Статті КТ

Permanent URI for this collection

RU: Статьи
EN: Articles

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 101
  • Item
    Визначення особливостей формування систем енергозабезпечення з використанням відновлюваних джерел енергії в перехідний період року
    (ПП "Технологічний центр", Харків, 2021) Накашидзе, Лілія Валентинівна; Габрінець, Володимир Олексійович; Мітіков, Юрій Олексійович; Алексєєнко, Сергій Вікторович; Ляшенко, Валентина Петрівна
    UKR: Актуальною науково-практичною проблемою є формування енергоефективних систем забезпечення кліматичних умов в приміщеннях на основі використання відновлюваних джерел енергії. У роботі удосконалено техніко-методологічний підхід до розрахунків систем енергозабезпечення та акумулювання при застосуванні енергоактивних огороджень. Показана особлива ефективність цих огороджень в перехідні періоди року, тобто весни та осені. Для надійного прогнозування процесу забезпечення температурних комфортних умов (теплового балансу) при застосуванні методів непараметричної статистики розроблена математична модель. Вона дозволить підвищити якість прогнозування впливу зовнішньої температури повітря у перехідні періоди року. До уваги береться температура всередині приміщення при наявності багатошарового енергоактивного огородження. Для визначення підходу щодо використання в системах енергозабезпечення теплоти в перехідний період розглядаються теплові параметри з внутрішньої та зовнішньої сторони конструкції споруди. Це дає можливість враховувати зміни теплопередавання цих конструкції при проєктуванні системи енергозабезпечення та визначення оптимальних режимів її функціонування в різних природних умовах. Розглянуто іншу задачу енергоактивного огородження, пов’язану з генеруванням в систему додаткової теплоти, яка отримується завдяки перетворенню енергії сонячного випромінювання. Для підвищення цього генерування були запропоновані спеціальні багатошарові конструкції енергоактивного огородження. Запропонована термомодернізація з використанням енергоактивних огорож дозволяє, в середньому за холодний період року, зменшити енерговитрати в 3,5 рази для будівель промислового та житлового призначення.
  • Item
    Determination of Features of Formation of Energy Supply Systems with the Use of Renewable Energy Sources in the Transition Period
    (ПП «Технологічний Центр», Харків, 2021) Nakashydze, Liliya V.; Gabrіnets, Volodymyr O.; Mitikov, Yurii; Alekseyenko, Sergey; Liashenko, Iryna
    ENG: An urgent scientific and practical problem is the formation of energy efficient systems for ensuring climatic conditions in premises based on the use of renewable energy sources. The work has improved the technical and methodological approach to the calculations of energy supply and storage systems when using energy-active fences. The special effectiveness of these fences has been shown in the transitional periods of the year, that is, in spring and autumn. A mathematical model has been developed to reliably predict the process of ensuring temperature comfortable conditions (heat balance) when using nonparametric statistics methods. It will improve the quality of forecasting the effect of external air temperature during the transitional periods of the year. The temperature inside the room is taken into account in the presence of a multilayer energy-active fence. To determine the approach to the use of heat in energy supply systems during the transition period, thermal parameters from the inner and outer sides of the building structure are considered. This makes it possible to take into account changes in the heat transfer of these structures when designing a power supply system and determining the optimal modes of its functioning in various natural conditions. The function of energy-active fences associated with the generation of additional heat into the system, obtained through the conversion of solar radiation energy, is considered. To increase this generation, special multilayer designs of energy-active fencing have been proposed. The proposed thermal modernization with the use of energy-active fences allows, on average, over the cold period of the year, to reduce energy consumption by 3.5 times for industrial and residential buildings.
