Воронін Л. Г.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПЛИН ФІБРОБЕТОННОЇ СУМІШІ В КІЛЬЦЕВОМУ КАНАЛІ, ЯКИЙ ЗВУЖУЄТЬСЯ

    Для оцінювання процесу віброекструзії фібробетону, який здійснюється при формуванні труб, в роботі пропонується методика розрахунку швидкості плину суміші у круглому кільцевому каналі, що звужується. Враховується, що вібруючі фібробетонні суміші при віброекструзії являють собою псевдоньютонівські системи. Розрахункова схема процесу у круглому кільцевому каналі, що звужується, подана на рис. 1. Висота стовпа суміші L у вертикальному каналі підтримується постійною. Розрахунок швидкості, який базується на використанні формули (1) і урахуванні наведених припущень дозволяє оцінити процес плину суміші у збіжному кільцевому каналі віброекструдера при формуванні фібробетонних труб. Для визначення характеру зміни складової швидкості плину i u по перерізу каналу віброекструдера було розроблена програма розрахунку на ПЕОМ. Результати виконання розрахунку наведені на рисунку 2. Розподіл відносних швидкостей було отримано у каналі висотою L = 0,5 м з кутом нахилу твірної каналу до вертикалі o 30 і радіусами на виході 0,18 R м бк , 0,15 R м мк . Впровадження наведеного у статті методу розрахунку ізотермічної ламінарної усталеної течії нестисливої ньютонівської рідини дозволяє оцінити різноманітні гідродинамічні процеси у кільцевих збіжних каналах при низьких значеннях числа Рейнольдса, коли не виникають так звані «повзучі течії». Це якраз відбувається при плині фібробетонної суміші в каналах віброекструдера при виготовленні круглих труб.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛООБМІНУ ПРИ РАДІАЦІЙНОМУ НАГРІВУ ЗМЕРЗЛИХ ВАНТАЖІВ

    Робота присвячена створенню математичного забезпечення для розрахунку процесу розморожування (з одночасним прогріванням) на певну глибину сипучих матеріалів (шихти), які знаходяться в залізничних товарних вагонах відкритого типу, і містять в своєму складі замерзлу воду. Температура такого конгломерату може досягати мінус 20 °С і нижче. Процес розігріву, як запропоновано [1], здійснюється шляхом підводу тепла до матеріалів, що нагріваються у вигляді радіаційного потоку від випромінюючих труб та екранів до стінок вагонів і теплопровідністю через стінки вагона. В процесі побудови математичного опису були запропоновані певні допущення [2], зумовлені повільним характером процесу плавлення замерзлої води і прогріву суміші шихта – крига, шихта – вода, які розглядаються як єдиний субстрат з усередненими теплофізичними показаннями. Наявність деякої кількості тепла в порах шихти не враховувалась. Випромінююча поверхня приймалась у вигляді плоского безрозмірного випромінювача. Теплообмін між випромінювачем і поверхнею вагонів за рахунок природної конвекції враховувався, на відміну від [2]. Авторами раніше пропонувалося встановити як змінюється температура не лише вглиб вагону ( по товщині конгломерату), а й по висоті стінки вагону, в залежності від ступеню промерзання, теплофізичних властивостей матеріалу і т.ін.. Адже поверхні прогріваються не рівномірно і в деяких місцях максимальна температура досягається раніше. Таким чином потрібно визначити час, що потрібний для повного розмерзання вантажу. На рисунку 1 зображена схема вагону із вантажем в координатах x, y, z, виразимо поставлену задачу за допомогою рівняння в x, z координатах, розміри по у координаті набагато більші ніж по x та z, тому теплопровідністю по у нехтуємо. Розв’язок представлених вище рівнянь дає можливість визначити розподіл температур вздовж стінки вагону та вглиб вагону, в залежності від теплофізичних властивостей шихти, температури її змерзання і визначити час для повного розморожування.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РЕГЕНЕРАЦІЇ ШАРУ СОРБЕНТУ АДСОРБЦІЙНОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА

    Теплопостачання в Україні здійснюється здебільшого за рахунок спалювання органічного палива, ціни на яке невпинно зростають. Крім того, продукти його згоряння дуже забруднюють атмосферу. Одним із напрямків вирішення цієї проблеми є виробництво і акумулювання теплової енергії за допомогою адсорбційних термотрансформаторів, які дозволяють накопичувати теплову енергію в нічний час, коли діє пільговий тариф на електроенергію, і здійснювати опалення приміщення протягом доби [1]. З 2300 до 600 відбувається нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту при температурі 40-45 С. Теплота конденсації використовується з метою опалення. Актуальним є визначення залежності часу регенерації сорбенту з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Ставляться такі задачі: 6) сформулювати фізичну модель процесу регенерації; 7) обґрунтувати припущення; 8) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 9) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 10) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Регенерація в адсорбційних установках нерухомого шару адсорбенту протікає при постійному тиску [2]. Підведення теплового потоку до нижньої частини шару сорбенту призводить до підвищення температури вище рівноважної. Відбувається процес десорбції з одночасним розповсюдженням фронту температури в шарі сорбенту. Математична модель процесу десорбцій включає: 4) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 5) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 6) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовується плоска фізична модель: розглядається зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металу. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок підведення теплоти.

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ СПРОЩЕНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ АДСОРБЦІЙНОГО НАСИЧЕННЯ ШАРУ СОРБЕНТУ В ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІ

    Завдання створення ефективних систем акумулювання теплової енергії є важливою складовою частиною проблеми вирівнювання нерівномірності споживання електроенергії та стабілізації робочого режиму електричних мереж. Перспективним напрямком рішення даної проблеми є створення матеріалів і систем акумулювання, які працюють з використанням оборотних термохімічних реакцій. Саме такий принцип покладено в основу роботи адсорбційного термотрансформатора[1]. У нічний час, використовуючи електроенергію по зниженому тарифу, відбувається накопичення енергії за рахунок нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту, після чого, з 600 до 2300 години, термотрансформатор працює віддаючи закумульовану енергію у вигляді теплоти сорбції, яка подається до споживача. Актуальним є визначення залежності товщини шару засипки від часу поглинання пари сорбентом з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Тому для вирішення питання ставляться наступні задачі: 1) сформулювати фізичну модель процесу адсорбції; 2) обґрунтувати припущення; 3) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 4) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 5) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Процес в апараті проходить в умовах ізобарної адсорбції[2]. Математична модель процесу адсорбції складається із: 1) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 2) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 3) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовуємо плоску фізичну модель: враховується зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Зернистий шар сорбенту розглядаємо як однорідне ізотропне середовище. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металевих включень. Зернистість матеріалу засипки дає змогу парі сорбату миттєво проникати в зону адсорбції. Кількість пари, що поглинається сорбентом пропорційна кількості тепла, що відводиться. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок зміни температури.

