Статті КІСЕ
Permanent URI for this collection
ENG: Articles
Browse
Recent Submissions
Item Платформовий обприскувач гербіцидами залізничної колії(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Козачинська, Анна Володимирівна; Потапчук, Ірина Юріївна; Жевжик, Олександр ВладиславовичUKR: Ціль роботи. Розробити принципову схеми платформного обприскувача гербіцидами для обробки залізничного полотна. Висновки. Розроблена принципова схема платформного обприскувача гербіцидами для обробки залізничного полотна, яка має роздільну схему зберігання води і гербіциду, і має потокове змішування безпосередньо перед розпилюванням. Така схема забезпечує більшу безпеку зберігання суміші і проведення робіт для обслуговуючого персоналу та навколишнього середовища.Item Математичне моделювання енергоперетворення вуглецевмісної речовини в електродуговому реакторі(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Ісков, Валентин Олександрович; Жевжик, Олександр Владиславович; Потапчук, Ірина ЮріївнаUKR: Ціль роботи. Побудувати математичну модель енергоперетворення вуглецевмісної речовини в електродуговому ректорі та визначити раціональні параметри процесу. Висновки. Побудована математична модель дозволила провести чисельні дослідження та визначити концентрації, температури газу та частинок в реакторі. Визначено, що раціональними є температура 1520 град. С та час її досягнення 0,00118 с.Item Математичне моделювання процесів теплообміну в системі охолодження трубоелектрозварного агрегату(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Жевжик, Олександр Владиславович; Потапчук, Ірина Юріївна; Білоконь, Антон ІвановичUKR: Ціль роботи. Математичне моделювання процесів теплообміну у водяному холодильнику трубоелектрозварного агрегату та визначення параметрів холодильника, які забезпечують охолодження труб. Висновки. Побудована математична модель дозволила провести чисельні дослідження та визначити концентрації, температури газу та частинок в реакторі. Визначено, що раціональними є температура 1520 град. С та час її досягнення 0,00118 с.Item Математичне моделювання процесів тепломасообміну в розпилювальній сушарці(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Шевченко, Сергій Михайлович; Жевжик, Олександр Владиславович; Потапчук, Ірина ЮріївнаUKR: Ціль роботи. Побудувати математичну модель сушіння краплин емульсії (згущеного молока) та виконати розрахунки температури і вологості частинок; провести аналіз результатів. Побудована математична модель дозволяє провести дослідження температур та вологості частинок і повітря по довжині камери сушарки в залежності від дисперсності розпилювання та інших параметрів. Визначені потрібна дисперсність розпилювання для досягнення потрібної кінцевої вологості частинок на визначеній довжині сушарки та початкова температура повітря, яке подається на сушіння, коли кінцева температура частинок не перевищує заданої максимальної.Item Influence Hot Plastic Deformation on the Structure and Properties of Carbon Steel of the Railway Wheel(Politechnika Śląska, 2023) Vakulenko, Ihor O.; Plitchenko, Serhii; Bolotova, Daria M.; Asgarov, KhangardashENG: The study is devoted to the explanation of the influence of hot plastic deformation on the properties of railway wheels. The shape of individual elements of the wheel provides for a different degree of hot compression, which determines the mechanism for the development of the recrystallization at austenite. With a decrease in the degree of the hot deformation, a certain proportion of grains with a low energy of linear stretching are formed in austenite. As a result, of the low mobility of such boundaries, the likelihood of preservation of part of the substructural state of the austenite increases, which should affect the formation of a colony of perlite during the cooling of the carbon steel. Against background preservation and a dependence of strength properties on the dispersion of the pearlite colony, the appearance in austenite of grain boundaries with a low energy of linear tension leads to a qualitative change in the plastic properties of railway wheel steel. The increase in plasticity of carbon steel with an increase in dispersion of the pearlite colony is due to a decrease in the effect of solid solution hardening and an increase in the role of the ferrite-cementite interface in the development processes of strain hardening carbon steel. The results obtained can be useful for improving the technology of manufacturing all-rolled railway wheels.Item Influence of the Leakage in Air Supply Networks on the Efficiency of Application of Pneumatic Backfill Equipment(Dnipro University of Technology, Dnipro, 2023) Ponomarenko, Serhii; Potapchuk, Іryna; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Kabakova, Liudmyla; Potapchuk, AnnaENG: Purpose. Determining the influence of the degree of pneumatic energy losses in the non-hermetic air supply network on the efficiency of using installed equipment in the pneumatic method of waste utilization from mining and beneficiation of minerals. To achieve this purpose, a tightness control device was developed using the method of fixed volumes. Methods. Using the molecular-kinetic theory of gases, the thermodynamics and hydrodynamics laws, the characteristics of an open thermodynamic system under excess pressure and with a degree of a capillary-type leakage are investigated. Pneumatic energy losses in the pneumatic supply pipeline are determined by the mass of compressed air leaked due to its poor tightness. Findings. The peculiarities of the tightness control of hollow products by the method of fixed volumes have been summarized. The dependences of non-production losses of compressed air and the corresponding pressure drop on the geometric characteristics of the air supply pipeline, the leakage in supply pipeline, and the time of assessing the degree of leakage have been determined. Originality. For the first time, the relationship between the parameters of compressed air in an open thermodynamic system under excess pressure during air leakage and its heat exchange with the environment has been revealed. The influence of compressed air leakage in air supply networks on the efficiency of using vibration-pneumatic machines with an annular ejector in backfill technologies has been determined. Practical implications. The research results can be used to improve the existing or develop the new technological schemes of air supply equipment that use pneumatic energy at mining and metallurgical enterprises. Minimization of energy consumption can significantly expand the scope of application of pneumatic backfilling method.Item Дослідження методів освітленості та розробка рекомендацій по їх покращенню(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", 2023) Мітяєв, Дмитро Михайлович; Друбецька, Тетяна ІгорівнаUKR: Роботу присвячено, як аналізу методів та приладів освітлення що використовуються на сьогоднішній день а також пошук ефективних рішень по підвищенню енергоефективності електротехнічних системи внутрішнього освітлення за рахунок впровадження системи автоматизованого управління освітленням та алгоритмів енергоефективного управління, пояснення принципів побудови освітлення з використанням природного освітлення та сучасних технологій застосування звичних та новітніх приладів освітлення, так і методам покращення ефективності освітлення з використанням новітніх технологій з існуючих освітлювальних приладів. Основну увагу приділено проблемам існуючих на сьогодні способів штучного освітлення приміщень у будинках різного призначення, та вирішенню цих проблем максимально ефективними та реальними у практичному використанні методами. Дана стаття може бути корисною для тих, хто зацікавлений в модернізації існуючого освітлення чи побудові нової системи освітлення з ефективним використанням електроенергії.Item Сучасні тенденції в проектуванні електричних підстанцій(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", 2023) Друбецька, Тетяна Ігорівна; Більцан, Костянтин МиколайовичUKR: У статті розглянуто питання застосування сучасного обладнання при будівництві та модернізації електричних підстанцій. Проаналізовано сучасний стан обладнання електричних підстанцій. Показано, що більше половини обладнання відпрацювало свій технічний ресурс. Значно зріс відсоток відмов через старіння. Описано сучасні тенденції в проектуванні та нові концепції спорудження і монтажу електричних підстанцій. Розглянуто комплектно-блочну технологію будівництва електричних підстанцій. Представлено досвід реконструкції підстанцій в Європі. Порівняно технології ВРП, ГРПЕ та КРПЕ. Охарактеризовано основних постачальників обладнання для електричних підстанцій в Україні. Описано варіанти використання елегазового обладнання. Приведено концепції закритої модульної конструкції та «гібридних модулів». Представлено поступові зміни традиційної для ОЕС України схеми «дві робочі системи шин з обхідною системою шин» в залежності від вибору комутаційних апаратів. Надано нові схемні рішення для підстанцій на відпайках. Проаналізовано переваги та недоліки представлених схем.Item Mathematical Modeling of the Borehole Heating Process by Means of Axial Plasmatron(Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2022) Zhevzhyk, Oleksandr V.; Potapchuk, Iryna Yu.; Yemelianenko, Volodymyr I.; Sekar, Manigandan; Pertsevyi, Vitalii O.ENG: The article presents a mathematical model that allows determining the main parameters of the plasmadynamic coolant jet in the process of thermal heating of the borehole inner surface. The mathematical model of lowtemperature plasma motion along the wellbore consists of the k-ε turbulence model equations, the continuity and energy equations for the gas flow, and the non-stationary heat conduction equation for calculating the temperature of a cylindrical flange pipe, which models the rock mass around the borehole. The equations are written in a cylindrical coordinate system for the radial and longitudinal components of the velocity of a low-temperature plasma flow. The differential equations of the mathematical model were supplemented with the corresponding initial and boundary conditions. The initial conditions were the known gas temperatures in the borehole and the initial temperature of the cylindrical flange pipe. The boundary conditions, in addition to the corresponding relations for the turbulence model, were the known parameters of the plasma flow at the inlet to the cylindrical pipe and the conditions for stabilization of the flow at the outlet. Noslip conditions for the flow and boundary conditions of the third order for the energy equation and the heat equation were used on the fixed boundary of the flanged pipe. To calculate the equations of the mathematical model, the numerical finite element method was used. The adequacy of the model of the borehole heating process by the plasma flow was verified by comparing the numerical calculation with experimental data. Experimental data confirm the adequacy of the proposed mathematical model. The difference between numerical and experimental data does not exceed 4.1 %. The proposed mathematical model can be used to calculate the temperature of the inner surface of the borehole before it is chipped during heating.Item Analysis and Ways for Advancing of Mathematical Model of Pulverized Coal Ignition and Combustion(Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2022) Zhevzhyk, Oleksandr V.; Potapchuk, Iryna Yu.; Pertsevyi, Vitalii O.; Sekar, ManigandanENG: An analysis of mathematical models of ignition and burning of a single particle and a coal cloud is given. Models which take into account the presence of ash in particles, the influence of the ratio of the amount of coal and primary air (excess coefficient) and the size of coal particles on the ignition process are presented and analyzed. It is shown that simplifications in mathematical models in most cases lead to a loss of accuracy and therefore the results cannot be used for practical purposes. Simulation of complex air supply processes by approximation of uniformity also leads to questionable results. A significant influence on the ignition and combustion of coal particles affects the content and intensity of the release of volatile substances and the chemical reactions that occur in this case. The rate of volatiles yield is proposed to be calculated according to the Arrhenius law, and the activation energy and frequency factor are considered to be those that do not depend on the type of coal, but are determined only by the temperature of the particle. Taking into account heat transfer by radiation and a decrease in the particle diameter during combustion has a positive effect on the results obtained. According to the results, the reactivity and losses with underburning significantly depend on the initial diameter of coal particles. Most models do not take into account the change in temperature inside the particles during heating, ignition and combustion in the apparatus, but there are works that are specifically devoted to the study of temperature fields inside the particles and the influence of the particle shape on the combustion rate. Modeling showed that motion relative to the gas leads to an intensification of heat transfer between the particles and the environment, while the volatile matter yield time decreases at a high ambient gas temperature. A decrease in the rate of combustion chemical reactions is noted with an increase in the concentration of water vapor in the gaseous medium around the particle, i.e. oxygen diffusion is the limiting factor in particle combustion. The most complete and physically correct gas dynamics during combustion is calculated in models where known turbulence models are used, such as the standard k-ε model, RNG k-ε model, BSL model and SST model. At the end of the article, the concepts for improving the model of ignition and combustion of coal particles are outlined.Item Mathematical Modeling of Rocks Plasma Disintegration Process at Borehole Reaming(IOP Publishing Ltd, 2023) Potapchuk, Iryna; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Kholiavchenko, Leonid; Pertsevyi, Vitalii; Bosyi, Dmytro O.; Drubetskaya, Tanya; Potapchuk, AnnaENG: The mathematical model of thermal disintegration of rocks during the reaming of boreholes, which takes into account the compatibility of the thermogas dynamic problem for a high-temperature heat transfer agent and the thermal problem for the rock heated by this heat transfer agent, has been developed. The mathematical model is based on the laws of conservation of mass, quantity