной
системы
NI
-
DAQ
mx

от традиционной системы
NI
-
DAQ

(
Legacy
 заключается в
многофункциональности и в возможности создания оригинальных разработок для своего
случая, что нашло отражение в стратегии разработчика оригинального оборудования»
(
OEM
:
original

equipment

manufacturer
).

Программное обеспечение драйвера
NI
-
DAQmx

намного более совершенное, чем
базовое для традиционной компьютерной системы сбора данных
NI
-
DAQ

(
Legacy
. Это
вызвано изменением подхода к интерфейсу программирования прило
жений 
API



Application

Programming

Interface
 и позволяет организовать многопоточные измерения в реальном
времени.

Указанные преимущества компьютерной системы сбора данных
NI
-
DAQmx

позволяют
организовать многооперационную обработку первичного измеритель
ного сигнала в режиме
реального времени, выделяя с помощью такой обработки составляющую закономерного
изменения сигнала по мере изменения режущей способности и износа режущего
инструмента. Этот новый информационный сигнал предложено использовать в системе
технологической диагностики процессов резания на многофункциональных станках с ЧПУ.


Информационные источники:

1.
LabVIEW

analysis

concepts
.
Part Number 370192C
-
01. National Instruments Corporation,
March 2004 Edition.

2.
Larshin V.P.
,

Lishchenko N.V.

On t
he problem of vibration in cutting systems /
Новые

и

нетрадиционные

технологии

в

ресурсо
-

и

энергосбережении
:
материалы

научн
.
техн
.
конф
.,
22
-
24
сентября

2014
г
.,
г
.
Одесса
.


К
.:
АТМ

Украины
, 2014.


с
.84
-
88.


Ларшин В. П., д.т.., проф., ОНПУ, Лищенко Н
.В., к.т. н., доц., ОНАПТ


УДК 621:658.264


ШКАЛА ВИЗНАЧЕННЯ КЛАСУ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ДЛЯ
ЗАКЛАДІВ СОЦІАЛЬНОЇ СФЕРИ


Шевченко О.М., Білоус І.Ю.

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інституту"


Через зношеність фонду будівель
та через збільшення витрат та брак бюджетного
фінансування на покриття комунальних витрат і значно більшу потребу в проведенні заходів з
енергозбереження та санації будівель бюджетної сфері актуальним є питання аналізу
ефективного використання енергетичних

ресурсів. [1
-
3] Особливо це стосується об’єктів у
комплекса

NI
-
DAQmx

(
N
ational

I
nstrument

D
ata

A
c
q
uisition
)..
Рисунок. Блок


схема системы сбора данных на основе измерительного



72

сільській місцевості, де обсяг капіталовкладень соціального призначення у розрахунку на
одного жителя залишається у 1,5

2 рази нижчим, ніж у містах.

Всі об'єкти соціальної групи складають: школи; ДНЗ; зак
лади охорони здоров'я; клуби,
бібліотеки, народні будинки тощо.

За фактичними показниками середнє споживання теплоти на опалення для закладів
соціальної сфери становить 333 кВт∙год/м
2
96 кВт∙год/м
3
. Будинки в Європі сьогодні
споживають 121

135 кВт∙год/м
2
. За фактичними значенням розкид значень питомих
показників відносно середнього досить значний та становить понад 50%. Основна частина
будівель знаходиться в діапазоні 50

140 кВт∙год/м
3
. Розміри розглянутих будівель різні від
50 до 25000 м
3
).

Одним з елем
ентів оцінки ефективності використання енергетичних ресурсів є
енергетична сертифікація.
Витрати на опалення бюджетних установ в Україні є у 2


3 рази
вищими клас енергоефективності будівель F, Е, ніж витрати на опалення бюджетних
установ країн Європейс
ького Союзу ЄС, при чому це не гарантує дотримання санітарних
вимог в приміщеннях бюджетних установ.

На першому етапі введення енергетичної сертифікації в Україні використовувалось
розбиття на 6 класів енергоефективності, що

полягають у визначенні відхи
лення
енергетичного рейтингу будівлі від нормативно встановлених значень величин витрат енергії
на одиницю опалюваної об'єму будівлі. На другому етапі ведення енергетичної сертифікації
що наступає після накопичення достатньо
відомостей про рівень енергоспо
живання
існуючого будівельного фонду,

застосовуються правила визначення меж класів
енергоефективності відповідно до
ДСТУ Б EN 15217. Загальний принцип побудови шкали
ефективності енергоспоживання будівель базується на використанні нормативних та
фактичних
R
s

даних про енергоспоживання типових будівель. [4] За даними підходами
виділяють 7 основних класів та можливість виділення підкласів.

За сучасними вимогами норма споживання теплової енергії становить: 31 кВт∙год/м
3

для шкіл, ДНЗ


36 кВт∙год/м
3
; амбулато
рії, лікарні, фельширсько
-
акушерські пункти ФАП


47 кВт∙год/м
3
. [5]

Метою роботи є побудовашкали енергетичної сертифікації будіель на базі
використання фактичних даних проекту Сприяння розвитку соціальної інфраструктури».

В рамках проекту Сприяння роз
витку соціальної інфраструктури» 2013
-
2016рр., що
впроваджується Українським фондом соціальних інвестицій за фінансової підтримки Уряду
Німеччини виконувалась термомодернізація більш ніж 60
будівель
об'єктів
бюджетних
установ соціальної сфери,
розташован
их в Вінницькій, Кіровоградській та Львівській області.
Це типові невеликі об'єкти, більшість з них знаходяться в сільській місцевості. Для
верифікації енергетичних показників проекту проводились енергетичні обстеження.
[2]

Відповідно до підходів, що запр
опоновані Європейськими стандартами основна
частина будівель потрапляє в середину шкали клас Е, . Заходи, які впроваджуються на
об'єктах не завжди дають можливість достатньо зменшити питоме енергоспоживання, щоб
забезпечити перехід з класу в клас. Для к
ращої оцінки впроваджених заходів рекомендується
розбити кожен клас на підкласи. Отже, шкала енергетичної сертифікації будівель має 14
класів.

За проектом передбачено виконання наступних основних енергозбігаючих заходів:
заміна вікон на двокамерні енергозб
ерігаючі склопакети; заміна вхідних дверей
металопластиковими; встановлення рекуператорів теплоти у коридорах, спортивних та
актових залах; утеплення зовнішніх стін; перекриття даху з заміною стропильної системи та
його утепленням; заміна або встановлення
сучасних котлів; реконструкція системи опалення.
Енергозберігаючі заходи при впроваджені в комплексі мають більший ефект, ніж коли їх
впроваджувати поодиноко. В діапазон 15
-
25% економії енергоресурсів від впровадження
енергозберігаючих заходів потрапляє на
йбільша кількість об'єктів. На рис. 1 наведена зміна
питомого енегоспоживання по об'єктам до та після впровадження енергозберігаючих заходів.
Горизонтальними лініями нанесені границі класів енергоефективності.


73



Рис. 1 Поступ енергоспоживання будівель піс
ля впровадження енергозбеігаючих
заходів та межі класів енергоефективності

На більшій кількості об'єктів клас енергетичної ефективності покращується на один
клас. Застосування даної шкали дозволяє оцінювати клас енергоефективності бюджетних
закладів соціал
ьної сфери. Використання старих підходів у визначені рейтингу будівель не
дозволяє оцінити покращення класу енергоефективності при малому поступі від
енергозберігаючих заходів.


Інформаційні джерела:

1. Управління ефективністю енерговикористання у вищих н
авчальних закладах /
Білоус І.Ю., Дешко В.І., Сплавська В.О., Суходуб І.О., Шевченко О.М., Шовкалюк М.М.; під
заг. ред. В.І. Дешка / Монографія.


К.: НТУУ КПІ», 2015.


186с.

2. Дешко В.І.

Досвід впровадження міжнародного інвестиційного проекту з
підвище
ння енергоефективності об'єктів соціальної сфери / В.І. Дешко, М.М. Шовкалюк, В.Я.
Євтухов, І.Ю. Білоус, О.П. Красовськй // Науковий вісник "Економіка і регіон". Випуск
№655 Полтава 2015. С 59

63.

3. Праховник А.В. Енергетична сертифікація будівель / А.В
. Праховник, В.І. Дешко,
О.М. Шевченко // Наукові вісті НТУУ "КПІ"


2011.


№1. С. 140

153.

4.
ДСТУ Б EN 15217
ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ БУДІВЕЛЬ.
Методи для
визначення енергоефективності та для енергетичної сертифікації.
-

К.:
НДІБК, 20ХХ.


40 с.

5. ДСТУ
-
Н Б А
.2.2
-
5:2007. Настанова з розробки та складання енергетичного паспорту
будівель.


К., 2008.


43 с.

проф., д.т.н. Дешко В.І.

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інституту"



УДК 504.062


МЕТОДИКА ЕКОЛОГО
-
ЕНЕРГЕТИЧНОГО АНАЛІ
ЗУ ЗБЕРІГАННЯ
НАФТОПРОДУКТІВ НА НАФТОБАЗАХ


Єлгаєва М.О.,


Одеська національна академія харчових технологій


В даний час питання ресурсозбереження зобов’язують робітників нафтової галузі
впроваджувати технології зниження втрат нафтопродуктів при їх зберіга
нні. Вже налічується
досить великий обсяг різних засобів по зниженню втрат нафтопродуктів від випаровування з
резервуарів нафтобаз.

Використання заходів, що спрямовані на зниження викидів з нафтового устаткування
які ведут
ь не тільки до скорочення втрат кількості, але і до скорочення втрат якості

74

продуктів і відповідно до збільшення прибутку


один з пріоритетних напрямків розвитку
всієї нафтової галузі.

В даний час втрачається до 1% нафти, що видобувається. Окрім втрат на
фти при
переробці, велика частина втрат походить від випаровування нафти та нафтопродуктів при
зберіганні в резервуарах. Застосування резервуарів з понтоном багато в чому вирішило
проблему випаровування продуктів при зберіганні. За даними різних заводів
-
ви
робників
понтонів, використання резервуарів, обладнаних понтонами, дозволяє скоротити втрати
нафти та нафтопродуктів від випаровування на 60
-
98%.