  • Item
    Підвищення ефективності роботи системи теплопостачання інфраструктури громадських будівель на прикладі ДНУЗТ
    (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Пшінько, Олександр Миколайович; Кузнецов, Валерій Геннадійович; Яценко, Дмитро Корнійович; Габрінець, Володимир Олексійович
    UK: Мета. У дослідженні необхідно проаналізувати можливість і умови підвищення ефективності роботи систем теплопостачання та вентиляції громадських будівель на сучасному етапі розвитку країни й характерних кліматичних особливостей України. Головною метою роботи є розробка конкретних заходів для громадських будівель, які призведуть до значного скорочення витрат енергетичних ресурсів на опалення та систему кондиціювання повітря. В якості приклада беруться аналогічні системи компактного містечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ), який опалюється за допомогою власної автономної котельні, що споживає природний газ. Методика. На основі аналізу статистичних витрат теплової енергії за останні 5 років визначаються види та розраховуються величини теплових втрат для конкретних умов використання. Ці втрати порівнюються з аналогічними у світовій практиці, й на основі порівняння та аналізу діючої системи пропонуються шляхи зниження величини теплових втрат за рахунок застосування різних технічних та організаційних методів. В роботі пропонується також залучення для цієї мети вторинних та альтернативних джерел енергії. В якості вторинних енергоресурсів розглядаються теплота, яка виділяється людиною, та теплота, яка виходить із повітрям, що вилучається при вентиляції будівель. А в якості поновлювальних джерел – сонячна та геотермальна енергії. Для підвищення температурного потенціалу теплоносіїв пропонується застосовувати теплові насоси. Результати. При максимально можливому використанні всіх запропонованих заходів і впровадженні раціональних схемних та технічних рішень, які пропонуються для систем тепло- та гарячого водопостачання, витрати енергії на тепло- та гаряче водопостачання можуть бути знижені на 30–35 %. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати нові комплексні підходи для підтримки необхідного теплового балансу в зимовий період. Авторами також запропоновані нові схемні рішення для системи теплопостачання та вентиляції (як в зимовий, так і в літній періоди), що базуються на використанні теплового насосу та вторинних енергоресурсів. Практична значимість. Введення запропонованих схемних рішень і підходів до забезпечення теплом та повітрям можуть бути реалізовані при відносно невеликих капіталовкладеннях та не вимагають істотного переобладнання вже встановлених систем.
  • Item
    Моделирование температурных полей в твердотельных тепловых аккумуляторах
    (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2016) Белименко, Сергей Сергеевич; Ищенко, Владимир Алексеевич; Габринец, Владимир Алексеевич
    RU: Цель. В настоящее время одним из приоритетных направлений энергосбережения является экономия затрат на теплоснабжение в промышленных и жилых зданиях за счет запасенной в ночное время тепловой энергии и отдачи ее в дневные часы. Экономический эффект достигается за счет разницы тарифов на стоимость электрической энергии в дневное и ночное время. Одним из наиболее распространенных типов устройств, которые позволяют аккумулировать и отдавать полученное тепло, являются твердотельные тепловые аккумуляторы. Основная цель работы: 1) разработка математического обеспечения для расчета температурного поля плоского твердотельного теплового аккумулятора, работающего за счет накопления тепловой энергии в объеме теплоаккумулирующего материала без фазового перехода; 2) определение распределения температуры в его объемах при конвективной теплопередаче. Методика. Для достижения целей исследования использованы теория теплопередачи и интегральное преобразование Лапласа, на основе которого решены задачи определения температурных полей в каналах тепловых аккумуляторов, имеющих различные формы поперечного сечения. Результаты. Авторами разработана методика расчета и получены решения для определения температурных полей в каналах твердотельного аккумулятора в условиях конвективного теплообмена. Исследованы температурные поля по длине и по толщине каналов. Проведены экспериментальные исследования на физических моделях и промышленном оборудовании. Научная новизна. Впервые предложена методика расчета температурного поля в каналах различного поперечного сечения твердотельного теплового аккумулятора в режимах зарядки и разрядки. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными исследованиями. Практическая значимость. Предложенная методика используется при проектировании твердотельных тепловых аккумуляторов различной мощности; организовано серийное производство тепловых аккумуляторов различной мощности.