    Переглянути
  • КІНЕТИКА ПРОЦЕСУ НАГРІВАННЯ КАРТОНУ

    Виробництво гофротари займає стале місце на українському і на міжнародному ринках. На це виробництво затрачаються великі грошові масиви, що спонукає до подальшого дослідження процесів, які протікають при виготовленні гофротари. Важливе місце займає процес нагрівання картону на нагрівальних валах, де використовується насичена водяна пара високого тиску, що викликає значні втрати тепла. Метою даної роботи є дослідження кінетики процесу нагрівання картону для розробки методу розрахунку нагрівальних пристроїв. Актуальність дослідження полягає у розробці методу розрахунку процесу нагрівання, зменшенні втрат тепла в навколишнє середовище та інтенсифікації нагрівання. Об’єкт дослідження: процес нагрівання лайнеру на нагрівальних валах. Предмет дослідження – кінетика процесу нагрівання. Нагрів картону проводиться на нагрівальних валах («утюгах»), що представляють собою порожнисті вали діаметром до 1 м. Вали нагріваються водяною парою, яка подається у внутрішню порожнину утюга, з тиском до 1,4 МПа. Картон, який розмотується з рулону, контактує з нагрітою поверхнею вала, щільно притискаючись до його поверхні в результаті на тяжіння поворотними валами, та інтенсивно нагрівається [1]. Температура поверхні валу складає 150-160°С [2]. Попередньо виконані розрахунки показують, що відкрита поверхня картону, яка контактує з навколишнім середовищем, втрачає в навколишнє середовище від шести до дев’яти відсотків тепла. Щоб зменшити втрати тепла нами запропоновано закрити зовнішню поверхню картону на ділянці нагрівання набивним сукном, яке рухається зі швидкістю картону і більш щільно притискає картон до поверхні валу (рис. 1). Така конструкція дозволяє зменшити час нагрівання картону, порівняно з звичайною конструкцією нагрівального вала, або зменшити тиск пари за незмінного часу нагрівання. Крім того різко зменшуються конвективні втрати в навколишнє середовище в результаті низької температури поверхні сукна.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ПЛИНУ ЦЕМЕНТНО-ПІЩАНОГО РОЗЧИНУ У ПІРАМІДАЛЬНОМУ КАНАЛІ ДОЗАТОРА-ЖИВИЛЬНИКА

    Тонкий шар цементно-піщаного розчину при віброекструзії отримують за допомогою дозатора-живильника. Для вдосконалення формування шару розчину були запропоновані конструкції дозаторів-живильників, які виключають утворення «застійних» зон і забезпечують отримання джгутів цементно-піщаного розчину зі стабільними формою і якістю. (патенти України №№ 49251, 54489). Подача розчину на транспортер при цьому здійснюється через квадратні у поперечному перерізі збіжні канали. Аналітичних формул для опису плину у таких каналах не існує. При розгляді процесу плину використовується феноменологічний підхід, який приймає цементно-піщаний розчин, як однорідне ізотропне середовище, про структуру якого робляться лише загальні застереження. Враховується, що в умовах вібрації, яка створюється стандартними вібраторами, розчин являє собою псевдоньютонівську систему. Вважається, що в процесі дозування висота шару суміші у каналах дозатора-живильника підтримується постійною. Розрахункова схема процесу плину цементно-піщаного розчину в каналі дозатора-живильника наведена на рисунку 1. Для зручності розрахунку початок прямокутних координат ( x′, y′,z′) вибрано у центрі основи зрізаної піраміди. Для розрахунку складової швидкості uZ у напрямку осі z′ у пірамідальному каналі за допомогою відомої з літератури формули. Розподіл швидкостей було отримана на виході з каналу висотою L = 0,25 м зі стороною меншої основи пірамідального каналу Wк = 0,06 м при куті нахилу бічної грані пірамідального каналу до вертикалі o ϕ = 30 і витраті с Q = 2⋅10−4 м .