Оцінка ефективності того чи іншого засобу зниження втрат для конкретної нафтобази

-

завдання складне, багатоф
акторне. На заключному етапі вирішення цього завдання може бути
використаний еколого
-
енергетичний аналіз.

Пропонований метод еколого
-
енергетичного аналізу заснований на оцінці емісії
парникових газів ПГ, одна частка якої пов'язана з витратами електроенер
гії при виробництві
обладнання та його експлуатації за повний життєвий цикл об'єкта дослідження, друга


з
прямими викидами парникових газів в процесі експлуатації. Метод є альтернативою
традиційному техніко
-
економічного аналізу, так як енергетичні показни
ки енергоємність
сировини і матеріалів є більш стабільними величинами, оскільки не залежать від фінансових
котирувань різних валют.

При виконанні еколого
-
енергетичного аналізу авторами пропонується враховувати всі
енергетичні витрати і пропорційні їм ви
киди ПГ на створення та утилізацію засобу
скорочення втрат нафтопродуктів від випаровування, прямі викиди ПГ в даному випадку
втрати вуглеводнів від випаровування, які самі є парниковими газами, непрямі викиди від
енергоспоживання при експлуатації облад
нання, а також енергетичний еквівалент праці
людини.

Стосовно до аналізу процесу зберігання нафтопродуктів на нафтобазах величина
повної еквівалентної емісії парникових газів ПЕЕПГ може бути записана так:



де
н

-

викиди
СО
2

при виробництві 1 кВт·год електроенергії для України, кг СО
2
/кВт·год;.

е
ВВП

-

енергоємність ВВП для України, кВт·год /грош.од;
с
i
об

-

собівартість виробництва
обладнання резервуари, допоміже обладнання, засоби скорочення втрат, грош.од;
е
ч.пр

-

е
нергетичний еквівалент людської праці при створенні обладнання, кВт·год / люд.год;
n
i
ч.пр

-

трудовитрати на виробництво обладнання, люд.·год;
k
a
+
k
p

-

частка річних витрат від
капітальних на амортизацію та ремонт обладнання, рік
-
1
; τ
-

термін експлуатації

обладнання,
рік;
N

-

потужність, споживана системою, кВт;
m
ВУ

-

маса викидів вуглеводнів при зберіганні
нафтопродуктів втрати вуглеводнів від випаровування, кг/рік;
GWP
ВУ

-

потенціал
глобального потепління суміши вуглеводнів, що випаровується, кг СО
2
/кг
.

Об'єктом аналізу в представленій роботі є група резервуарів РВС
-
10000 для зберігання
бензину в кліматичних умовах Одеської області. Для розрахунку ПЕЕПГ розглянутого
об’єкта попередньо був виконаний розрахунок втрат бензину від випаровування втрати від

малих подихів» резервуара для двох місяців: липня та січня. Далі були оцінені викиди
вуглеводнів для двох варіантів: з використанням якості засобу скорочення втрат понтону на
поверхні нафтопродукту в резервуарі, та без засобів скорочення втрат.

На осно
ві отриманих вхідних даних був виконаний розрахунок ПЕЕПГ та показане
значне зниження вкладу в парниковий ефект при використанні понтонів, навіть з
урахуванням збільшення капітальних витрат на це обладнання.

Розглянуту методику еколого
-
енергетичного аналіз
у можна рекомендувати для аналізу
різного обладнання нафтової галузі, так як вона враховує втрати вуглеводнів парникових
газів та сприяє не тільки підвищенню екологічних показників об’єкта, але її
ресурсозбереженню.

Науковий керівник Хлієва О.Я., доцен
т, ОНАХТ


75



УДК

621.743.074

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЧУГУННОГО ЛИТЬЯ, ВКЛЮЧАЯ
ШНЕКИ ФАРШЕМЕШАЛОК

Крушенко Г.Г.
1, 2
., д.т.н., проф., Двирный В.В
2
., д.т.н., проф., Двирный Г.В
2
., к.т.н.,

Решетникова С.Н.
2
, к.т.н.

1
Институт вычислительного моделирования СО РАН

2

Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнева



В последние 10…15 лет большое внимание уделяется новому классу материалов


ультрадисперсным порошкам иное название


нанопорошки


НП химических соединений
[1], котор
ые представляют собой сверхмелкозернистые кристаллические или аморфные
образования с размерами, не превышающими 100 нм 1 нм  10
-
9
м [2]. Такое отношение к
этим материалам объясняется тем, что они обладают уникальными физико
-
химическими и
механическими с
войствами, существенно отличающимися от свойств материалов того же
химического состава в массивном состоянии, и эти свойства могут в определенной степени
передаваться получаемым из них или с их участием изделиям [3].


Исходя из опыта успешного применения Н
П для повышения уровня свойств
различных алюминиевых сплавов [4], нами проведена работа по установлению возможности
повышения характеристик чугунов. Первые же эксперименты показали, что введение в
расплав серого чугуна СЧ15 до 0,05 % НП BN привело к значит
ельному уменьшению
величины отбела по стандартной клиновой пробе с 18 мм при обычной подготовке
расплава к литью до 1 мм и к измельчению в 1,6 раза эвтектического зерна с 38 до 61 зерен
на площади шлифа в 1 см
2
, что. Очевидно, и явилось причиной рост
а временного
сопротивления разрушению

в
на 19,5 % со 174 до 208 МПа.

В дальнейшем работу продолжили на износостойком высокохромистом чугуне ИСЦ.
При этом НП Al
2
O
3

в пределах 0,01…0,1 % вводили стальной трубке в струю чугуна при
заливке металла в песчан
о
-
глинистую форму. Из полученных отливок для испытаний на
износ вытачивали плоские образцы типа усеченного конуса высотой 8 мм с диаметром
меньшей окружности 38 мм, большей


40 мм. Износостойкость изучали в режиме
абразивного изнашивания на машине, обеспе
чивающей возвратно
-
поступательное
перемещение образца по порошку зернистого электрокорунда в сухом состоянии. Величину
износа определяли по потере массы образцов в единицу времени. Микроструктуру изучали
на боковых поверхностях образцов. Полученные результ
аты [5, 6] сравнивали с данными
испытаний чугуна ИСЦ, в который вводили модифицирующую смесь тугоплавких оксидов.
Результаты испытаний показали, что при этом твердость литого чугуна повышается по
сравнению с немодифицированным состоянием с 33,5 до 56,6 ед
HRC на 68,8 %, а при
введении НП Al
2
O
3



до 62,5 ед HRC на 86,6 %. Износ при этом снижется соответственно
на 21,9 % и на 31,6 %. В закаленном состоянии нагрев до 1273 К, охлаждение в воде, отпуск
при 623 К в течение 3,5 ч увеличивает твердость по сра
внению с незакаленным
модифицированным чугуном:смесью МС


до 61,5 ед, НП Al
2
O
3



до 67,5 ед больше на 9,8
%. При этом износ уменьшается в еще большей степени: в результате модифицирования
смесью МС и НП Al
2
O
3


соответственно на 56,3 и 83,5 %. Наибольшу
ю износостойкость
обеспечивает модифицирование НП Al
2
O
3

с последующей термообработкой в виде отжига и
закалки. При этом, хотя твердость возрастает и незначительно до 68,0 ед, но износ
уменьшается ощутимо: относительно литого немодифицированного состояния



в 2,74 раза,

76

литого модифицированного


в 2,1 раза, и закаленного модифицированного НП Al
2
O
3


в
1,49 раза. Изучение микроструктуры показало, что в литом немодифицированном состоянии
в чугуне наблюдаются выделения крупных игольчатых карбидов, а в резуль
тате введения в
расплав НП Al
2
O
3

они приобретают округлую форму и равномерно распределяются в объеме
матрицы. В результате закалки на воздухе после предварительного отжига
модифицированного НП Al
2
O
3
чугуна значительно уменьшается химическая
неоднородность,

что и обеспечивает стабилизацию твердости 68,0 ед. При этом на шлифе
наблюдаются короткие, тонкие, округлые выделения карбидов, равномерно распределенные
в матрице и изолированные друг от друга областями с упрочняющей фазой, что и объясняет
повышение
прочности чугуна.


Основываясь на результатах описанного выше положительного воздействия НП Al
2
O
3
на свойства чугуна это же соединение применили и для повышения качества заготовок 


=
80 мм, Н  420 мм, отливаемых из износостойкого чугуна, из которых обр
аботкой резанием
изготовляли шнеки для фаршемешалок. Одновременно отливали вертикально по 10 штук в
одной форме, изготовленной по СО
2
-
процессу, окрашенной противопригарной нанокраской
[7]. На получаемых по стандартному технологическому процессу отливках по
сле отрезки
прибылей по их центральной части зачастую наблюдалась осевая пористость. Кроме того,
при механической обработке отливок при получении из них шнеков на обработанных
поверхностях наблюдалось выкрашивание графитовых включений, что является
неиспра
вляемым дефектом.

Чугун готовили в индукционной печи типа УИПА
-
250 с последующим переливом
расплава при 1693 К в заливочный ковш емкостью 200 кг, на дно которого предварительно
укладывали помещенный в латунную фольгу НП Al
2
O
3

из расчета его содержания в о
тливках
до 0,09 %. Визуальный осмотр поверхности отрезки прибылей у отлитых заготовок показал
отсутствие на них осевой пористости, что свидетельствует об улучшении питания отливок.
Проведенные на отдельно отлитых образцах
-
свидетелях испытания механических
свойств
показали, что в результате модифицирования НП Al
2
O
3

значения

в
находятся в пределах
225…280 МПа, тогда как для обычно приготовленного чугуна

в

= 203
-
229 МПа при
требованиях по приемочным документам

в

 197…241 МПа. Таким образом,
модифицирование

НП Al
2
O
3

в среднем повышает

в

по сравнению с требованиями на 13,5 %,
а по сравнению с цеховой технологией


на 14,4 %. Изучение микроструктуры показало, что
в необработанном НП чугуне преобладает игольчатая структура графита, тогда как в
результате модиф
ицирования НП преобладает глобулярный графит. На механически
обработанных поверхностях шнека никакие дефекты не обнаруживаются, чистота
поверхности удовлетворяет требованиям чертежа.