  • Item
    Підвищення ефективності роботи системи теплопостачання інфраструктури громадських будівель на прикладі ДНУЗТ
    (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2016) Пшінько, Олександр Миколайович; Кузнєцов, Валерій Геннадійович; Яценко, Дмитро Корнійович; Габрінець, Володимир Олексійович
    UKR: Мета. У дослідженні необхідно проаналізувати можливість і умови підвищення ефективності роботи систем теплопостачання та вентиляції громадських будівель на сучасному етапі розвитку країни й характерних кліматичних особливостей України. Головною метою роботи є розробка конкретних заходів для громадських будівель, які призведуть до значного скорочення витрат енергетичних ресурсів на опалення та систему кондиціювання повітря. В якості приклада беруться аналогічні системи компактного містечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ), який опалюється за допомогою власної автономної котельні, що споживає природний газ. Методика. На основі аналізу статистичних витрат теплової енергії за останні 5 років визначаються види та розраховуються величини теплових втрат для конкретних умов використання. Ці втрати порівнюються з аналогічними у світовій практиці, й на основі порівняння та аналізу діючої системи пропонуються шляхи зниження величини теплових втрат за рахунок застосування різних технічних та організаційних методів. В роботі пропонується також залучення для цієї мети вторинних та альтернативних джерел енергії. В якості вторинних енергоресурсів розглядаються теплота, яка виділяється людиною, та теплота, яка виходить із повітрям, що вилучається при вентиляції будівель. А в якості поновлювальних джерел – сонячна та геотермальна енергії. Для підвищення температурного потенціалу теплоносіїв пропонується застосовувати теплові насоси. Результати. При максимально можливому використанні всіх запропонованих заходів і впровадженні раціональних схемних та технічних рішень, які пропонуються для систем тепло- та гарячого водопостачання, витрати енергії на тепло- та гаряче водопостачання можуть бути знижені на 30–35 %. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати нові комплексні підходи для підтримки необхідного теплового балансу в зимовий період. Авторами також запропоновані нові схемні рішення для системи теплопостачання та вентиляції (як в зимовий, так і в літній періоди), що базуються на використанні теплового насосу та вторинних енергоресурсів. Практична значимість. Введення запропонованих схемних рішень і підходів до забезпечення теплом та повітрям можуть бути реалізовані при відносно невеликих капіталовкладеннях та не вимагають істотного переобладнання вже встановлених систем.
  • Item
    Refinement of the Maxwell Formula for Composite Reinforced by Circular Cross-Section Fibers. Part II: Using Padé Approximants
    (Springer Link, 2020) Andrianov, Igor I.; Awrejcewicz, Jan; Starushenko, Galina A.; Gabrinets, Vladimir A.
    EN: The effective properties of the fiber-reinforced composite materials with fibers of circle cross section are investigated. The novel estimation for the effective coefficient of thermal conductivity refining the classical Maxwell formula is derived. The method of asymptotic homogenization is used. For an analytical solution of the periodically repeated cell problem the Schwarz alternating process (SAP) was employed. Convergence of this method was proved by S. Mikhlin, S. Sobolev, V. Mityushev. Unfortunately, the rate of the convergence is often slow, especially for nondilute high-contrast composite materials. For improving this drawback we used Padé approximations for various forms of SAP solutions with the following additive matching of obtained expressions. As a result, the solutions in our paper are obtained in a fairly simple and convenient form. They can be used even for a volume fraction of inclusion very near the physically possible maximum value as well as for high-contrast composite constituents. The results are confirmed by comparison with known numerical and asymptotic results.
  • Item
    Refinement of the Maxwell Formula for Composite Reinforced by Circular Cross-Section Fibers. Part I: Using the Schwarz Alternating Method
    (Springer Link, 2020) Andrianov, Igor I.; Awrejcewicz, Jan; Starushenko, Galina A.; Gabrinets, Vladimir A.
    EN: The effective properties of the fiber-reinforced composite materials with fibers of circular cross section are investigated. The novel estimation for the effective coefficient of thermal conductivity refining the classical Maxwell formula is derived. The method of asymptotic homogenization is used. For analytical solution of the periodically repeated cell problem, the Schwarz alternating process is employed. The principal term of the refined formula coincides with the classical Maxwell formula. On the other hand, the refined formula can be used far beyond the area of applicability of the Maxwell formula. It can be used for dilute and non-dilute composites. It is confirmed by comparison with known numerical and asymptotic results.