    Переглянути
  • РОЗГЛЯД ПРОЦЕСУ ПЛИНУ ЦЕМЕНТНО-ПІЩАНОГО РОЗЧИНУ У ДОЗАТОРІ-ЖИВИЛЬНИКУ ВІБРОЕКСТРУЗІЙНОЇ УСТАНОВКИ

    Важливою перевагою віроекструзійного змішування є можливість використання малої кількості води у композиції, оскільки відомо, що зайва вода, яка не входить у реакцію з цементом, збільшує пористість виробу і погіршує його міцність. Порівняно зі звичайним змішуванням, віброперемішування покращує фізико-механічні показники виробів, дозволяє вводити в суміш більше фібр без утворення грудок, прискорює процес утворення структури і сприяє зростанню міцності. Умова макрооднорідності суміші забезпечується розподілом і змочуванням фібр у тонкому шарі розчину перед змішуванням. З метою здійснення плавного регулювання витрати і зменшення часу, який необхідний для формування тонкого шару цементно-піщаного розчину, були запропоновані конструкції дозаторів-живильників, що містять канали з поперечним перерізом у вигляді зрізаного кола [1, 2]. Для вирішення задачі плину в такому каналі скористаємося прямокутною системою координат (x, y, z). Крайові умови задачі встановлені з припущення про нерухомість рідини біля стінок каналу. У випадку області довільної форми, що задовольняє умові, лінії сітки, паралельні осі , можуть перетинати границі Г тільки у двох точках, систему алгебраїчних рівнянь (3), (5) вирішуємо методом блочної ітерації із застосуванням прогонки по рядку [3]. У подальших роботах планується порівняти результати чисельного вирішення задачі з експериментальними дослідженнями.

    Переглянути
  • РОЗПОДІЛ ШВИДКОСТЕЙ ФІБРОБЕТОННОЇ СУМІШІ НА ВИХОДІ ІЗ ВІБРОЕКСТРУДЕРА ПРИ ФОРМУВАННІ ПЛИТ ПОКРИТТЯ

    Ребристі базальтофібробетонні плити покриття, які виготовляються віброекструзійним способом, можуть успішно застосовуватись у будівництві замість аналогічних залізобетонних виробів 2ПГ6-3АтVт. При цьому в 1,39 раз зменшується маса виробу, а металева напружена арматура закладається тільки у ребрах плити [1]. Ефективність використання саме базальтових фібр, як найкращих з класу неметалевої дисперсної арматури підтвердили результати останніх дослідів, які були проведені в Інституті електрозварки ім. Е.О.Патона НАН України, НДІСК, КНУСА і за кордоном [2]. З метою виключення розриву суцільності фібробетонної суміші при віброекструзії плит покриття авторами було запропоновано живий переріз роздавального вікна в місцях, де формуються ребра і торцеві стовщені частини стінки плит виконувати зменшеними порівняно з відповідними ділянками поперечного перерізу виробу [3]. Геометрія каналу віброекструдера визначалась за результатами вирішення рівняння Нав`є-Стокса методом скінчених різниць [4]. На рисунку наведено теоретичний розподіл відносних швидкостей плину фібробетонної суміші у торцевій частині живого перерізу роздавального вікна запропонованого віброекструдера. Була визначена відстань від торця роздавального вікна віброекструдера, де швидкість плину фібробетонної суміші стабілізується. Отримані результати планується використати при експериментальній перевірці процесу плину фібробетону в каналі запропонованого віброекструдера.

    Переглянути
  • ФІЗИЧНА ТА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ПРОГРІВУ ДЕРЕВИНИ

    Стадія пропарювання деревини в технологічній лінії виготовлення паливних брикетів безпосередньо супроводжується одним з фізичних явищ обробки матеріалу перед брикетуванням, а саме процесом прогріву часток деревини. Розглядаючи фізичну модель процесу пропарювання об’єму часток деревини можна виділити частинку матеріалу (трісочку) (рисунок 1а,б). Процес пропарювання супроводжується підводом пари до частинки деревини та прогрівом її до температури самої пари.Під час стадії пропарки частинка насичується вологою. За рахунок теплового потоку, що підводиться, відбувається прогрів частинки (рис.1в). З нагрітої частинки деревини виділяється конденсат, що збирається на її поверхні. При температурі 130-150 починається про цес виділення складової деревини лігніну [1,2]. Створення фізичної моделі процесу прогріву часток з врахуванням всіх його особливостей необхідне для того, щоб виникла можливість опису засобами математичного аналізу існуючих законів взаємодій фізичних явищ. Мета розрахунку визначення розподілу температур в шарі частинки деревини під час її прогріву та визначення часу прогріву частинки деревини. Умови однозначності: Геометричні частинка деревини плоска і нескінченна у просторі та часі, ширина і висота частинки набагато перевищують її товщину. Товщина частинки деревини 1  , товщина конденсату 2  . Задача є осесиметричною. Фізичні теплопровідності частинки деревини та конденсату сталі, внутрішніх джерел енергії немає( 0 Vq  ). Відомі коефіцієнти тепловіддачі 1 2    , , , теплопровідності шарів 1 2. Для удосконалення даної математичної моделі в подальшому плануються дослідження, що будуть проводитись в ІТТФ НАН України. Вони дадуть змогу включити деякі коефіцієнти, що враховують ступінь пропарювання деревини та насичення її вологою.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ УТВОРЕННЯ КРИСТАЛІЧНО- АМОРФНИХ СТРУКТУР ПРИ ПЕРЕРОБЦІ РОЗЧИНІВ СУЛЬФАТУ АМОНІЮ З ПІДВИЩЕНИМ ВМІСТОМ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