Информационные источники:

1. Москвичев В.В., Крушенко Г.Г., Буров А.Е.
и др. Нанопопрошковые технологии в
машиностроении. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2013. 186 с.

2. Тананаев И.В., Федоров В.Б., Малюкова Л.В. и др. Характерные особенности
ультрадисперсных сред // ДАН СССР. 1985. Т. 283. № 6. С. 1364

1367
.

3
. Жуков М.Ф., Черский И.Н…Крушенко Г.Г. и др. Упрочнение металлических,
полимерных и эластомерных материалов ультрадисперсными порошками
плазмохимического синтеза. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1999. 312 с.

4. Крушенко Г.Г., Балашов Б.А.,
Василенко З.А., Фильков М.Н., Миллер Т.Н.
Повышение механических свойств алюминиевых литейных сплавов с помощью
ультрадисперсных порошков // Литейное производство, 1991. № 4. С. 17

18.

5. Крушенко Г.Г., Пинкин В.Ф., Каренгин А.Г. и др. Модифицирование
высо
кохромистого чугуна ИСЦ ультрадисперсным порошком // Литейное производство,
1994. № 3. С. 7.

6. Патент РФ № 2080961. Способ получения износостойких отливок из чугуна / Г.Г.
Крушенко, В.Ф. Пинкин, Б.И. Трошкин и др. // БИ. 1997. № 16.


77

7.
Крушенко Г.Г.

Литей
ные нанопокрытия // Нанотехника, 2012. № 2. С. 93

97.



УДК 504.062


Еколого
-
енергетичний аналіз доцільності впровадження системи
уловлювання легких фракцій при зливо
-
наливних операціях на нафтобазах


Дідук К
.А., С
ирбул А.

О.

Одеська національна академія х
арчових технологій


Проблема втрат нафти та нафтопродуктів при їх зберіганні носить не тільки
економічний характер втрата коштовної сировини або продукту, а й пов’язана з екологічним
забрудненням та втратами енергоресурсів.

На всіх етапах розвитку нафто
вої промисловості проблема втрат нафти та
нафтопродуктів при транспортуванні та зберіганні змушувала удосконалювати технологію
цих процесів. Використання заходів, що спрямовані на зниження викидів з нафтового
устаткування які ведуть не тільки до скороченн
я втрат кількості, але й до скорочення втрат
якості продуктів і відповідно до збільшення прибутку


один з пріоритетних напрямків
розвитку всієї нафтової галузі.

В даний час велика частина втрат нафти та нафтопродуктів походить від їх
випаровування при з
беріганні в резервуарах. Застосування резервуарів з понтоном багато в
чому вирішило проблему випаровування продуктів при зберіганні. За даними різних заводів
-
виробників понтонів, використання резервуарів, обладнаних понтонами, дозволяє скоротити
втрати наф
ти та нафтопродуктів від випаровування на 98
-
99%. Але на практиці такого
зниження втрат не спостерігається.

В даний час для зниження втрат легких фракцій вуглеводнів ЛФВ при зберіганні
нафти і нафтопродуктів крім понтонів і плаваючих дахів застосовуються

різні методи і
пристрої: газоурівнювальна системи, мембранне розділення суміші ЛФВ, охолодження з
подальшою конденсацією, адсорбція, абсорбція і т.д. У кожної з перерахованих технологій є
свої достоїнства. Загальним же недоліком є те, що вони не можуть га
рантовано забезпечити
уловлювання ЛФВ і на їх експлуатацію витрачається додаткова кількість енергії. Тому метою
даної роботи була оцінка доцільності використання пропонованої на ринку газоурівнювальної
системи з компресором для уловлювання парів ЛФВ.

На пе
ршому етапі дослідження був виконаний розрахунок втрат легких фракцій
вуглеводнів при великих подихах» з резервуара РВС
10000
, в якому зберігається нафти в
кліматичних умовах
м. Одеси. Отримане значення 3122 кг за один великий подих», при
цьому

концентр
а
ція

вуглеводнів в пароповітряної суміші склала 3,268 кг/м
3
.


Далі був виконаний розрахунок зниження концентрації вуглеводнів в пароповітряній
суміші при її трьохступеневому стисненні до кінцевого тиску 3,5 МПа з проміжним
охолодженням навколишнім повітря
м до 40° С для цих цілей може використовуватися
компресорна установка ГШ 1
-
3/35, що випускається в Україні . При цьому задавшись
наявною в літературі інформацією по складу пароповітряної суміші при зберіганні нафти був
виконаний розрахунок, в результаті
якого отримана кінцева концентрація вуглеводнів на
виході з компресорної установки


0,487

кг/м
3
.


Розрахунок показав, що зниження концентрації легких вуглеводнів в результаті
стиснення та конденсації є достатнім. Але необхідно врахувати ще й додаткові в
итрати
електроенергії на роботу компресора. Остаточний висновок про доцільність використання
компресорного способу скорочення втрат вуглеводнів від випаровування можна зробити на
основі виконання еколого
-
енергетичного аналізу, який полягає в розрахунку пов
ної
еквівалентної емісії парникових газів. У процесі зберігання нафти та нафтопродуктів емісія

78

парникових газів складається з непрямих викидів викиди, пов’язані з виробництвом
електроенергії на роботу компресора, на створення обладнання та з прямих викид
ів втрати
вуглеводнів, які є парниковими газами. Стосовно процесу зберігання нафти формулами для
розрахунку повної еквівалентної емісії парникових газів можна записати наступним чином:




τ
-

повний період експлуатації установки до її утилізації;



втрати вуглеводнів за рік з
урахуванням зниження втрат за рахунок використання засобу скорочення втрат, кг/рік;



потенціал гло
бального потеплення вуглеводнів, які випаровуються, кг СО
2
/кг;

-

вартість 1 кг нафтопродукту, втрачаємо від випаровування, грн./кг;
н



середня кількість СО
2
,
що виділяється при виробництві 1 кВт·год електроенергії в Укра
їні, кгСО
2

/ кВт·год;

-

енергоємність валового внутрішнього продукту ВВП в Україні, кВт

ч /грн;

-

витрата
електроенергії на роботу механічного компресора, кВт·год/рік;

-

величина капітальних
витрат на створення обладнання, з урахуванням амортизаційних відрахувань і ремонту.

Для зручності порівняння, особливо коли розглядаються резервуари різної місткості та
різний період експлуатації резервуарів, доцільно

ввести новий критерій: питомі викиди
парникових газів при здійсненні однієї операції заповнення резервуару віднесені до об'єму
резервуара
:


де


срок експлуатації резервуара, р
ік;
n

-

коефіцієнт оборотності резервуару, 1/рік
.

Результати розрахунків ПЕЕПГ та питомого коефіцієнту для двох варіантів зберігання
нафти з використанням засобів скорочення втрат від випаровування. та без них наведено в
таблиці 1.

Таблиця 1
-

Результати

розрахунку еколого
-
енергетичних характеристик двох
порівнюваних систем зниження втрат нафти від випаровування наведені в таблиці.


Величина

ГУС с компресором

Без засобів скорочення втрат

n5 1/рік

n12 1/рік

n5 1/рік

n12 1/рік

, кг/рік

2341,5

5619,6

1567
0

37464

ПЕЕПГ,

886164

645768

4509729

4509729


4,42

2,51

6,58

14,14


Таким чином, як видно з наведених у таблиці 1 результатів розрахунку,
газоурівнюв
альна система сприяє меншим викидам парникових газів в процесі її експлуатації.
Крім того, з розрахунків видно, що чим більше коефіцієнт оборотності резервуару
резервуарного парку, тим ефективніше використання газоурівнювальної системи з
компресором, так

як при коефіцієнті оборотності 12 1/рік приведені викиди парникових газів
на одиницю продукції, що зберігається, нижче, ніж при коефіцієнті оборотності 5 1/рік. Так
як зниження викидів парникових газів і енергозбереження нерозривно пов'язані, то можна
ска
зати, що впровадження обраного засоби зниження втрат нафти від випаровування
сприятиме виконанню не тільки вимог Кіотського протоколу, а й закону України про
енергозбереження.


Наукові керівники доцент Хлієва О.Я., доцент Губанов С.М., ОНАХТ


79



УДК
620.92:6
21.565.58


РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНА
МИЧЕСКОГО АНАЛИЗА У
СТАНОВОК
ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ АТ
МОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Н
А ОСНОВЕ
АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИ
ЛЬНЫХ МАШИН



Мазуренко С.Ю., Савинков П.В.

Одесская национальная академия пищевых технологий


В настоящее время, основной объе
м рынка оборудования по выделению воды из
воздуха приходится на системы, имеющие в своем составе компрессионную холодильную
установку с электрическим приводом.

Вместе с тем применение компрессионных установок перспективно только для
производительности до
3

4 литров воды в час. При более высокой производительности
происходит существенное возрастание габаритов установки. Необходимым условием работы
компрессионной холодильной машины является наличие электрической энергии. В тоже
время подавляющее число стран,

испытывающих дефицит воды, ограничены и в
энергоресурсах. Едва ли не единственным доступным источником энергии у них является
солнце. Поэтому, в качестве наиболее перспективного направления нами были выбраны
модернизированные абсорбционные холодильные м
ашины АХМ, работающие от
источника низкопотенцильного тепла


солнечной энергии.

Одним из многообещающих направлений является возможность использования
существующей инфраструктуры солнечных нагревателей воды


солнечных коллекторов
СК, суммарный объе
м площадей коллекторов которых в мире более 110 млн.м
2
.