  • Item
    Mathematical Modeling of Heating of Coal Particle Within the Space between Electrodes of Arc-Heating Reactor
    (EDP Sciences, 2020) Zhevzhyk, Oleksandr; Kholiavchenko, Leonid; Davydov, Serhii; Potapchuk, Iryna; Kabakova, Liudmyla; Gupalo, Olena; Pertsevyi, Vitalii; Morozova, Nataliia
    EN: A mathematical model of heating of coal particles that move in the initial section of a submerged gas jet within the space between electrodes of reaction chamber of arc-heating reactor is created. The model takes into account convective heat transfer and heat transfer by radiation from a sphere (particle) – circle (anode) system. The temperatures of particles on mechanical trajectory are obtained depending on particle diameters and the initial coordinate of nozzle leaving.
  • Item
    Estimation of Usage Efficiency of Freon-Steam Turbines in Mine Energy Complexes
    (EDP Sciences, 2020) Kirsanov, Mykhailo; Diakun, Inna; Ruban, Vitalii; Skosyriev, Viktor; Zhevzhyk, Oleksandr
    EN: Increase of operating efficiency of mine energy complexes is an actual scientific and technical problem. Systems that utilize energy of low- potential sources and have freon-steam turbines are suggested to be included in mine energy complexes. Principles of selection of freons as working fluids in energy systems are suggested in the paper. Usage of some thermal equations of state for defining thermal and physical properties of freons is analyzed. Equation of isentropic process for the thermal Redlich–Kwong equation of state is obtained. Calculation of energy efficiency of a system with a freon-steam turbine for selected variants of usage of working fluids is performed. A calculation method of thermodynamic parameters that are necessary for energy conversion efficiency estimation of specific freons in a system of useful utilization of energy is developed. Analysis of results indicates that usage of ozone-safe and fire-safe freons in energy utilization systems of low-potential sources with a possibility of utilization of additional waste heat, which was not used in the past, allows increasing the operating efficiency of mine energy complexes.
  • Item
    Структурообразование микрослоистых никелевых покрытий, полученных программно-управляемым током
    (Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, Киев, 2020) Титаренко, Валентина Васильевна; Заблудовский, Владимир Александрович; Штапенко, Эдуард Филиппович; Титаренко, Игорь Валерьевич; Гришечкин, Сергей Анатольевич
    RU: Анализ результатов исследования влияния режимов осаждения на катодный выход по току, текстуру, тонкую структуру, структуру роста в поперечном сечении и микротвёрдость никелевых покрытий позволил установить режимы программно-управляемого тока (плотность чередующихся ступеней электрического тока, а также их длительность), при которых наблюдается формирование микрослоистых структур никелевых покрытий. Показано, что чередование ступеней постоянного тока плотностью от предельно допустимой по качеству осаждаемого покрытия до предельного по диффузии позволяет увеличить выход по току металла, получать покрытия с уменьшенными внутренними напряжениями, ярко выраженной аксиальной текстурой, повысить микротвёрдость и увеличить скорость осаждения никелевых покрытий. Исследована кинетика зародышеобразования и роста никелевых покрытий, полученных программно-управляемым током.
  • Item
    Computer Modeling of Air Pollution in Case of Dust Cloud Movement in Open Pit Mine
    (Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 2019) Biliaieva, Viktoriia V.; Kirichenko, Pavlo S.; Berlov, Oleksandr V.; Gabrіnets, Volodymyr O.; Horiachkin, Vadym M.
    ENG: Purpose. Explosions in open pits lead to the formation of dust clouds. These clouds lead to intense air pollution. An important task is the development of methods for predicting the dynamics of atmospheric air pollution during ex-plosions in open pits. The purpose of this work is development of a numerical model to predict atmosphere pollution after explosion in open mine pit. The task is to develop a numerical model that would allow for the calculation to take into account the geometrical shape of the open pit mine, the parameters of the meteorological situation (wind speed, atmosphere), the shape of the dust cloud that is formed in the open pit mine at the site of the explosion. Methodology. Mathematical modeling of dust cloud dispersion during an explosion in an open pit mine is based on the use of fundamental equations of aerodynamics and mass transfer. The airflow velocity field in the open pit mine is modeled using the Laplace equation for the velocity potential. The formation of the concentration field of dust is mod-eled on the basis of the equation of convective-diffusion dispersion of an impurity. For numerical integration of model-ing equations, difference schemes are used. The Laplace equation for the velocity potential is numerically integrated using the Richardson method. For the numerical integration of the convective-diffusion dispersion equation for an im-purity, an implicit difference splitting scheme is used. Findings. A CFD model has been developed that allows you to calculate the formation of pollution zones during the movement of a dust cloud in the open pit mine. A feature of the developed model is the speed of calculation. For practical use of the developed model, standard input information is required. Originality. In contrast to the existing models in Ukraine, the developed numerical model allows taking into account the geometrical shape of the open pit mine and the geometrical shape of the dust cloud when making predictive calculations to assess the level of air pollution caused by explosions in open pits. Practical value. The developed nu-merical model can be implemented on computers of low and medium power. For practical use of the numerical model, standard information on meteorological conditions in open pit mine is required. The numerical model can be used for environmental assessment of the effect of explosions in open pit mine on environmental pollution and work areas.
  • Item
    Experimental Study For the Process of the Borehole Thermal Reaming by Means of the Angular Plasmatron
    (EDP Sciences, 2019) Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Yemelianenko, Volodymyr; Zhovtonoha, Mykola M.; Pertsevyi, Vitalii A.
    EN: Full-scale experimental study of the rock spallation by means of plasma jets is carried out. The aim of the experimental study was the measurement of the thermal power of plasma, weight of the rock spalls and duration of the plasma jets influence on the borehole surface. For the weight measurement of the rock spalls VT-200 analytical balance was used. In experimental study plasma jets flow out directly into the borehole of the granite block. The borehole and nozzles parameters of the plasmatron are complied with geometrical similarity. Experimental data are processed in the form of the energy consumption dependence of the thermal reaming of the borehole from the duration of the thermal treatment of the borehole surface. The results of the study could be applied to the borehole drilling processes.
  • Item
    Моделювання очищення води у горизонтальному відстійнику
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Козачина, Віталій Анатолійович; Шинкаренко, Віктор Іванович; Бондаренко, Ірина Олександрівна; Габрінець, Володимир Олексійович; Горячкін, Вадим Миколайович
    UKR: Мета. Підвищення ефективності роботи очисних споруд у системах водопостачання та водовідведення є важливою технічною задачею. Для аналізу ефективності очищення води конкретної споруди, на етапі проектування, потрібно мати спеціальні математичні моделі. Метою цієї роботи є розробка чисельної моделі процесу масопереносу у горизонтальному відстійнику для оцінки ефективності його роботи. Методика. Процес розповсюдження забруднювача в очисній споруді (відстійнику) розраховують на базі рівняння розповсюдження домішки, що виражає закон збереження маси. Моделювальне рівняння враховує конвективний перенос домішки та перенос домішки за рахунок турбулентної дифузії. Математична модель враховує нерівномірне поле швидкості потоку в споруді. Для визначення цього нерівномірного поля швидкості потоку використано математичну модель течії ідеальної рідини. При цьому враховано вихрову природу потоку. Результати. Розв’язання моделювальних рівнянь знайдено чисельним шляхом. Для чисельного інтегрування моделювального рівняння переносу в споруді використано різницеві схеми розщеплення. Базове рівняння масопереносу попередньо розщеплено на рівняння, що враховує рух домішки у відстійнику за рахунок конвекції, та на рівняння, що враховує перенос домішки за рахунок дифузії. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь течії нев’язкої рідини використано неявні різницеві схеми розщеплення. Чисельний розрахунок здійснено на прямокутній різницевій сітці. Наукова новизна. Особливістю розробленої математичної моделі є можливість визначення поля швидкості та процесу переносу домішки з урахуванням геометричної форми відстійників та можливістю використання в них пластин, що впливають на гідродинаміку потоку в споруді, а значить – на ефективність очищення води. Практична значимість. Час розрахунку одного варіанта завдання на базі побудованих математичних моделей складає кілька секунд. Моделі можна використати для отримання експертної оцінки роботи очисних споруд, які проектують. Зазначено результати проведеного обчислювального експерименту з визначення ефективності роботи відстійника з двома пластинами.
  • Item
    Prediction of Atmosphere Pollution in Case of Emissions From Main Mine Fans
    (Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 2019) Biliaiev, Mykola M.; Bondarenko, Iryna O.; Rusakova, Tetiana I.; Shynkarenko, Viktor I.; Gabrіnets, Volodymyr O.