    Елементи, життєво необхідні для рослини, але які входять в її склад в мізерних кількостях (від 10-2 до 10-12% ) і є регуляторами поведінки в рослині складних процесів, мають назву мікроелементів. Добрива, які містять в собі ці мікроелементи, називаються мікродобривами. Вони важливі, бо є нестача мікроелементів, що входять в ферменти, вітамінів, білків, гормонів викликає порушення обміну речовин і тяжкі захворювання рослин. Чисті солі мікроелементів можуть бути замінені природними мінералами та відходами виробництва (наприклад, капролактам). Їх розподіл, в малих кількостях, на великі засівні площі є проблемним. Тому мікродобрива додають до основних добрив в процесі їх виробництва [1]. Кристали сульфату амонію отримуються шляхом грануляції в псевдозрідженому шарі [2]. Процес кристалізації проходить в два етапи: утворення зародку кристалу та його наступне зростання. Форма кристалів, що отримуються має суттєвий вплив на їх технологічні властивості. Для отримання кристалів правильної форми в розчин слід додавати поверхнево-активні речовини [3]. Температурний розподіл в межах фронту випаровування 0  r   , де к- радіус фронту випаровування, описується рівнянням нестаціонарної теплопровідності. Випаровування рідини з плівки розчину описує рівняння балансу теплоти і вологи в межах фронту випаровування. Для підтвердження положень математичної моделі були проведені експерименти, за результатами яких встановлено, що з підвищенням температури розчину зменшується швидкість зародкоутворення, а швидкість росту кристалів збільшується. Регулюючи температуру, можна змінювати розмір кристалів. Дослідним шляхом було встановлено, що час сушіння 0,01 г розчину сульфату амонію (рисунок 1) при температурі 120 дорівнює 6 хв. 42 сек. В той час, як сушіння розчину сульфату амонію з додаванням органічних домішок рівний 6 хв. 38 сек. (рисунок 2), а розчину сульфату амонію з гуматом калію 6 хв. 31 сек. (рисунок 3).

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ УТВОРЕННЯ МІНЕРАЛЬНО- ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН НА БАЗІ СОНЯШНИКОВОГО ПОПЕЛУ