Анализ режимных характеристик АХМ показал, что основные проблемы, которые надо
решить при их использовании в системах получения воды с СК следующие: во
-
первых,
разработать конструкции АХМ с воздушн
ым охлаждением теплорассеивающих элементов, а
во
-
вторых, предложить цикл, который можно было бы реализовать в условиях тропических
температур наружного воздуха и уровне температур традиционных водяных солнечных
коллекторов 80
-
100 ºС.

В таких условиях на
ибольшие перспективы имеют абсорбционные водоаммиачных
холодильных машин АВХМ, которые позволяют провести необходимую модификацию
цикла. В связи с выбором АВХМ необходимо отметить, что в последние годы в связи с
неблагоприятным техногенным воздействием н
а окружающую среду систем холодильной
техники все большее внимание уделяется природным холодильным агентам.

Особый интерес представляют АВХМ работающие на возобновляемых источниках
энергии, в частности, на энергии солнечного излучения. Такой интерес связа
н с
возможностью круглогодичного использования солнечных коллекторов, находящих в
настоящее время широкое применение в системах отопления и горячего водоснабжения.

Предполагается, что при избытке солнечной энергии в теплый период года часть ее
можно напра
влять на генератор АВХМ для производства искусственного холода.
Полученный холод можно использовать как в системах кондиционирования, так и в
холодильниках.


Целью исследования является разработка схем и термодинамический анализ АВХМ на
низкопотенциальных
источниках тепловой энергии СК для систем получения воды из
атмосферного воздуха.

С учетом приведенного выше анализа различных холодильных систем абсорбционного
типа и результатов анализа энергетических характеристик циклов АВХМ, а также с учетом
простоты

конструкции и способа реализации для дальнейшей разработки был выбран

80

вариант традиционной АВХМ с теплообменником растворов и с бустер
-
компрессором на
магистрали подачи пара аммиака в конденсатор.

С помощью оригинального алгоритма расчета циклов АВХМ бы
л проведен анализ
циклов АВХМ с поджимающим бустер
-
компрессором перед конденсатором.

Интерес представлял своеобразный модифицированный холодильный коэффициент»
МХК цикла АВХМ 
р
, который представляет собой отношение полезного эффекта
искусственного х
олода с затраченной в циркуляционном насосе и бустер
-
компрессоре
электрической мощности.

С учетом того, что тепловая энергия греющего источника поступает от СК, ее, как бы
полученную даром, мы не учитывали.


Анализ результатов расчетов показывает, что с

повышение температуры греющего
источника от 80 °С до 100 °С эффектность АВХМ возрастает почти в 2 раза.

Интерес представляет и сравнение цикла АВХМ с поджимающим бустер
-
компрессором перед конденсатором и цикла парокомпрессионной холодильной машины
ПКХМ,

работающей в том же диапазоне параметров температур объекта охлаждения и
наружного воздуха.

Результаты сравнения цикла ПКХМ, работающего по идеальному циклу Карно и цикла
АВХМ с поджимающим бустер
-
компрессором перед конденсатором показали, что имеют
мест
о энергетические преимущества у АВХМ с поджимающим бустер
-
компрессором перед
конденсатором даже перед идеальным холодильным циклом Карно, начиная с уровня
температур греющего источника 100 °С.

Энергетическое преимущество в рассмотренном диапазоне температ
урных параметров
составляет от 11 до 24 %.



Научный руководитель


заведующий кафедрой теплоэнергетики и трубопроводного
транспорта ИХКЭ ОНАПТ, д
-
р. техн. наук, профессор Титлов А.С.




УДК 621.575:
620.91:662.997


ПЕРСПЕКТИВ П
РИМЕНЕНИЯ БЕЗНАСОСНЫХ АВТОНОМНЫХ

АБСОРБЦИОННЫХ ВОДОАММИАЧНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ

АГРЕГАТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМАХ

ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА


Озолин Н.Е., Янчев И.С.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Около 70 процентов п
оверхности земного шара покрыто водой, однако на 97,5 процента она
состоит из соленой воды. Оставшиеся 2,5 процента приходятся на пресную воду, почти две
трети которой находится в замороженном состоянии в ледниковых шапках. Между тем,
основная часть пресно
й воды находится в 1 километровом слое атмосферы. По данным
работы [1] средняя абсолютная влажность близ земной поверхности составляет 11 г/м
3
, а в
тропических регионах она доходит до 25 г/м
3

и выше. Большое количество стран
тропического пояса страдает от

отсутствия пресной воды, хотя ее содержание в атмосфере
весьма значительно. Поэтому одной из важнейших задач является развитее технологий
позволяющих извлекать воду из воздуха, причем непосредственно на месте, где она
необходима. Как показывает анализ [2]
, наибольшие перспективы имеют методы, связанные
с работой генераторов искусственного холода


холодильных агрегатов, которые
гарантировано обеспечивают температуру воздушного потока ниже температуры точки
росы. Особый интерес среди различных холодильных

систем представляют абсорбционные

81

водоаммиачных холодильные агрегаты периодического действия АВХА ПД, в которых при
реализации холодильного цикла отсутствуют какие либо движущиеся элементы.

Схема потоков в АВХА ПД в различные периоды его работы приведе
на на рис.1. В период
зарядки АВХА ПД, на генератор поступает тепловой поток
Q
гр
, при температуре
t
гр
. В
начальный период, когда зоны АВХА ПД находятся при одинаковых температурах, равных
температуре окружающей среды, состав рабочего тела ВАР одинаков
в обеих зонах.
Абсорбер
-
испаритель находится при температуре атмосферного воздуха
(
t
хол
)
и отводит
теплоту абсорбции
Q
а
. В период зарядки рис.1.а, происходит перемещение
преимущественно легкокипящего компонента аммиака из генератора
-
абсорбера Г
-
А в
з
ону абсорбера
-
испарителя А
-
И. Температура при этом в Г
-
А увеличивается от
температуры окружающей среды до некоторой температуры
t
гр
, значение которой
определяется начальным составом ВАР. В конце процесса выпаривания, температура в Г
-
А
t
гр

max
, давление в

системе также максимально, а температуру А
-
И принимаем постоянной
и равной
t
х
. В это же время, максимальная доля аммиака в ВАР находится в А
-
И, а
минимальная


в Г
-
А.

В период охлаждения рис. 1.б, зона Г
-
А переходит в область температур окружающей
среды
, т.

е. тепловой поток от источника тепла блокируется, а на внешнюю поверхность
подаѐтся наружный воздух. За счѐт смещения равновесия в ВАР, при понижении
температуры в Г
-
А система переходит в зону пониженных давлений. Во внутреннем объѐме
АВХА ПД, давлени
е падает до минимального в первоначальный момент значения
P
min
.
Насыщенный аммиаком ВАР в А
-
И в этот момент вскипает с отводом тепла от потока
наружного воздуха. При охлаждении ВАР, в Г
-
А из окружающей среды за счѐт разности
температур возникает тепловой

поток
Q
0
, который и представляет собой
холодопроизводительность АВХА ПД. Образующийся пар аммиака абсорбируется в зоне Г
-
А с отводом теплоты абсорбции
Q
а

в окружающую среду с температурой
t
х
. В этом процессе
происходит монотонное увеличение давления с соо
тветствующим ростом температуры в
зоне А
-
И. Воздушный поток, который омывает наружную поверхность А
-
И, охлаждается до
температур ниже точки росы, и из него выпадает конденсат воды. Процесс охлаждения
происходит до установления температурного равновесия в з
онах Г
-
А и А
-
И.

а


82



б

Рисунок 1


Схема потоков тепла и массы при работе АВХА ПД

а


работа в период зарядки; б


работа в период охлаждения


Для практической реализации такого устройства необходимо оценить его
холодопроизводительность при работ
е в различных климатических условиях, с перспективой
максимального использования в засушливых жарких зонах планеты. Эта
холодопроизводительность будет определяться количеством тепла, отобранного от воздуха
при его охлаждении ниже температуры точки росы. В
связи с этим, исходные данные будут
включать температуру и влагосодержание атмосферного воздуха и возможную
максимальную температуру греющего источника
t
гр
. На начальном этапе расчѐта задавались
равновесным начальным составом ВАР


x
нач

в жидкой фазе и

y
нач

в паровой фазе. При
расчѐте принято количество ВАР в Г
-
А и А
-
И одинаковым.

Задачей термодинамического расчѐта АВХА ПД является определение рабочего диапазона с
оценкой холодопроизводительности, которая и определяет производительность установки по
извлечению воды из атмосферного воздуха методом механического осушения обеспечения в
зоне контакта стенки и воздуха температуры ниже точки росы.

Расчѐт проведѐн для диапазона режимных параметров:

а температура греющего источника на стенке генератора 
гр

 65..95 °С;

б температура холодного» источника температура атмосферного воздуха 
х

 25..45 °С;

в максимальная рабочая температура в зоне охлаждения принималась равной 10 °С.

Анализ полученных результатов показал, что при увеличении температуры г
реющего
источника снижается доля аммиака в зоне генерации, что позволяет в период охлаждения
получить более высокий движущий потенциал поглощения в процессе абсорбции, т.е.
имеется возможность увеличить холодопроизводительность АВХА ПД и, соответственно,
п
роизводительность установки по извлечению воды из атмосферного воздуха.

С ростом температуры атмосферного воздуха минимальное давление в системе при
фиксированном составе в зоне генерации возрастает, причѐм этот рост больший при
больших значениях
X
min
.
Это говорит о том, что при увеличении температуры атмосферного
воздуха, и росте давления в системе повышается и температура в зоне охлаждения, т.

е.
холодопроизводительность АВХА ПД снижается.