    ENG: Purpose. Emissions from mine ventilation system can create intensive atmosphere air pollution. As a rule, a huge amount of dust from mine fan enters atmosphere low layers. An important task is the development of methods to assess levels of the atmosphere pollution near mines and settlements. To solve this problem it is important to have physically proved mathematical models. Nowadays to predict the atmosphere pollution near settlements which are effected by mine fan the empirical model OND–86 is used. This model does not take into account many important physical factors. So, the purpose of this study is the development of quick computing mathematical model to predict the atmosphere pollution in case of dust emissions from mine fan. Methodology. To predict levels of the atmosphere pollution in case of mine fan work 3D equation of dust convective – diffusive flow was used. This equation takes into account gravity fallout, wind velocity, atmosphere turbulent diffusion, location of dust emission source. To sole modeling equation the implicit difference scheme of splitting was used. Findings. Developed mathematical model allows quick prediction of the level of atmosphere pollution in case of dust emissions from mine ventilation fan. The models allow to obtain zones of contamination near settlements which are situated in vicinity of mine. Originality. The developed mathematical model takes into account a number of physical factors, which at the present time are not considered on the days when prediction of the atmosphere pollution in settlements near mine is carried out. Practical value. On the basis of the developed mathematical model program code was created. This code can be used for evaluation of atmosphere pollution in settlements which are effected mine fan emissions.
  • Item
    Experimental Study of the Thermochemical Treatment of the Low-Grade Coal Prior to Boiler Combustion at Coal-Fired Power Station
    (EDP Sciences, 2019) Yemelianenko, Volodymyr I.; Pertsevyi, Vitalii A.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Potapchuk, Iryna Yu.; Lutai, Oleksandr
    EN: Abstract. Analysis of the perspectives of the coal fuel for thermal power plants is carried out. The necessity of the experimental study for temperature measurement in the boiler furnace. The results of the experimental study are presented: temperature change over time at the burner outlet for different constant pressure value of the backlighting gas, dependence of the temperature at the burner outlet from the backlighting gas pressure for constant concentration value of pulverized coal in coal-air mixture, dependence of the temperature at the burner outlet from the concentration of pulverized coal in coal-air mixture for constant value of the backlighting gas pressure, temperature measurements for constant backlighting gas pressure value, constant value of the concentration of pulverized coal in coal-air mixture when plasmatron is switched and operates for some time range. The results of the study could be applied to the solid fuel treatment for different thermal units.
  • Item
    Thermodynamic Analysis of the Gas Parameters Distribution under Leakage from a Closed Volume with Rigid Walls
    (EDP Sciences, 2019) Ponomarenko, S.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Vuginshteyn, Alex; Lutai, O.
    EN: Abstract. The work deals with the thermodynamic analysis of the parameters of the gas in a closed volume with rigid walls, during its leakage and heat exchange with the environment. Based on the first law of thermodynamics, the law of Fick and the equation of the gas state, we obtained an equation that characterizes the effect of temperature gradient on the mass gas leakage in parallel processes of leakage and heat transfer. The regularity of the leakage coefficient change, determined by the diffusion coefficient, depending on the mass-average temperature in a closed thermodynamic system, is established. The variation of the leakage coefficient for the corresponding ranges of temperature gradients are shown. The research results can be implemented in the development of techniques and technologies for monitoring the tightness of hollow products under excessive pressure of the gas medium.
  • Item
    Mathematical Modeling of the Gas Dynamic Parameters of Impinging Heat-Transfer Medium Jet in Borehole Thermal Reaming Process
    (National Academy of Sciences of Ukraine (NAS of Ukraine), 2019) Bulat, A. F.; Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Yemelianenko, Volodymyr I.; Zhovtonoha, Mykola M.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Manigandan, S.