    Внесення мінеральних і органічних добрив лише частково відновлюють родючість ґрунтів поповнюючи запаси мінеральних речовин. Внесення добрив, які містять лише водорозчинні солі з необхідними хімічними елементами (азоту, калію, кальцію, сірки) призводить до значного вимивання цих добрив з ґрунтів за рахунок того, що солі відразу переходять в розчини. При цьому значна кількість розчинів попадає в навколишні водойми, що призводить до погіршення екологічного стану довкілля, а рослини залишаються без необхідного живлення. Для більш повного відновлення ґрунтів необхідно також відновлювати запаси гумінових речовин шляхом окремого внесення гуматів в ґрунт або застосовуючи комплексні гумінових органо-мінеральних добрив. Такі компонента доцільно виробляти з залишків бурого вугілля шляхом подріблення та переведення нерозчинних гумінових солей в розчинні при додаванні лугів калію або натрію. Отже, гумінові органо-мінеральні добрива є невід’ємною складовою для збільшення родючості ґрунтів, а нові методи виробництва таких добрив є актуальними в наш час [1]. Розробка та дослідження відповідної технології вилучення є особливо актуальною в нас час з огляду на те, що саме хімічний та сільськогосподарський комплекси є основними галузями України. Розробка математичної моделі утворення мінерально-органічних добрив покладає початок розробці добрив нового покоління, які будуть мати в своєму складі велику кількість мінеральних речовин та не тільки збільшуватимуть врожайність, а ще і покращуватиму властивості ґрунту, не засолюючи їх. Мінерально-органічні добрива на основі гумата калію та соняшникового попелу, який містить у своєму складі фостор є досить поживними для грунту та відносно недорогі у виготовленні, так як соняшниковий попіл є відходом виробництва. Даний тип добрив покладений у основу магістерської дисертації та підлягає подальшому дослідженню та вивченню. За основу взято математичну модель, яку в подальшому буде вдосконалено для отримання добрив з кращими властивостями. Визначимо концентрацію C в пористому тілі як функцію координати x і часу t [2]. Основною задачею розв’язання математичної моделі є знаходження часу екстрагування. Результати дадуть можливість створити апарат для утворення мінерально-органічних речовин на базі соняшникового попелу.

    Переглянути
  • ТЕЧІЯ ФІБРОБЕТОННОЇ СУМІШІ В КАНАЛІ ВІБРОЕКСТРУДЕРА ПРИ ФОРМУВАННІ ВИРОБІВ КВАДРАТНОГО ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ

    Для підвищення швидкості плину суміші у кутових зонах формувального каналу і, відповідно, покращення якості виробів за рахунок зменшення різниці в об'ємній витраті суміші різних ділянок роздавального вікна була запропонована нова конструкція віброекструдера. Бункер такого віброекструдера містить вісім похилих стінок, чотири з яких розширюються донизу, де утворюють своїми крайками роздавальне вікно, а інші чотири трикутні стінки розташовуються поміж першими стінками і звужуються донизу до кутів прямокутного роздавального вікна [1]. При розгляді процесу формування виробів враховується, що фібробетонні суміші використаних складів при віброекструзії являють собою псевдоньютонівські системи. У випадку ламінарного ізотермічного плину нестисливої ньютонівської рідини у каналі довільного поперечного перерізу рівняння Нав`є-Стокса в прямокутній системі координат (x, y, z) з напрямком руху вздовж осі z приймає наступний вигляд: Розв`язання наведеної задачі була виконана методом скінчених різниць. За допомогою середовища QBasic було розроблено програму, яка визначає швидкість течії фібробетонної суміші в каналі віброекструдера. Також, задача плину у каналі запропонованого віброекструдера була вирішена за допомогою програми SolidWorks. Результати виконаних розрахунків відносних швидкостей віброекструзії фібробетонної суміші в одному з перерізів каналу удосконаленого апарата подано на рисунку.Отримані схожі результати теоретичного моделювання процесу наведеними методами. Надалі передбачається удосконалити методику розрахунку віброекструдера і виконати експериментальну перевірку результатів теоретичних розрахунків.

    Переглянути
  • РЕЗУЛЬТАТИ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ПРОЦЕСУ ПЕРЕМІШУВАННЯ КОМПОНЕНТІВ КОМПЛЕКСНОГО ДОБРИВА

    В наші дні в світовому землеробстві використовується широкий спектр різних типів і форм добрив. Широкого застосування набули комплексні добрива, які містять два, три і більше елементів живлення (азот, фосфор, калій, мікроелементи). Залежно від способу приготування комплексні добрива можна розділити на три основних групи: складні, складнозмішані та змішані.Виготовлення комплексних добрив економічно вигідніше, оскільки в ґрунт вноситься одночасно не один елемент живлення, а кілька, в пропорціях залежних від типів ґрунту, сільськогосподарської культури та регіону. На підготовчих етапах виготовлення комплексних добрив визначальним є процес створення однорідної суміші вихідних компонентів, так як це забезпечить високі показники продуктивності та ефективності наступних технологічних операцій та збільшить якість отриманого продукту. Для подальшого розгляду процесу перемішування та розрахунку апарату з перемішуючим пристроєм було обрано фізичну та математичну моделі. Фізична модель процесу перемішування комплексного органо- мінерального гумінового добрива (Рисунок 1) базується на дифузійно- циркуляційної моделі переносу в апараті без перегородок. Зміна концентрацій частинок в елементарному об’ємі рідини описується рівнянням, яке відображає осадження (спливання) частинок, їх рух з конвективним потоком і перенос за рахунок турбулентної дифузії. Рівняння має вигляд:де x – концентрація частинок в суспензії; у – координата, м; Dт – коефіцієнт турбулентного переносу частинок, м2 /с; ωос – швидкість осадження частинок під дією силитя жіння, м/с; ω – швидкість течії в напрямку осі у, м/с. Рішення даного рівняння отримуємо за допомогою ЕОМ та середовища qBasik. За результатами моделювання отримуємо графік розподілу твердих частинок в розчині (Рисунок 2) в точці х (Рисунок 1):За результатами моделювання процесу перемішування та на основі експериментальних даних, було розроблено алгоритм розрахунку апарата з перемішуючим пристроєм. Надано рекомендації для оптимального проведення процесу перемішування для забезпечення високих показників якості та економічної доцільності технологічного процесу.

    Переглянути
  • Моделювання регенерації сорбенту в адсорбційному термотрансформаторі

    Розроблено математичну модель регенерації сорбенту в адсорбційному термотрансформаторі. Це дозволяє розробити перше наближення розрахунку теплоакумулюючого сорбційного апарата, що працює за заданим режимом роботи.

    Переглянути
  • Обгрунтування спрощеної математичної моделі адсорбційного насичення шару сорбенту в термотрансформаторі

    Розроблено математичну модель адсорбційного насичення шару сорбенту в адсорбері. Це дозволяє розробити перше наближення конструктивного розрахунку теплоакумулюючого сорбційного апарата, що працює за заданим режимом роботи.

    Переглянути
  • Моделювання радіаційного розморожування сипких вантажів біля стінок залізничного вагона

    Наведено результати математичного моделювання радіаційоного розморожування сипких вантажів у пристінних шарах залізничних вагонів. Подано розрахункові залежності, що є розв’язками математичної моделі.

    Переглянути
  • Нагрівання картону на валах гофроагрегата

    Розроблено математичну модель нагрівання картону на нагрівальних валах гофроагрегата, що дозволяє визначити тривалість нагріву. Адекватність моделі перевірено на гофроагрегаті Жидачівського ЦПК.

    The mathematical model of process of heating of a cardboard is developed on the heater shaft of corrugator, which allows expecting time of heating, necessary for the calculation of sizes of shafts. Model adequacy is tested on the operating corrugator of Zhydachiv’s CPF.

    Переглянути
  • Методика розрахунку питомого теплового потоку під час кипіння рідини за умов вільної конвекції

    Приведена методика расчета удельного теплового потока при кипении жидкости в условиях свободной конвекции, которая учитывает микрогеометрию поверхности нагрева и позволяет определять интервал отклонения рассчитанного потока с принятой вероятностью.

    The technique of calculations of specific heat flux for pool boiling is represented, which takes into account not only thermophysical properties of liquid and vapor but also characteristics of microgeometry of heating surface. Moreover it allows defining not only magnitude of a specific heat flux but also determination of a range of its deviation.