Для оценки холодопроизводительности АВХА ПД в области полезн
ых» 
температура в
зоне охлаждения не выше 10 °С
 параметров был проведен расчѐт среднеинтегрального за
рабочий период зарядки
-
разрядки» значения теплоты парообразования аммиака. Показано,
что холодопроизводительность возрастает с увеличением температуры
греющего источника.
Так, при 
х

 25 °С и
X
min

 0,3, при росте 
гр

от 65 до 95 °С, рост
q
0

составляет от 650 до
2800 кДж. При 
х

 35 °С,
q
0

увеличивается от 50 кДж до 1200 кДж. При 
х

 45 °С режим
работы АВХМ не реализуется при температурах греющей с
реды ниже 95°С. При низких
температурах атмосферного воздуха можно получить достаточно высокие значения

83

холодопроизводительности, увеличив количество аммиака в ВАР в зоне генерации. Так,
аналогичные значения
q
0

 2650 кДж при 
х

 25 °С можно получить и п
ри 
гр

 95 °С и
X
min

 0,3, и при 
гр

 65 °С и
X
min

= 0,5.


Информационные источники
:


1.

Алексеев В.В., Чекарев К.В
.
Получение пресной воды из влажного воздуха // Аридные
экосистемы.


1996.


Т. 2.


№ 2

3.

2.

Перельштейн Б.Х. Новые энергетические системы [Т
екст]: монография / Б.Х.
Перельштейн ; Казань: Изд
-
во Казан. гос. техн. ун
-
та, 2008.


244 с.


Научный руководитель


заведующий кафедрой теплоэнергетики и трубопроводного
транспорта ИХКЭ ОНАПТ, д
-
р. техн. наук, профессор Титлов А.С.

УДК
621.5.043


АНАЛИЗ

СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯН
ИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И
РАЗРАБОТОК ГЕНЕРАТОР
ОВ АБСОРБЦИОННЫХ

ХОЛОДИЛЬНЫХ АГРЕГАТО
В АХА



Осадчук Е.А., Богач В.В.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Генератор в схемах современных АХА предназначен для получения пара холод
ильного
агента с одновременным подъемом жидкого ВАР на заданную высоту. Известны и
конструкции АХА [141], в которых процессы генерации и подъема разделены, однако они не
нашли широкого применения из
-
за сложности конструкции.

Метод расчета подъема жидкости
под воздействием собственных паров изложен в
монографии В.

Нибергала [1]. Для характеристики этого процесса введен специальный
критерий


объемный коэффициент подачи генератора
b
,

который представляет собой отношение объема поднятой жидкости
V
'

к объему
од
новременно полученного пара
V
''

.

(1)

При проведении расчетов термодинамических параметров цикла АХА используется
также и массовый коэффициент подачи, который является отношением соответствующих
масс или массовых расходов

[2]

.

(2)

Каттанео [3] отметил изменения в структуре двухфазного потока в процессе подачи


при малом диаметре трубы образуются паровые поршни или паровые пробки», которые
вытесняют в верхнюю часть соответствующие жидко
стные пробки». При увеличении
диаметра трубы по ней течет смесь паровых пузырей и жидкости смешанная подача, при
этом смешанный режим течения можно достичь и увеличением тепловой нагрузки
генератора.

Аналогичные результаты были получены и Нессельманом [
4] на трубках с
внутренними диаметрами 11…15

мм на воде при атмосферном давлении.

Анализируя результаты экспериментальных исследований [2, 3], Нибергал [1] отмечает
неопределенность с распространением значений
b

на другие вещества и бинарные смеси и
диапаз
оны режимных параметров. Тем не менее, результаты Каттанео и Нессельмана
позволяют сделать ряд следующих выводов качественного характера.

Для увеличения значения
b

необходимо чтобы:


84

а

высота подъемной части генератора должна быть настолько малой, насколь
ко
позволяет конструкция;

б

во всех случаях предпочтительнее трубы малого внутреннего диаметра;

в

температура жидкости на входе в генератор должна быть максимально близка к
температуре насыщения.

Кроме этого, согласно Каттанео,
b

и
b
'

практически не за
висят от тепловой нагрузки
подъемной трубы.

В настоящее время в основе существующих теоретических методик расчета
генераторов АХА [1
-
3] лежат методы термодинамики, которые предполагают знание
температурных полей элементов или, по крайней мере, температур в

характерных точках
вход


выход. В связи с этим такие методы практически неприменимы при конструктивных
расчетах новых моделей, а используются только при анализе энергетической эффективности
циклов АХА.

При создании новых АХА специалисты отдают предпочт
ение опыту практических
разработок или используют результаты широкомасштабных экспериментальных
исследований конструкций генераторов [3
-
6].

Практически во всех современных конструкциях АХА, независимо от их назначения,
используются в качестве генераторов т
рубки с внутренним диаметром 35…36

мм, в которых
реализуется поршневой режим течения двухфазной смеси. Для таких генераторов может
быть применен ряд аппроксимационных зависимостей, полученных в различных диапазонах
режимных параметров.

Так, для работы АХА
с давлением в системе
P

=

8…12

бар режим имеет место при
жидкостном охлаждении теплорассеивающих элементов [2]


,

(3)

,

(4)


где
H



высота подъемной транспортной части трубки генера
тора, м;

P



давление в системе, бар;





массовая концентрация крепкого ВАР на входе генератора.

Массовый расход паровой смеси для этих условий в диапазоне значений тепловых
нагрузок генератора
Q
i

=

60…130

Вт определяют, как

,

(5)

где
G
''



массовый расход пара, рассчитанный по формуле 4, кг/с.

В диапазоне давлений

19…21

бар, что имеет место при воздушном охлаждении
теплорассеивающих элементов, можно использовать рекомендации В.М. Янченко и др. [5, 6]


,

(6)

,

(7)

где



массовый расход пара аммиака на выходе дефлегматора, кг/с;

G
f



массовый расход крепкого ВАР на входе в генератор, кг/с.

К сожалению, исследования [
5, 6] не содержат всех сведений, необходимых для расчета
b

и
b
*
. В них не приведена информация о тепловой нагрузке дефлегматора, по которой
можно было бы судить о суммарном расходе пара

и величине коэффициента
подачи в кл
ассическом определении [1]


.

(8)


85

Эти результаты не позволяют судить и об энергетической эффективности того или
иного режима работы генератора, что немаловажно при создании энергосберегающего
оборудования.

Вместе с тем, и
сходя из самых общих соображений, можно отметить отличия режимов
работы генераторов на чистых веществах и смесях, например, на водоаммиачных растворах.

Действительно, в случае чистого вещества при постоянном давлении увеличение
тепловой нагрузки 
Q
T
 приво
дит только к дополнительному производству пара, увеличению
паросодержания потока, росту выталкивающей силы и увеличению расхода поднятой
жидкой фазы.

В случае бинарной смеси, например, ВАР, происходит изменение состава как паровой,
так и жидкой фаз. Перехо
д в новое равновесное состояние сопровождается снижением
концентрации низкокипящего компонента аммиака в паровой и жидкой фазе и
соответствующим ростом температур. Одновременно с этим претерпевают значительное
изменение все термодинамические параметры и
теплофизические характеристики смеси.

Такое изменение свойств рабочего тела обусловливает и различие в интенсивности
процессов теплообмена при кипении. Так, для ВАР, согласно [7], снижение массовой
концентрации от 0,35 до 0,15 соответствует диапазону изме
нения термодинамических
параметров цикла АХА приводит к росту коэффициента теплообмена, как минимум, на
37

%.

Таким образом, анализ известных исследований показал, что в настоящее время
отсутствуют теоретические разработки процессов в генераторе АХА, кото
рые бы позволили
определить энергосберегающие режимы подвода тепловой нагрузки. В этой связи для их
определения был проведен анализ результатов экспериментальных исследований
генераторов в составе серийных
АХА
производства

ВЗХ.




Информационные источники:


1.

Niebergal W. Sorptoin
-
kalte
-
maschinen

/
W. Niebergal
.


Berlin

: Springer, 1959.


554 S.

2.

Чайковский В. Ф. Экспериментальные исследования холодильных труб, реализующих
абсорбционно
-
диффузионный холодильный цикл / В. Ф. Чайковск
ий, А. С. Титлов //
Холодильная техника и технология.


1991.


№ 52.


С. 3

7.

3.

Тюхай Д.
C
.
C
нижение энергопотребления в аппаратах с абсорбционно
-
диффузионными холодильными машинами путем организации рациональных
тепловых режимов генераторного узла: дис…
ка
нд
. техн. наук : 05.05.14 / Тюхай Денис
Станиславович.


Одесса
, 2000.


147
c
.

4.

Янченко В. М. Определение основных характеристик генератора абсорбционно
-
диффузионной холодильной машины / В. М. Янченко, Э. А. Казаков, А. В.
Котельников // Машины и аппараты
холодильной, криогенной техники и
кондиционирования воздуха.


1977.


№ 2.


С. 80

85.

5.

Янченко В. М. Экспериментальное определение характеристик генераторов
абсорбционно
-
диффузионной холодильной машины / В. М. Янченко, Э. А. Казаков, А.
В. Котельников //
Холодильная техника


1978.


№ 1.


С. 29

31.

6.

Николаенко Ю. Е. Холодильный агрегат с двумя термосифонами / Ю. Е. Николаенко,
Ю. М. Сергиенко // Холодильная техника.


1989.


№ 12.


С. 21

24.

7.

Филаткин В.Н. Теплоотдача при кипении водоаммиачных растворов
// Вопросы
теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред.

М.

Л.: Госэнергоиздат.


1961.


С. 112
-
116.


Научный руководитель


заведующий кафедрой теплоэнергетики и трубопроводного
транспорта ИХКЭ ОНАПТ, д
-
р. техн. наук, профессор Титлов А.С.




86

УДК
621.575


МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМО
В ДЕФЛЕГМАТОРА АБСОР
БЦИОННЫХ
ХОЛОДИЛЬНЫХ АГРЕГАТО
В



Осадчук Е.А.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Цель данного исследования заключается в том, чтобы предложить методику
теоретического расчѐта генераторного узла на осн
ове математического моделирования
процессов конденсации паров воды и частично паров аммиака на внутренней поверхности
подъѐмного канала дефлегматора из пароаммиачной смеси. При этом предполагается
известным распределение температуры стенки вертикального ка
нала дефлегматора и
температура и концентрация пароаммиачной смеси на входе в дефлегматор.