    EN: Introduction. As compared with other ways of thermal destruction of rocks, the rock destruction by low temperature plasma jet has advantage in terms of distribution of cracks in rock at a considerable depth, high heat transfer coefficient and high specific heat flux, simplified system of automation and remote control, and compactness of thermal tool. Problem Statement. Thus, the possibilities of analytical determination of optimal parameters of thermal effect on rocks are limited by solution of thermoelasticity equations and contact problems of strength theory. Such formulation of the problem is unacceptable due to complication of taking into account substantial changes in the physical and thermos-physical rock properties while heating and applying mechanical load. Due to abovementioned facts it is obviously necessary to develop a mathematical model that enables to define basic gas dynamic jet parameters of heat-transfer medium in the process of borehole thermal reaming. Purpose. The purpose of this research is to develop a mathematical model for calculating the gas dynamic characteristics (pressure, density, and velocity) of the heat-transfer medium while it is moving along the surface of the borehole in the thermal reaming process. Materials and Methods. Mathematical modeling of the flow process for free and impact jets of heat-transfer medium using a PC. Results. Experimental studies have confirmed adequacy of the developed mathematical model for calculation of gas dynamic characteristics (pressure, density, and velocity) of the heat-transfer while it is moving along the surface of the borehole in the process of its thermal reaming. Conclusions. The obtained results can be used for modeling the gas dynamic characteristics in the case of applying a thermal tool with electric discharge in other technologies of heat treatment and destruction of materials.
  • Item
    Защита атмосферы от загрязнения при экстремальных ситуациях на химически опасных объектах
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Беляев, Николай Николаевич; Калашников, Иван Владимирович; Шинкаренко, Виктор Иванович; Горячкин, Вадим Николаевич
    RUS: Цель. Работа предполагает разработку численных моделей для оценки эффективности применения воздушной завесы возле здания в случае химического загрязнения. Методика. Для описания процесса рассеивания химически опасного вещества, эмитированного при чрезвычайных ситуациях, использовано трехмерное уравнение массопереноса примеси в атмосферном воздухе. Для расчета поля скорости воздушной среды возле здания при наличии воздушной завесы использована модель потенциального течения. Моделирующие уравнения учитывают поле скорости ветрового потока, атмосферную диффузию, интенсивность выброса химически опасного вещества в атмосферу. Для численного интегрирования уравнений массопереноса использованы неявные разностные схемы. Применение разработанной модели позволяет оперативно рассчитывать поле концентрации химически опасного вещества возле здания при наличии воздушной завесы. Результаты. Построены численные модели для расчета аэродинамики воздушного потока и концентрационного поля возле здания при использовании воздушной завесы. Их можно применить для проведения оперативных расчетов размеров, интенсивности зон загрязнения, которые формируются в атмосфере при выбросе химических веществ на промышленных площадках. Разработанные численные модели могут быть реализованы на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать их для решения задач при разработке плана ликвидации при аварийной ситуации (ПЛАС). Для практического применения этих моделей необходима стандартная входная информация. Представлены результаты лабораторного эксперимента. Научная новизна. Предложены эффективные трехмерные численные модели для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха при выбросе в атмосферу химически опасных веществ и при использовании воздушной завесы возле промышленного здания. Модели позволяют оперативно рассчитать эффективность применения воздушной завесы. Практическая значимость. Разработанные численные модели позволяют решать прикладные задачи, возникающие при разработке ПЛАСа для химически опасных объектов.
  • Item
    Потенциал использования отходов сельскохозяйственного производства для получения тепловой энергии
    (Інститут технічної теплофізики НАН України, 2019) Пшинько, Александр Николаевич; Габринец, Владимир Алексеевич
    RU: Комплексно исследована возможность, условия и объем обеспечения эффективной работы систем теплоснабжения при переходе части теплогенерирующих мощностей на биотопливо с учетом стоимости его доставки. В качестве биотоплива предлагается применять отходы основных сельскохозяйственных культур, которые выращиваются в Приднепровском регионе.
  • Item
    «Блок когенерації» - генератор електричної і теплової енергії з біомаси
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, 2019) Капіца, Михайло Іванович; Куклін, Лев Юрійович; Горячкін, Вадим Миколайович
    UKR: Забезпечення енергетичної безпеки держави вимагає підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) , розробки і впровадження технологій відновлюваної енергетики. Виходячи з цього розробка енергоефективного обладнання , призначеного для виробництва електричної і теплової енергії, що дозволяє використовувати в якості первинного палива ВДЕ, є важливою і актуальною задачею для паливно-енергетичного комплексу України.