    Переглянути
  • КІНЕТИКА НАГРІВАННЯ ВАЛА ДЛЯ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРЕСУВАННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Розроблено математичну модель гарячого вала для високотемпературного пресування паперового полот-на. Проаналізовано процес пресування на звичайних пресах і запропоновано шляхи його інтенсифікації. Отримані попередні дані для розрахунку промислового зразка гарячого вала.

    The introduction of high-temperature pressing of paper web in the cellulose and paper industry will dramatically reduce the cost of thermal energy to produce paper. Therefore, the investigation of the kinetics of heating the roll for high-temperature paper web pressing is relevant.
    The study dedicated to the kinetics of heating the roll and getting process parameters necessary for design of the industrial hot roll of the press.

    Переглянути
  • КІНЕТИКА БІОГАЗОВОЇ УТИЛІЗАЦІЇ ПАПЕРОВОГО ПАКОВАН-НЯ

    Розроблено математичну модель біогазового перероблення відходів паперового паковання, одержано її аналітичний розв’язок. Наведено теоретичні та експериментальні залежності кількості виділеного біогазу від тривалості перероблення за різних температур субстрату, за сталих концентраціях сухих речовин й ферменту та результати перевірки їх адекватності.


    One of the main objectives of developed countries is rational and economical use of energy. Despite the low development level of renewable energy today and disadvantages of energy strategy, Ukraine has good preconditions for further development of renewable energy and in particular bioenergy. Hundreds of tons of waste paper packaging are annually produced in Ukraine. Time of decomposition of paper packaging is from 1 to 400 years in the case of exclusion of film and foil lamination. Biogas released as a result methane fermentation of any organic matter. Therefore, studies to solve this problem by recycling paper packaging by means of fermentation and fermentation anaerobic fermentation in biofuels is important.

    Biogas – is a product of metabolism as a result of Vital Functions many groups of organisms of bacterias, that is a mixture of gaseous substances obtained by anaerobic, namely without air, and methane fermentation of organic matter. This mixture consists of approximately 65 % methane, 30 % carbon dioxide, hydrogen sulfide and 1 % minor impurities of nitrogen, oxygen, hydrogen and carbon monoxide. Regularities of methane fermentation process is extremely complex and depends on many factors, the most important of which are temperature, pH and concentration of dry matter.

    Highlight the four most important stages, namely: hydrolysis, acidogenesis or biological oxidation or acetogenesis or acid fermentation and the last stage, methanogenesis, at this stage 90 % methane is synthesized, 70 % of which comes from acetic acid.

    Among the technological parameters on the speed decoupling most valuable impact is the temperature of the substrate, for her, there are three modes, each of which has the speed of substrate cleavage and the speed of biogas. Temperature is the main parameter in terms of research and process optimization for the temperature regimes.

    The aim of this article is analytical research of the kinetics of the concentration field of the liquid and gas phases in bioreactors operating without stirring.

    Developed a mathematical model of the biogas process of recycling waste of paper packaging, the analytical solution of a mathematical model for a given initial and boundary conditions, which provides new biogas dependence of selected depending on the time and temperature at a given solids concentration and amount of enzyme.

    In order to conduct a pilot study to confirm the adequacy of dependency, the analytical solution of the mathematical model developed laboratory setup consisting of insulated bioreactors periodic operation and the gas container, which are interconnected.

    From Dependence found that most slow release biogas process takes place at a temperature of 20 оС, the maximum rate is observed at 50 оС. However, the specific biogas yield at different temperatures remains the same, changing only the rate of release of biogas.

    Analysis of the theoretical and experimental dependences shows that temperature influences the rate of biogas yields during biochemical processing of laminated paper packaging. A mathematical model with sufficient accuracy describes the kinetics of the process at different temperatures of the substrate.

    Adequate theoretical dependences experimental data was checked and confirmed by the Fisher criterion.


    Переглянути