Схема дефлегматора изображена на рис.1 ,

где
L



длина дефлегматора 
L



18 см;

О



начало координат оси
х

(
х

направлена вертикально вниз;
L
из



высота
термоизол
яции 
L
из



11 см.

Мощность теплового источника
Q

=

75

Вт;

Диаметр трубы дефлегматора


11 см;

Температура окружающей среды
t
ОС

= 22

С.


Экспериментальные данные по температуре стенки
дефлегматора в зависимости от высоты
h

.

С.

Начало координат О
1

оси
h

соответствует входному
сечению дефлегматора.

Дефлегматор предназначен для удаления

паров воды
из концентрированной водоаммиачной смеси

высокой
температуры. Дефлегматор представляет со
бой подъѐмный
канал круглого сечения частично теплоизолирован, а
остальная часть канала охлаждается окружающим воздухом
рис.1. В верхней части дефлегматора происходит
конденсация паров воды и частично паров аммиака с
образованием флегмы слабый раствор

аммиака в воде,
которая в виде плѐнки стекает вниз по внутренней
поверхности канала в сборник слабого раствора генератора.

Рассмотрим задачу о ламинарной плѐночной
конденсации двухкомпонентного водоаммиачного пара на
вертикальной стенке дефлегматора. В
первые задача о
плѐночной конденсации однокомпонентного пара была
решена Нуссельтом.

На вертикальной стенке, температура которой
является переменной по высоте
Т
ст
(
х
 происходит
конденсация паров смешивающихся жидкостей. Плѐнка
флегмы, толщину которой обозн
ачим через


=


(
х
, течѐт
ламинарно.

При исследовании принимаются следующие
допущения:


Рис.

1

Изменение
температуры стенки по
высоте дефлегматора.




87

1)

силы инерции, возникающие в плѐнке конденсата, пренебрежимо малы по
сравнению с силами вязкости и силами тяжести;

2)

конвективный перенос теплоты в плѐнке, а также

теплопроводность вдоль неѐ
несущественны по сравнению с теплопроводностью поперѐк плѐнки;

3)

трение на границе раздела паровой и жидкой фаз отсутствует;

4)

температура внешне поверхности плѐнки конденсата постоянна и равна
Т
гр

при
заданном давлении пара

(
Т
гр



неизвестна и подлежит определению;

5)

физические параметры конденсата не зависят от температуры;

6)

силы поверхностного натяжения на свободной поверхности плѐнки не влияют на
характер еѐ течения;

7)

плотность пара мала по сравнению с плотностью

конденсата.

Принятые допущения позволяют существенно упростить математическую
формулировку задачи. Уравнение теплопроводности и движение имеют следующий вид:

,

(1)

,

(2)

где

ж



динам
ическая вязкость флегмы, Па с;

ж



плотность флегмы, кг/м
3
.

Граничные условия:

при
y

= 0

T

=
T
с
(
х
),
V
x

= 0;

(3)

при
y

=

(
x
)

T

=
T
гр
,
.

(4)

Решения уравнениЙ проводится численным методом Рунге
-
Кутта, используя
математический пакет
MatLab
.

В области отсутствия теплоизоляции имеет место однофазный поток хладагента
аммиака. Здесь используется, при математическом описании движения паровой среды
уравнения пограничного слоя, а теплообмен с окружающей средой описывае
тся
уравнениями конвективного теплообмена, с учѐтом переменной по высоте температуры
стенки. Для данной области решения уравнений в частных производных проводится методом
конечных элементов, используя математический пакет
FemLab
. Приведенные на рис.2
резул
ьтаты расчетов согласуются с экспериментальными данными.


Рис.

2.

Изменение толщины флегмы по высоте дефлегматора, при расчѐтах принято
Т
гр

=

54

С.



Научный руководитель


заведующий кафедрой высшей математики ОНАПТ, д
-
р.
т
ехн. наук, профессор Кирилов В.Х.



88



УДК 532.612.4


Прогнозирование поверхностных свойств на основе градиентной
теории с кубическим уравнением состояния


Хмура А.А.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Поверхностное натяжение на границе раз
дела фаз является одним из важнейших
термодинамических свойств, которое влияет на показатели эффективности различных
технологических процессов. Информация о поверхностном натяжении необходима при
проектировании технологических процессов пищевой, фармацевти
ческой промышленности,
технологий обработки материалов, теплообменных аппаратов в криогенной технике и
холодильном оборудовании, при разработке месторождений и переработке углеводородного
сырья в нефтяной промышленности и т.п.

Существует большое количество

опубликованных экспериментальных и
теоретических работ посвященных изучению поверхностного натяжения жидкостей.Тем не
менее, это свойство является одним из наименее изученных. Остаются не в полной мере
исследованными вопросы о температурной зависимости по
верхностного натяжения во всем
интервале параметров существования жидкой фазы, о концентрационной зависимости
поверхностного натяжения растворов, об изменении состава поверхностного слоя растворов
в зависимости от параметров состояния.

В настоящее время, д
лярешения этих задач все чаще используются методы
квазитермодинамики или локальной термодинамики. Одним из квазитермодинамических
методов является градиентная теория, которая была разработана Ван
-
дер
-
Ваальсом и
адаптирована Каном и Хиллиардом для исследов
ания двух
-

и многокомпонентных систем.

Единственными исходными параметрами градиентной теории являются плотность
свободной энергии Гельмгольца однородной жидкости и параметр влияния неоднородности
среды.Плотность свободной энергии Гельмгольца может быть в
ычислена в рамках любой
термодинамической модели. Зачастую в качестве такой модели используют кубические
уравнения состоянии Пенга
-
Робинсона, Редлиха
-
Квонга и Соаве
-
Редлиха
-
Квонга.

Коэффициенты большинства кубических уравнений состояния рассчитываются с

использованием информации о критических параметрах вещества. Если для чистых веществ
эта информация доступна, то для исследования сложных термодинамических систем такая
информация отсутствует.

Классическое выражение уравнения состоянияПенга
-
Робинсона:

,





(1)

где
Т



температура, К;
Р



давление, Па;
V

-

мольный объем, м
3
/моль;
R



универсальная газовая постоянная, Дж/моль·К;

а


коэффициент уравнения состояния,
учитывающий силы притяжения между молекулами
,

b

коэффициент уравнения состояния,
который различными авторами интерпретируется по
-
разному поправка на объем молекул,
эффективный молекулярный объем, исключенный объем, м
3
/моль.

Для чистых веществ эти параметры уравнения состояния могут быть определены

из
данных о критических параметрах:

,






(2)


89

,




(3)

где
T
c



критическая температура,
P
c


критическое давление, коэффициент
m



фактор
Соава, значение которого определяется величиной
фактора ацентричности
w
.

В настоящей работе приведена
разработка новой методики определения
коэффициентов кубического уравнения состоянияПенга
-
Робинсона, дляопределения
которых нужна минимальная информация. В качестве такой информации могут
рассматриваться
данные приведенные CAS eginue.

В основе этой методике лежит использование функционального вида кубического
уравнения состоянияПенга
-
Робинсона 1, коэффициенты которого рассчитываются по
следующим формулам:



собственный объем молекул

,





(6)

где
V
nb

-

мольный объем при температуре нормального кипения;



температурная зависимость коэффициента
:

,





(7)

где


приведенная температура.

Для коэффициента
А

уравнения 7 предложена следующая корреляция

,




(8)

где
T
nb



нормальная температура кипения,




фактор сложности межмолекулярного
взаимодейств
ия. Значение



фактора для различных веществ может быть рассчитано без
использования критических параметров:

.





(9)

Использование



фактора позволяет применять данную методику для описания
фазовых равновесий вещ
еств с различной степенью полярности без существенного
повышения погрешности расчета.

Коэффициент
В

из уравнения 7 находят на основе давления насыщенных паров при
нормальной температуре кипения
T
nb
.


Научный руководитель: Железный В.Пд.т.н.,проф. кафедры
теплофизики

ОНАПТ

УДК 536.3:535.312645.315


ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛООТРАЖАЮЩИХ
ЖАЛЮЗИ В ОКНАХ


Тумбуркат К.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Актуальность исследования
:
Существенное значение в доли тепловых
трансмиссионных потерь

зданий приходится на потери через оконные проемы по разным
оценкам, от 20 до 50 % от общего объема. Основной величиной, характеризующей этот
показатель, является приведенная величина термического сопротивления всего оконного
блока, хотя наибольшие потер
и приходятся на его светопрозрачную часть.


90

Современные энергосберегающие конструкции окон имеют ряд существенных
недостатков.

Цель исследования
:
Для повышения коэффициента сопротивления теплопередаче
светопрозрачной конструкции без увеличения затрат на и
скусственное освещение, нами был
предложен вариант применения в темное время суток, являющимся доминирующим в
течение отопительного периода практически на всей территории России, теплоотражающие
жалюзи, которые снижали бы тепловые потери от лучистого и в
меньшей степени от
конвективного теплообмена, не вызывая уменьшения значения светопроницаемости окна в
светлое время суток. Теплоотражающие жалюзи задерживают тепловое излучение
преимущественно в инфракрасной области.

Авторами были исследованы в сертифиц
ированной климатической камере АНО
ИвановоСтройИспытания» теплоотражающие жалюзи.

Материалы

и

методы
:
Были произведены испытания жалюзи, выполненных из
алюминиевых ламелей, покрытых краской. Следует отметить, что эмалированные жалюзи
наиболее часто встре
чаются на рынке данного вида пр
о
дукции. В ходе испытания жалюзи,
приобретѐнных в предприятии розничной торговли, при α900 , мы получили увеличение
сопротивления теплопередачи лишь на 1012 %, при установке их с внутренней стороны
окна, и на 2026 % при с
овместной установке жалюзи с наружной и внутренней стороны
.