of motion and energy and takes into account the dependences for determining the thermal stresses and the temperature of brittle fracture of rocks. As a result of solving the equations of the mathematical model, the temperature distribution in the rock mass (magnetite quartzite) during heating in the process of borehole plasma reaming and productivity of the borehole plasma reaming process are obtained. Calculated and experimentally determined productivity of the process of plasma reaming of the borehole were compared.Item Patterns of Air Mixture Movement in the Operating Area for the Annular Ejector of Pneumatic Transportation System(НТУ «Дніпровська політехніка», Дніпро, 2023) Ponomarenko, Serhii M.; Potapchuk, Iryna Yu.; Kabakova, Liudmyla B.; Radchenko, Yurii M.ENG: Purpose. To establish the regularities of two-phase flow of “gas-solid particles” in the operating area of an annular ejector where the following processes take place: air mixture ejecting, compressed air outflow from the ejector nozzle, air mixture flows mixing in the transport pipeline. In the work, the velocity distribution is also examined for dispersed phase and air phase of air mixture during its loading and accelerating in the transport pipeline of the pneumatic transport system. Methodology. The research is based on the fundamental approaches of mass point dynamics, aerodynamics, the theory of jet flows and iteration methods of numerical solution of equations. Findings. The mechanics of the air mixture flow under the ejection and aerodynamic force in the operating area of an annular ejector and at the beginning of transport pipeline is analyzed using the method of iterations. The impact of air mixture flow in the operating area of an annular ejector on energy performance of the pneumatic transport system is evaluated. Originality. The originality is that, for the first time, the regularities describing two-phase “gas-solid particles” flow at the loading area of the pneumatic transport system with an annular ejector have been obtained. This made it possible to characterize the velocity distribution of the dispersed and air phases of the air mixture during their loading and aerodynamic acceleration in the transport pipeline. Also, an innovative approach to the effectiveness of the use of pipeline pneumatic transport is the assessment of the energy indicators of the use of ejector-type pneumatic transport equipment depending on the rate of compressed air outflow from the ejector. Practical value. The implementation of the results in the modernization of existing and in the creation of new pneumatic transport systems with an annular ejector makes it possible to increase the efficiency of their use in the technological processes of moving dispersed materials at mining and metallurgical enterprises and in other areas of technology.Item Inactive Power in Electric-Traction DC Transport Systems(Revijo izdaja Elektrotehniška zveza Slovenije, 2022) Kostin, Mykola O.; Mishchenko, Tetiana; Hoholyuk, OksanaENG: The paper presents a theoretical background to determine the inactive power consumption features, i.e. the reactive power according to S. Fryze approach of the electric transport systems. Traction electric circuits of transport facilities of electric locomotives, feeder traction substations and city trams used in Ukraine demonstrate three features of the reactive power. According to the classical method, the inequality between the active and total power indicates the presence of the reactive power. The second feature is the time variation of an instantaneous impedance or instantaneous conductivity. The third is the inequality between the instantaneous reactive power to zero and the nature of its sign throughout the time of the electric power system consumption. The reactive power consumption gives rise to considerable additional power losses in the electric traction transport systems.Item Efficiency of Energy Storage Control in the Electric Transport Systems(Politechnika Warszawska; Instytut Transportu, Poland, 2022) Sablin, Oleg I.; Bosyi, Dmytro O.; Kuznetsov, Valeriy; Lewczuk, K.; Kebal, Ivan; Myamlin, Sergiy S.ENG: The problems of storage and supplying the energy, together with reducing energy intensity for transport, are now crucial for developing sustainable and reliable transport systems. The energy network must be gradually adapted to new loads and power consumption patterns, especially in railways. The article aims to develop the simulation model to investigate the energy storage systems in its use in the electric transport infrastructure. The authors review selected technical solutions for electric energy storage in transport. The theoretical aspects of energy exchange in the energy storage systems were presented as a base for a continuous simulation model of electric transport power supply. In the non-periodic random voltage input applied to the storage unit, it is proposed to use the calculation method based on the Duamel integral to analyze its charge-discharge processes. The resistance functions were applied to analyze the traction power supply mode with variable in time and space by active loads. The simulation showed that the direct connection of the unit to the traction network significantly reduces the traction energy consumption.Item Кінетичні закономірності формування композиційних електролітичних покриттів, що містять частинки ультрадисперсного алмазу(Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Україна, 2022) Титаренко, Валентина Василівна; Заблудовський, Володимир Олександрович; Штапенко, Едуард Пилипович; Титаренко, Ігор ВалерійовичUKR: Сформульована задача сумісного електролітичного осадження іонів металу та частинок ультрадисперсного алмазу в металеву матрицю. Розроблено математичну модель, що описує механізм та кінетику катодного процесу, масоперенесення іонів металу та частинок ультрадисперсного алмазу. Отримано задовільну кореляцію з експериментальними даними. Визначено внесок теплової дії лазерного випромінювання в інтенсифікацію процесу співосадження частинок дисперсної фази та іонів металу. Встановлено, що більш інтенсивне проникнення частинок дисперсної фази у покриття, що формується у процесі стимуляції процесу електроосадження лазерним випромінюванням, обумовлене присутністю температурного градієнту, що забезпечує додаткове підведення іонів металу в області опромінювання. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень встановлено закономірності впливу кількості та розміру наночастинок на зміцнюючі властивості композиційних металевих покриттів. Встановлено, що підвищення температури водного розчину електроліту у прикатодній області при лазерно-стимульованому процесі електроосадження призводить до збільшення густини потоку частинок ультрадисперсного алмазу, та, як наслідок, до збільшення концентрації дисперсної фази у нікелевих композиційних покриттях, що сприяє формуванню більш дрібнокристалічної структури покриттів, поліпшенню міцності, адгезійних властивостей та підвищенню зносостійкості покриттів.Item Kinetic Regularities of the Formation of Composite Electrolytic Coatings Containing Ultradispersed Diamond Particles(Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, Ukraine, 2022) Tytarenko, Valentyna V.; Zabludovsky, Vladimir A.; Shtapenko, Eduard Ph.; Tytarenko, Igor V.ENG: The paper formulates the problem of joint electrolytic co-deposition of metal ions and ultradispersed diamond particles into a metal matrix. It presents the developed mathematical model that describes the mechanism and kinetics of the cathode process, mass transfer of metal ions and ultradispersed diamond particles. A satisfactory correlation with experimental data was obtained. The contribution of the thermal action of laser radiation to the intensification of the process of co-deposition of dispersed particles and metal ions was determined. It was found that the more intense penetration of dispersed phase particles into the forming coating during the laser stimulation of the electrodeposition process is due to the presence of a temperature gradient, which provides an additional supply of metal ions in the irradiation region. Based on the theoretical and experimental studies, we established the regularities of the influence of the number and size of nanoparticles on the strengthening properties of composite metal coatings. It was found that an increase in the temperature of an aqueous electrolyte solution in the cathode region during a laser-stimulated deposition process leads to an increase in the flux density of ultradispersed diamond particles, and, as a result, to an increase in the concentration of the dispersed phase in nickel composite coatings, which contributes to the formation of a finer crystalline structure of coatings, an improvement in adhesion, strength properties and increased wear resistance of coatings.Item Substantiation for the Selection of Parameters for Ensuring Electrothermal Protection of Solar Batteries in Spacecraft Power Systems(РС Тесhnology Сеntеr, Kharkiv, Ukraine, 2022) Hilorme, Tetiana; Nakashydze, Liliya V.; Mazurik, Stanislav; Gabrіnets, Volodymyr O.; Kolbunov, Vadim; Gomilko, IgorENG: A relevant scientific-practical issue related to the sustainable development of outer space is the selection of optimal parameters of solar panels for the uninterrupted supply of energy in the power plants of spacecraft. It has been determined that advancing energy-efficient technologies is a prerequisite for ensuring stable space activities. The decision-making process regarding the choice of alternative options for ensuring the electrothermal protection of solar panels in the power plants of spacecraft occurs under the conditions of uncertainty and various risks. A methodical approach to assessing the effectiveness of options for building electrothermal protection systems for solar panels in the power plants of spacecraft has been devised. The hierarchical structure of the problem about approving of the choice of electrothermal protection of solar panels has been constructed on the basis of the method of analytical hierarchical process, which makes it possible to derive a set of optimal options. Five alternative options for electrothermal protection of solar panels have been chosen, which, unlike existing ones, take into consideration the phases of the life cycle, namely, the period of active operation. The selection of criteria for choosing the parameters of ectrothermal protection of solar panels in the power installations of spacecraft has been substantiated: ensuring the smooth operation of solar panels; availability of service in emergencies; the life cycle of solar panels; the cost of solar panels; technical safety; mass-size indicators. It is argued that the chosen optimal alternative “Solar panels with protection on the basis of self-resetting fuses” could prolong the active life cycle and, as a result, reduce the number of repairs (current and overhaul) of solar panels in space activities. Owing to the use of this option, positive results could be achieved such an increase in the active life cycle by 20 %, as well as an increase in technical safety by 24 %.Item Renewable Electricity Sources Selection Based on the Economy Applied Approach(IEEE, 2022) Antonov, Andrii V.; Bosyi, Dmytro O.ENG: The aim of the work is to develop an economically justified approach to the selection of renewable sources of electricity. This aim is achieved by construction an automated algorithm that takes into account a set of restrictions for creating the optimal structure of a photovoltaic station. The work confirms the influence of such factors on project implementation as: electricity consumption schedule, built-up area, photovoltaic station mounting system type, allocated amount of money for project implementation, fixed and variable costs for maintenance of photovoltaic station, cost of electricity. The results of an economically justified approach to the selection of renewable sources of electricity at a real photovoltaic station are given. Indicators such as pay-back period and cash flow were calculated, which show the feasibility of the proposed approach.Item Аналіз впливу сонячної генерації на роботу тягових підстанцій електрифікованих залізниць(Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, 2015) Сиченко, Віктор Григорович; Бондар, Олег Ігорович; Прихода, Марина СергіївнаUKR: Проаналізовано існуючі на сьогодні передумови використання електроенергії, отриманої від нетрадиційних джерел для живлення системи електричної тяги та нетягових споживачів. Розглянуто можливі варіанти приєднання відновлювальних джерел енергії до системи електропостачання залізниці, запропоновано схеми заміщення електротехнічного комплексу «сонячна електростанція – тягова підстанція», які призначенні для визначення струмів короткого замикання в його розподільчих установках.Item Рівномірність розподілу рідини в розпилювальних градирнях з плівковими відцентровими розпилювачами(Ліра ЛТД, Дніпро, 2021) Блюсс, Борис Олександрович; Дзюба, Сергій Володимирович; Жевжик, Олександр Владиславович; Потапчук, Ірина ЮріївнаUKR: Одним з важливих технічних завдань при проектування розпилювальних градирень є створення водорозподільника та розташування на ньому розпилювачів, які забезпечують потрібну рівномірність розподілу води по перерізу. У багатьох випадках досягнення рівномірного або заданого розподілу води по перерізу градирні є запорукою ефективної охолоджуючої спроможності та визначає ступінь досконалості конструкції. В розпилювальних вентиляторних градирнях відхилення локальної щільності зрошення від середньої приводить до нерівномірного розподілу повітря і, як наслідок, погіршення охолодження води. Розподіл рідини залежить від способу зрошення. Значного поширення набуло зрошення за допомогою відцентрових розпилювачів плівкового типу. В цих розпилювачах краплинний потік утворюється після подрібнення тонкої плівки рідини, що витікає із сопла. Факел розпиленої рідини має порожнину в середині і суттєво нерівномірне розподілення по радіусу. Зменшення нерівномірності досягається вибором відстані між розпилювачами і схеми їх розташування. Для градирень з плівковими розпилювачами з відомою дисперсністю краплинного потоку можливий чисельний розрахунок коефіцієнту нерівномірності. Для розв’язання цієї задачі побудована математична модель руху краплин води у полідисперсному факелі, які продуваються зустрічним повітрям. Після чисельного розв’язку рівнянь математичної моделі визначається коефіцієнт нерівномірності площі зрошення та його залежність від відстані між розпилювачами.