Для сравнения химическим путѐм было удалено лакокрасочное покрытие с ламелей.
При проведении испытаний в варианте установке очищенных жалюзи с внутренней стороны
окна было зафиксировано снижение т
епловых потерь через ограждающую конструкцию на
2830%

Следовательно, в жалюзи с эмалированными ламелями, предлагаемыми отечественным
и импортным производителем, за счѐт нанесения лакокрасочного покрытия значительно
занижен энергосберегающий потенциал данн
ой теплоотражающей конструкции.


Результат:

Исследования, проведѐнные авторами в предыдущие годы, показа
-

ли, что при
использовании сплошного металлического экрана, выполненного из алюминиевой фольги,
снижение тепловых потерь составило порядка 40 %. Да
нное различие в показателях
снижения тепловых потерь при использовании вышеуказанных конструкций, по всей
видимости, получается за счѐт следующих особенностей сплошного экрана и жалюзи


не
плотность прилегания ламелей друг к другу дополнительная конвекти
вная составляющая и
разная степень черноты материалов.

Вывод
:
Благодаря применению жалюзи со стороны окружающей среды повысилась
температура на внутренней поверхности остекления оконного блока, что немаловажно, так
как в нижней части остекления располагае
тся наиболее опасная зона для выпадения
конденсата, инея и образования наледей, особенно, при наличии высокой влажности внутри
помещения.


Научный руководитель: д.т.н., профессор Косой Б.В., ОНАПТ


УДК 536.7:622.73


ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭФЕКТА

В
СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ
ТВЁРДЫХ СЫРЬЕВЫХ ПОРОД УГЛЯ


Шарана В.И.

Одесская национальная академия пищевых технологий

Цель роботы


поиск более эффективных методов обработки первичного сырья для
ТЭУТепло Энергетических Установок,
в частности технологии дробления угля.

Основная идея работы
-

использование утерянных технологий в современной

91

промышленности для повышения эффективности производства, и в частности использование
электрогидравлических установок для переработки угля.

На сег
одняшний день, в современной промышленности преимущественно
используются механические дробилки, или дробилки гидравлические работающие на за
принципами механической гидравлики. Все эти методы крайне неэффективны и повышают
себестоимость угля и цен на тепло
энергетическую продукцию в целом. Однако давно, ещѐ в
советские времена учѐным Л.А. Юткиным был изобретѐн электрогидравлический эффект, а
также созданы первые машины, работающие за принципом этого эффекта.
Электрогидравлические дробилки имеют преимуществен
но большей эффект, и требуют
меньше затрат энергии на переработку. Существует неподтверждѐнная информация, что
некоторые страны покупают патенты на производство электрогидравлических машин, у нас
же есть открытая возможность быстро внедрить их в современн
ую промышленность.
Электрогидравлические машины имеют большую эффективность в сравнении с другими
аналогичными машинами, также они не требуют больших капиталовложений для
производства. Электрогидравлические дробилки позволят существенно повысить
эффективно
сть работы современных угольных ТЭС при малых капиталовложениях.

Информационные источники:

1.
https://sites.google.com/site/yutkin1911/knigi
-
i
-
stati
-
l
-
a
-
utkina


Научный ру
ководитель: д.т.н., профессор Косой Б.В., ОНАПТ




УДК 628.32:665.66


ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ


Тумбуркат К

Одесская национальная академия пищевых технологий


Актуальность исследования: Состав сточных вод, сбрасываемых в водоемы с
промышленн
ых предприятий, подлежит контролю. Допустимая концентрация вредных
примесей в водах, сбрасываемых в водоем, устанавливается нормами ПТЭ. Растворенные
нефтепродукты являются одним из наиболее распространенных видов загрязнений
промышленных сточных вод. Осно
вная сложность удаления из воды нефтепродуктов
-

это
выделение эмульгированных минеральных масел и мазута.

Цель исследования: Для удаления из воды нефтепродуктов наибольшее
распространение являются нефтеловушки и флотационные установки. При очистке воды о
т
нефтепродуктов происходит гравитационное отделение в нефтеловушках сами
нефтеловушки могут отличаться конструкцией, но принцип действия один и тот же, затем
очистка от эмульгированных и коллоидных частиц в фильтрах.

Материалы и методы: Нефтеловушки пре
дставляют из себя тонкослойные отстойники .
Их рабочий объѐм разделѐн наклонными пластинами на ряд зон отстаивания глубиной от 45
до 110 мм под углом 45
-
600 к горизонту. Введение параллельных пластин в сечение
нефтеловушки позволяет равномерно распределить

поток воды в начале отстойной части и
сохранить это распределение по длине, поэтому в многоярусных отстойниках коэффициент
использования объема, гораздо выше, чем у обычных. Уменьшение высоты слоя отстаивания
позволяет сократить время выделения взвешенных

веществ из сточных вод. Кроме того,
тонкослойные отстойники являются более компактными очистными сооружениями,
требующими меньшей площади размещения.

Нефтепродукты любой концентрации могут удаляться из сточных вод с помощью
флотации: создание комплекса ча
стица
-
пузырѐк воздуха или газа, всплывании этого

92

комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. В зависимости от размеров пузырьков
воздуха или газа выделяют несколько видов флотации с выделением воздуха из раствора, с
механическим диспергированием во
здуха, с подачей воздуха через пористые материалы,
электрическая, биологическая и химическая флотация, для каждой из которых существуют
свои флотационные установки вакуумные, напорные.

Также для очистки воды от нефтепродуктов применяют фильтры. Эффектив
ность
фильтров выше, чем у нефтеловушек, поэтому фильтрование занимает главное место в
очистке конденсата. Для регенерации насыпных фильтров лучше использовать не воду, а
горячий водяной пар, разогревающий уловленные нефтепродукты, которые вытесняются из
с
лоя, а сам пар конденсируется. Также используются фильтры с плавающей загрузкой из
полиуретана, пенополистирола. Эти вещества имеют хорошую пористость, механическую
прочность


свойства, обеспечивающие хорошую поглощательную способность.

Выводы: Можно сдел
ать вывод, что нефтеловушки и флотационные установки вполне
работоспособны и можно целесообразно использовать при очистке сточных вод от
нефтепродуктов. Лучше применять противоточное фильтрование, но оно требует
разнообразных высокоэффективных ионитов и
специальных конструкций фильтров.


Научный руководитель: д.т.н., профессор Косой Б.В., ОНАПТ




УДК 536.7:621.375.826


ЛАЗЕРНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ
В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ


Морозов А.А.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Цели:

-
познакомиться с прин
ципом работы различных типов лазеров;

-

узнать способы повышения мощности лазерного излучения;

-
рассмотреть варианты применения лазеров.

-
изучение лазерного охлаждения в твердых телах;

Предмет изучения: лазер


Тема актуальна, поскольку в ней закладыва
ются теоретические основы нового
направления лазерной физики, получившего название лазерного охлаждения твердых тел.

Актуальность данной проблематики обусловлена постоянным ростом темпа развития
лазерных технологий и их внедрения в нашу жизнь.


Лазерное из
лучение
-

есть свечение объектов при нормальных температурах. Но в
обычных условиях большинство атомов находятся на низшем энергетическом состоянии.
Поэтому при низких температурах вещества не светятся. При прохождении
электромагнитной волны сквозь веществ
о еѐ энергия поглощается

Лазеры являются уникальными источниками света. Их уникальность определяют
свойства, которыми не обладают обычные источники света. В противоположность,
например, обычной электрической лампочке, электромагнитные волны, зарождающиеся
в
различных частях оптического квантового генератора, удаленных друг от друга на
макроскопические расстояния, оказываются когерентны между собой. Это значит, что все
колебания в различных частях лазера происходят согласованно.


Понижая температуру,
можно уменьшить скорость, однако проблема состоит в
том, что при охлаждении газы обычно вначале конденсируются в жидкость, а затем
вымораживаются в твердое состояние.


Жидкостный лазер легко сделать таким же мощным, как лазер твердотельный.

93

Оптичес
кая однородность жидкостей не уступает однородности газов, а значит, позволяет
использовать ее большие объемы.


Лазерный свет действует как вязкая жидкость, так называемая оптическая патока,
в которой атомы замедляются.

Физический механизм радиаци
онного охлаждения
посредством

антистоксовой

флуоресценции был изначально предложен в 1929 году.


В отличие от трансляционного охлаждения свободных атомов, лазерное охлаждение
твердого тела происходит в том случае, когда при облучении образца лазеро
м средняя
энергия излученных телом фотонов превосходит энергию поглощенных фотонов.

Охлаждение атомов

резонансным

световым давлением продолжается до тех пор, пока
не вступают в процесс

флуктуации

импульса атома, неизбежные в процессе
стохастического

переиз
лучения

большого числа атомов.


Впервые теоретически рассмотрена непрерывная

накачка

модулированной лазерной
волной, реализующей стационарный режим антистоксового цикла лазерного охлаждения и
одновременно создающим необходимую разность

населенностей

для ос
уществления
сверхизлучательной релаксации.

Охлаждение твердых тел может быть обусловлено взаимодействием примеси с
локальными фононами.


Научный руководитель: д.т.н., профессор Косой Б.В., ОНАПТ




УДК 504.4.054:54
-
414


НЕОРГАНІЧНІ СОРБЕНТИ ДЛЯ ВИД
АЛЕННЯ НАФТОПРОДУКТІВ З
ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА


Агарков

В.В

Одесская национальная академия пищевых технологий


Процеси використання та переробки значних об'ємів нафти і нафтопродуктів
супроводжуються інтенсивним забрудненням гідросфери
-
це викликє загибель фл
ори та
фауни.
Тому проблема

видалення нафтопродуктів з

водного

середовища стає з кожним

роком

гострішою. Методи зменшення шкідливих компонентів
бензин,

дизпаливо
)
Сорбційн
і
метод
и

видалення нафтопродуктів.

Особливо перспективными сьогодні
вважаються ди
сперсні сорбенти з магнітними властивостями ДСМВ, в якості котрих
найчастіше використовують частки магнетиту Fe3O4

або інших сполук заліза
Наявність у
часток сорбентів магнітних властивостей дозволяє застосовувати магнітне поле для
відділення їх від оч
ищеної води
.
А для забезпечення необхідної ефективності очи
-
щення
води і ступінь сорбції нафтопродуктів на частках магнетиту, і ступінь відділення часток
магнетиту від обробленої води повинні бути однаково високими. Якщо ця умова не
виконується, то навіть
при надзвичайно високій ефективності одного етапу недостатня
ефективність другого суттєво знизить загальну ефективність процесу очищення.

Одним із рішень цього завдання може бути проведення процессу сорбції в динамічних
умовах, що одночасно дозволить збер
егти і високі сорбційні властивості часток, і
локалізувати їх в обмеженому об'ємі.

Метою даної роботи було вивчення можливості використання динамічного р
e
жиму
сорбції нафтопродуктів із водного середовища при застосуванні в якості сорбентів часток
магнетиту
. В роботі в якості сорбенту для видалення нафти та нафтопродуктів використо
вувався традиційний магнетит, синтезований на основі класичного рівняння його утворення
шляхом осадження суміші солей
Fe

(
II
 і
Fe

(
III
 лугом. Проведені дослідження виявили

94

надзв
ичайно низькі фільтраційні властивості середовищ, сформованих із отриманих
методами хімічної конденсації часток магнетиту. Швидкість фільтрування на шарі
товщиною 3 см складала 1 см/год. Для реальних умов такі показники надзвичайні,приріст
розміру часток н
е відповідав затратам на цей процес і навіть при 15 циклах нарощування
суттєвого збільшення швидкості фільтрування досягти не вдалося.
Тому в подальших
дослідженнях було вирішено дослідити можливість збільшення розміру часток шляхом
гранулювання.

Серед рі
зноманітних методів гранулювання простотою відрізняється метод
заморожування суспензії з наступним її розморожуванням.
Як було встановлено автор
а
ми
[3], гранули можна отримати у випадку використання в якості вихідного розчину FeCl3,
осадження його надлишко
м аміаку та заморожуванні при температурі
-
6 °С. В результаті
досліджень було встановлено ряд факторів, що можуть впливати на дисперсність отриманої
суспензії. Як виявилося, серед таких факторів найбільш вагомими є: спосіб отримання
суспензії для подальшої

грануляції, концентрація вихідних
,
розчинів, температура синтезу,
температура розморожування.

Дослідження сорбційних та фільтраційних властивостей гранульованого магнетиту
показали, що ефективність сорбції нафтопродуктів частками гранульованого
заморожув
анням магнетиту майже в 2 рази вища в порівнянні із звичайним магнетитом. При
цьому завдяки значно меншій дисперсності агрегатів, що утворюються в процесі
заморожування і зберігаються при подальшому використанні, вдається суттєво збільшити
можливу швидкіс
ть фільтрування через такі середовища.

Важливим питанням залишається регенерація відпрацьованих сорбентів. Очевидно,
що найбільш прийнятним методом регенерації можна вважати термічну обробку часток при
температурах, що забезпечують вигоряння нафтопродукті
в та збереження сорбційних
властивостей твердої фази. В процесі досліджень було встановлено, що в процесі 5 циклів
прокалювання значно зростає вміст крупної фракції часток з ≥50 мкм. Це дозволяє
формувати із регенерованого магнетиту сорбційні середовища

із прийнятними
фільтраційними властивостями. Було також досліджено вплив на властивості твердої фази
температури та терміну обробки часток. Встановлено, що в діапазоні температур 250


350
°С протягом 5 циклів прокалювання суттєвих змін в

гранулометричном
у складі та
сорбційних властивостях часток магнетиту не зафіксовано
.

Проведені експерименти дозволяють формувати на основі часток магнетиту фільтри
для сорбції нафтопродуктів, які можливо регенерувати термічним методом велику кількість
разів без втрати їх

властивостей. Впровадження технологій очищення води на базі таких
фільтрів дозволить реалізувати безвідходні та маловідходні схеми обробки води в
промислових масштабах
.



Научный руководитель: д.т.н. профессор Косой Б.В., ОНАПТ



УДК 621.3.017:621.3.2


НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НА
НОЛАМП


Триль А.

Одесская национальная академия пищевых технологий


Что если бы вы могли иметь лампу накаливания, с эффективностью светодиода? Такую
задачу поставили перед собой исследователи из MIT. Новая лампа работает, выстроив нан
о
-
зеркала вокруг обычного раскаленного элемента, отражая неиспользуемую энергию обратно
в элемент. Это приносит в лампу накаливания диапазон эффективности светодиодных и
люминесцентных ламп.


95

Лампы накаливания хороши, потому что они излучают все цвета света
, в то время как
светодиоды и другие, более эффективные источники света управлять только множеством
всех цветов видимого света. Если вы посмотрите на цвета диапазона, излучаемой
некоторыми энергосберегающих ламп, скважины спектра отсутствуют. Наш глаз регу
лирует,
но, как и оцифрованная музыка по сравнению с винилом, мозг все еще может
подсознательно заметить эти пробелы. Этот "полный спектр" света также означает, что
лампы накаливания лучше, чем все остальные при передаче цвета. Они похожи на
крошечные солн
ца, только желтоватые хотя пожелтение не имеет ничего общего с аспектом
полного спектра».

Как признают Марин Сольячич Main Solacic и

его коллеги из

Массачусетского
технологического института США, пока КПД у

их изобретения достаточно скромный


все
го 6,6%, что примерно равно эффективности самых дешевых моделей флуоресцентных
и

светодиодных ламп. Тем не

менее, даже такое значение в

три раза выше, чем у

обычных
ламп

У подобных нано
-
лампочек есть два главных отличия от

их обычных собратьев


их
рабочи
й элемент представляет собой, а

плоскую и

достаточно широкую пластину, которую
окружает новый элемент


цилиндр из

особого метаматериала, представляющий собой так
называемый фотонный кристалл

Он представляет собой набор из

множества микроскопических кусочк
ов и

пленок
из

оксида кремния и

оксида тантала, расположенных таким образом, что они особым
образом взаимодействуют с

волнами света и

других форм электромагнитного излучения
на

разных длинах волн.

К примеру, в

данном случае фотонный кристалл был устроен та
к, что он был
полностью прозрачным для

всех волн видимого света, но

при этом он не

пропускал
и

отражал волны теплового излучения, на

чью долю приходится примерно 95% выделяемой
энергии, обратно в

нить накаливания. Часть этого тепла преобразуется внутри нит
и в

свет,
благодаря чему КПД лампочки заметно вырастает.

По словам ученых, стоимость подобных лампочек должна быть достаточно низкой, так
как

для их изготовления будут применяться распространенные и

дешевые элементы
и

компоненты. Схожие системы "переработк
и света", как

отмечают ученые, могут быть
использованы и

для повышения КПД ряда других приборов, в

том числе нагревательных
элементов, термических генераторов электричества, солнечных батарей и "ядерных
батареек" космических аппаратов.




Научный руководи
тель: д.т.н., профессор Косой Б.В., ОНАПТ

















96











ГЛОСАРІЙ


Алексеева В.А.

3

Агарков

В.В

94

Андерсон
О.Ю.

4

Архипова Л.М.

59

Банде Т.М.

31

Білоус І.Ю.

72

Богач В.В.

83

Боднар І. О.

5

Бочкова О. Ю.

41

Будниченкко А. А.

9

Ворон
енко Ю. Є.

7

Гарягдиев Б.

10

Г
ижко
А
.

В.

41

Годунов П.А.

12

Горобченко Ю.С.

30

Григор'єв
О
. А.

14, 16

Гринюк В.І.

38

Гурбангельдиев Иляс

19

Двирный В.В.

75

Двирный Г.В.

75

Дідук К
.А.

77

Евсюкова Д.Ю.

50

Єлгаєва М.О.

74

Жеплінська М.М.

20

Зай
цев Д.В.

52

Іванов В.В.

54

Йоллыев К.

22

Карташова М.В.

31

Коваленко В.И.

50

Козаченко И. С

23

Крушенко Г.Г.

75

Кульгейко А. Н.

39

Лазарів І.Р.

24

Лещенко В. В.

43

Лук'янова О.С.

56

Мазуренко С.Ю.

79

Макеева Е.Н.

57

Манюк О.Р.

59

Морозов А.
А.

93

Мельник Е.И.

47

Нгуєн Ван Фук

61

Нижников А.А.

26

Никитенко Д.А.

27

Озолин Н.Е.

81

Осадчук Е.А.

83, 86

Осипенко Н.С.

63

Павлів Л.В.

65

Петрикеєв М.М.

4

Полторацкий М.И.

29

Помазкина А.Ю.

63

Привалова А.А.

30

Продан Я.М.

33

Радош С.А.

57

Решетникова С.Н.

75

Савинков П.В.

79

Сенчук В.О.

34

Сирбул А. О.

77

Снятков М.В.

71

Соколюк А.В.

69

Солодка А.В.

67

Спильная Е.А.

69

Стоянов С.В.

71

Суходуб І.О.

61

Тіхоненко Р. О.

43


97

Тумбуркат К.

90, 92

Тодосенко
А.В.

33

Триль А.

95

Федич
ина А.
В.

36

Феськова В.П.

27

Хмура А.А

88

Шарана В.И.

91

Шевченко О.М.

72

Шеламов А.А.

29

Юфанова Т.С.

45

Юшкевич А.В.

30

Янчев И.С.

81



98



ЕКОЛОГО
-
ЕНЕРГЕТИЧНІ

ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОСТІ


XVI ВСЕУКРАЇНСЬКА

НАУКОВО
-
ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ МОЛОДИХ УЧЕНИХ ТА
СТУДЕНТІВ

14 квітня 2016

р.
)


Збірник

наукових

праць

Секція 2:

Теплофізика, теплоенергетика, наноматеріали та
нанотехнології»



































Підписано

до

друку

12.04.2016 р. Формат 60
х
84 1/16.

Гарн. Таймс. Умов
.
-

друк. арк5,1. Тираж 25

прим.

Замовл. №.791

ВЦ Технолог»


Приложенные файлы

  • pdf 41782959
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий