Статті КТ

Permanent URI for this collectionhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/648

ENG: Articles

Browse

Now showing 1 - 40 of 101

The Application of Fuel Burning Pulsating Resonance During Drying and Heating Processes of Steel-Teeming Ladles
(National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2016) Gichev, Yuriy A.; Hichov, Yurii O.; Stupak, Mykhailo Yu.; Pertsevoi, Vitaly A.; Matsukevich, Maksym Yu.
EN: The results of the experimental-industrial tests of the fuel burning pulsating resonance system at the posts of drying and heating of steel-teeming ladles are given in the paper. The high performance and efficiency of the system were established. Reduction of the natural gas saving was 2.7 ÷ 26.1% when ladles drying, and 19.5 ÷ 37.8% when heating.
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.
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 O.; 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.
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 V.
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.
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.
Experimental Study of the Thermal Reaming of the Borehole by Axial Plasmatron
(НТУ «Дніпровська політехніка», 2019) Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Yemelianenko, Volodymyr; Zhovtonoha, Mykola M.; Sekar, Manigandan; Dhunnoo, Nishtha
EN: Purpose. To study rock spallation dynamics in the process of the borehole thermal reaming and analyze energy consumption of the borehole thermal reaming process by plasma jets of the axial plasmatron. Methods. Field experimental study of rock spallation by plasma jets is carried out with the view to measuring the thermal power of plasma, weight of rock spalls and duration of plasma jets impact on the borehole. VT-200 scales were used to measure the rock spalls weight. In the experimental study, plasma jets flow out directly into the borehole in the granite block. The borehole and plasmatron nozzle parameters are geometrically similar. Findings. Experimental data are processed in the form of a table that shows the following parameters of individual experiments: duration of the borehole surface treatment by a plasma jet; thermal power of a plasma jet; heat release of a plasma jet, weight of the rock spalls, energy efficiency of the rock spallation process; productivity of the rock destruction. Experimental data are processed in the form of the dependence of energy consumption of the borehole thermal reaming on the duration of the borehole inner surface thermal treatment. The range of thermophysical and plasmodynamic parameters of the plasma torch that allow to achieve rock spallation is determined. Originality. The linear relationship between the energy consumption in the process of the borehole thermal reaming by low temperature plasma and the duration of the reaming process is revealed, with energy consumption of the reaming process decreasing dramatically with the increase in the process duration. Practical implications. Methodology of the experimental research into the borehole thermal reaming by plasma jets rock spallation is developed. The results of the study could be applied to borehole drilling processes.
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.
Free-Piston Engine-and-Hydraulic Pump for Railway Vehicles
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2013) Golovchuk, Аndrey F.; Prikhodko, К. V.
EN: Purpose. The development of the free-piston diesel engine-and-hydraulic pump for the continuously variable hydrostatical transmission of mobile power vehicles. Methodology. For a long time engine builders have been interesting in the problem of developing free piston engines, which have much bigger coefficient of efficiency (40…80%). Such engines don’t have the conversion of reciprocating motion for inner combustion engine piston into rotating motion of crankshaft, from which the engine torque is transferred to the power machine transmission. Freepiston engines of inner combustion don’t have the crank mechanism (CM) that significantly reduces mechanical losses for friction. Such engines can be used as compressors. Free-piston engine compressor (FPEC) – is a freepiston machine in which energy received from engine’s cylinder is being transferred directly to compressor’s pistons connected with operational pistons of engine without crank mechanism. Part of the pressed air is being consumed for engine cylinder drain and the other part is going to the consumer. Findings. The use of free-piston engines-andhydraulic pumps as power-transmission plants of power vehicles (diesel locomotives, combine harvester, tractors, cars and other mobile and stationary power installations) with the continuously variable transmissions allows cost effectiveness improvement and metal consumption reduction of these vehicles, since the cost effectiveness of FPE is higher by 25-30 %, and the metal consumption is lower by 40-50 %. Originality. One of the important advantages of the free-piston engines is their simplicity and engine balance. As a result of the crank mechanism absence their construction is much simplified and the vibrations, peculiar to the ordinary engines are eliminated. In such installation the engine pistons are directly connected through the rod to compressor pistons and therefore there are no losses in the bearing bushes. Practical value. The free-piston engines are now used only as gas generators and diesel compressors, and the hydraulic transmission is arranged with the ordinary heat-engine, which operates the hydraulic pumps.
Improving the Efficiency of the Heating System for Public Buildings Infrastructure in the Context of DNURT
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Pshinko, Oleksandr M.; Kuznetsov, Valeriy; Yatsenko, Dmytro K.; Gabrіnets, Volodymyr O.
EN: Purpose. The paper analyses the possibility and terms of increasing the efficiency of heating and ventilation systems of public buildings at the present stage of development and the specific climatic conditions of Ukraine. The main purpose is to develop specific measures for public buildings, which will lead to a significant reduction in energy costs for heating and air conditioning system. The example is similar system of DNURT compact campus, which is heated with its own autonomous boiler that uses natural gas. Methodology. The statistical heat loss analysis for the last 5 years allows defining the types and calculating the heat loss values for specific conditions. These losses are compared with those in the world practice and based on the comparison and analysis of the current system there are offered the ways to reduce the heat loss values through the use of various technical and organizational methods. The paper also proposes involvement for this purpose of secondary and alternative energy sources. The secondary energy resources include the heat that is emitted by people and that coming out with the air during ventilation of buildings. The renewable sources include solar and geothermal energy. To enhance the heat transfer medium temperature capacity it is proposed to use the heat pumps. Findings. The maximum possible use of the proposed measures and implementation of rational schematic and engineering solutions for heat and hot water supply systems cam reduce the energy loss for heating and hot water by 30-35%. Originality. The paper for the first time proposed the use of new integrated approaches to maintain the desired heat balance in the winter period, as well as the new schematic solutions for heating and ventilation systems, both in winter and in summer, based on the use of heat pumps and secondary energy resources. Practical value. The introduction of the proposed schematic solutions and approaches demand relatively small capital investments and do not require significant reconstruction of already installed systems.
Influence of the Heat-Transfer Stream Pressure on the Surface of the Rock in a Process of the Thermal Reaming of the Borehole
(Національний гірничий університет, Дніпро, 2018) Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Zhevzhyk, Oleksandr V.
EN: Purpose. Experimental research on the high-speed interaction of the heat transfer medium jet with the surface of the borehole in the process of fragile rock destruction with the purpose of determination of the heat transfer medium velocity along the borehole surface and the heat transfer coefficient from the heat transfer medium to the rock surface. Methodology. Methods of comparative analysis, mathematic and physical simulation modelling as well as experimental research are used. Findings. The methodology of experimental research on high-speed interaction of the heat transfer medium jet with the surface of borehole as the lateral surface of the cross duct imitated the rock surface in a borehole is developed. Experimental research that consisted of pressure measurement on the lateral surface of the cross duct at the air jet impingement on the lateral surface is conducted. Experimental research treatment is executed as dependence of absolute pressure at the lateral surface of the cross duct, i.e. absolute pressure on the rock surface, from relative pressure of air before a nozzle and relative diameter of the cross duct. Dependences between the values of pressure before a nozzle and values of pressure on the rock surface, values of relative diameter of the cross duct, nozzle outlet diameter, inner diameter of the cross duct and values of air pressure along the lateral surface of the duct are determined. Originality. The work presents physical imitational modelling of high-speed interaction of the heat transfer medium jet with the surface of the borehole in a certain range of geometrical parameters of the cross duct and the nozzle, that is accepted in accordance with geometrical similarity to the technological and processing parameters of plasmatron and borehole diameter before the beginning of thermal reaming process. Practical value. Expediency of high-speed plasma jets application as a thermal tool in the processes of fragile rock destruction and, in particular, in the processes of thermal reaming of the boreholes is substantiated.
Mathematical Modeling of Heating of Coal Particle Within the Space between Electrodes of Arc-Heating Reactor
(EDP Sciences, 2020) Zhevzhyk, Oleksandr V.; Kholiavchenko, Leonid; Davydov, Serhii; Potapchuk, Iryna Yu.; Kabakova, Liudmyla; Gupalo, Olena V.; 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.
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.
Modeling of Temperature Fields in a Solid Heat Accumullators
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2016) Belimenko, Serhii S.; Ishchenko, Volodymyr O.; Gabrіnets, Volodymyr O.; Gabrinets, Vladimir A.
EN: Purpose. Currently, one of the priorities of energy conservation is a cost savings for heating in commercial and residential buildings by the stored thermal energy during the night and its return in the daytime. Economic effect is achieved due to the difference in tariffs for the cost of electricity in the daytime and at night. One of the most common types of devices that allow accumulating and giving the resulting heat are solid heat accumulators. The main purpose of the work: 1) software development for the calculation of the temperature field of a flat solid heat accumulator, working due to the heat energy accumulation in the volume of thermal storage material without phase transition; 2) determination the temperature distribution in its volumes at convective heat transfer. Methodology. To achieve the study objectives a heat transfer theory and Laplace integral transform were used. On its base the problems of determining the temperature fields in the channels of heat accumulators, having different cross-sectional shapes were solved. Findings. Authors have developed the method of calculation and obtained solutions for the determination of temperature fields in channels of the solid heat accumulator in conditions of convective heat transfer. Temperature fields over length and thickness of channels were investigated. Experimental studies on physical models and industrial equipment were conducted. Originality. For the first time the technique of calculating the temperature field in the channels of different cross-section for the solid heat accumulator in the charging and discharging modes was proposed. The calculation results are confirmed by experimental research. Practical value. The proposed technique is used in the design of solid heat accumulators of different power as well as full-scale production of them was organized.
Percolation Threshold for Elastic Problems: Selfconsistent Approach and Padé Approximants
(Springer International Publishing, Switzerland, 2018) Andrianov, Igor V.; Starushenko, Galina A.; Gabrinets, Vladimir A.
EN: Self-consistent approximation and Padé approximants are used for calculation of percolation threshold for elasticity problem.
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.
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.
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.
Results of the Experimental Research of the Heat-Transfer Jet Pressure to the Rock Surface During Thermal Reaming of the Borehole
(НТУ « Дніпровська політехніка», 2018) Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Zhovtonoha, Mykola M.
EN: Abstract. The performed analysis of scientific sources confirms the existence of a small number of publications devoted to the experimental research of the gasdynamics and plasmodynamics of jets used as a heattransfer medium in the thermal methods of mine rocks destruction. There are almost no experimental and theoretical publications related to the multiple-jet plasmotrons research. The expediency of own experimental researches performing has been substantiated concerning the lateral inflow of heat-transfer medium high-speed jets on the borehole surface. An experimental research has been made of the interaction between the heattransfer medium high-speed jets and the surface of the borehole imitated by the through duct. The further prospects of this work are the following: to determine the gas velocity along the lateral surface of the through duct and the value of the heating capacity coefficient from the heat-transfer medium to the lateral surface of the through duct, which imitates the rock surface in the borehole. These parameters are required for creating a mathematical model of the brittle destruction of rocks.
Study of the Plasma Flow Interaction with the Borehole Surface in the Process of its Thermal Reaming
(НТУ «Дніпровська політехніка», 2018) Voloshyn, Oleksii I.; Potapchuk, Iryna Yu.; Zhevzhyk, Oleksandr V.; Horiachkin, Vadym M.; Zhovtonoha, Mykola M.; Yemelianenko, V.; Semenenko, Yevhen; Tatarko, Larysa H.
ENG: Purpose. Study of the plasma flow interaction with the borehole surface in the process of its thermal reaming for determination of transient temperature distribution along the borehole surface and the average coefficient of heat transfer from the plasma flow to the borehole surface. Methods. Experimental study of the plasma flow interaction with the flange union with internal lateral surface simulating the rock surface in a borehole has been carried out. The essence of the experimental study is in measuring temperature of the flange union external side while the plasma flowing inside the flange union. To measure temperature on the external surface of the flange union, a chromel-alumel thermocouple with thermoelectrodes of 1.2 mm in diameter was used. In experimental research, plasma flows out through a nozzle directly to the flange union made of copper. The parameters of the flange union and the nozzle of plasmatron are geometrically similar. Findings. Experimental data are processed as a relationship between the temperature of the copper flange union lateral surface, i.e. borehole surface, and the time of the copper flange union heating by the heat carrier. Experimental data are processed as a dependence of temperature of the tin pipe side surface, i.e. surface of the borehole, on the location of temperature measurement point along the tin pipe and the time of the tin pipe heating by the heat carrier. Originality. Physical simulation modeling of the heat carrier (low temperature plasma) flow interaction with the borehole surface simulated by the copper flange union and the tin pipe in a certain range of geometrical parameters of the copper flange union, tin pipe and the plasmatron nozzle as well as thermophysical properties of the heat carrier assumed in accordance with geometrical similarity to the technological and design parameters of the plasmatron and borehole diameter before the beginning of thermal reaming process. Practical implications. Methodology of experimental research of the heat carrier (low temperature plasma) flow interaction with the borehole surface that was simulated by the copper flange union of the tin pipe is developed. The results of the influence by high-temperature heat carrier jets on the processes of fragile rock destruction are rather useful in the borehole drilling processes.
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.
Альтернативная технология получения биоэтанола для ДВС и авиационных двигателей. Концепция «Каштул». Сообщение 1
(Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Харьков, 2011) Кумченко, Яков Олексійович; Коновалов, Володимир Іванович; Данчук, Юрій Володимирович
RU: Рассмотрены альтернативные заменители обычных ископаемых топлив и их назначение. Предложено твердое альтернативное ископаемое сырье (бурый уголь, торф, сланцы) перерабатывать в брикеты, а биомассу (отходы различных производств) — в спирты, являющиеся добавками к традиционным топливам, Сообщается о разработке нестандартной (альтернативной) технологии получения брикетов для сжигания в топках и биоэтанола для ДВС и авиационных двигателей (АД) из всего спектра биомассы. показана возможность получения топлива, более дешевого, чем традиционное, а поэтому возможность страны обходиться без импортных энергоносителей.
Аналіз ефективності системи теплопостачання студмістечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Пшінько, Олександр Миколайович; Габрінець, Володимир Олексійович; Горячкін, Вадим Миколайович
UKR: Мета. Витрати теплоти на опалення та гаряче водопостачання житлових і промислових об’єктів складають суттєву частину споживання теплової енергії. Необхідною передумовою розробки заходів з енергозбереження у вже існуючих системах теплопостачання є їх попереднє обстеження. У статті наведено результати обстеження системи теплопостачання студмістечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. На основі виконаного аналізу необхідно запропонувати заходи з енергозбереження та провести оцінку їх ефективності. Методика. У процесі дослідження виконано розрахунковий аналіз структури споживання теплової енергії на опалення, гаряче водопостачання та проведено порівняння фактичних витрат теплоти протягом календарного року з нормативними. Результати. Проаналізовано дані обліку витрат теплової енергії на опалення житловими будинками та гуртожитками протягом 2012 р. і проведено порівняння фактичних питомих показників із нормативними. На основі цього порівняння виявлено проблеми, вирішення котрих допоможе ефективно використовувати теплову енергію. Наукова новизна. Вперше проаналізовано та оцінено вплив кліматичних умов, особливостей схем і конструкцій систем теплопостачання на ефективне використання теплової енергії. Виявлено вклад кожної складової. Практична значимість. На основі проведеного аналізу споживання теплової енергії було розроблено перелік можливих заходів з енергозбереження, що можуть бути реалізовані в системі теплопостачання та на об’єктах енергоспоживання, а також проведено оцінку економії паливно-енергетичних ресурсів. Представлено перелік заходів з очікуваною економією паливно-енергетичних ресурсів.
Аэродинамика частично перекрытого межвагонного пространства скоростного поезда
(Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2005) Кравец, Виктор Владимирович; Кравец, Е. В.
UA: Розглянуто вплив аеродинамічних процесів на опір міжвагонного простору при зміні конфігурації його огородження і збільшення швидкості руху поїзда.
«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.
Вдосконалення системи теплопостачання студмістечка Уманського національного університету садівництва
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Головчук, Андрій Федорович
UK: Мета. В сучасних умовах зростання споживання енергоресурсів та стрімкого підвищення вартості енергоносіїв актуальною проблемою є розробка і реалізація програми енергозбереження, перетворення ресурсозбереження у джерело забезпечення потреб промисловості й комунальної енергетики. Метою роботи є вирішення актуальної проблеми енергозбереження, ефективного використання паливно-енергетичних ресурсів та оптимізації системи теплопостачання на базі Уманського національного університету садівництва (УНУС). Методика. В роботі досліджувався технологічний процес опалення і гарячого водопостачання протягом 2007–2015 років. Реалізація актуальної проблеми енергозбереження ґрунтується на науково-практичному та ефективному забезпеченні використання палива і енергії. При цьому енергозберігаючі технології розглядаються як напрям пріоритетного розвитку енергетичної сфери, зниження техногенного навантаження на навколишнє середовище та як один із шляхів підвищення конкурентоспроможності національної економіки. Результати. Проведено збір та аналіз статистичних даних витрати газу і температури зовншнього повітря за дев’ять років. На основі цього аналізу виявлена проблема та поставлені конкретні задачі її вирішення. Наукова новизна. Розглянуті нові напрямки вирішення проблеми енергозбереження та ефективного використання паливних ресурсів України шляхом впровадження системного підходу, розроблення методики ефективного використання різних видів палива та оптимізування роботи локального опалення з сучасними системами автоматизації й контролю. Вперше детально проаналізована і проведена комплексна оцінка впливу різних факторів на економію енергоресурсів із врахуванням людського фактору – професійності й відповідальності операторів котелень та їх начальників, а також відповідних служб контролю. Практична значимість. Для студмістечка УНУС було здійснено гібридне використання твердопаливних і газових котлів, проведена децентралізація системи університетського опалення шляхом встановлення 350 індивідуальних опалювальних систем у житлових будинках, віддалених кафедрах та гуртожитках студмістечка. У висновках запропоновано перелік заходів із реальною економією паливно-енергетичних ресурсів та заходи щодо подолання економічної і політичної кризи в країні.
Вероятностный анализ взаимодействия системы аварийной защиты и ракетного двигателя при стендовых испытаниях
(Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, 2013) Габринец, Владимир Алексеевич; Подольчак, Сергей М.
RU: Проведены исследования по срабатыванию системы аварийной защиты ракетного двигателя при разных ее функциональных состояниях. Приведены обоснования рациональности использования системы аварийной защиты при стендовых испытаниях ракетных двигателей.
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.
Використання методу ерліфта для циркуляції розчину при хімічному очищенні від накипу котла ДКВР-4/13
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2004) Вікторов, В. Г.; Кравець, Володимир Володимирович; Холоімов, В. А.; Христян, Євген Васильович
UK: У статті наведено практичні дослідження з використання методу ерліфта для циркуляції розчину при хімічному очищенні від накипу котла ДКВР-4/13. Описані основні технологічні схеми методу. Доведено, що використання методу дозволяє знизити час хімічного промивання котла майже в 2 рази в порівнянні з існуючими методами та відпадає необхідність застосування потужних і дорогих насосів.
Використання термоелектричних модулів у кондиціонерах повітря випарного типу
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2008) Христян, Євген Васильович; Титаренко, Ігор Валерійович
UK: Розглянуто існуючі схемні рішення комбінованих систем кондиціювання повітря випарного типу, запропоноване рішення з використанням термоелектричного блоку. Представлено математичну модель і експериментальну установку.
Влияние вибраций на гидродинамические процессы двухфазного потока в трактах ЖРД
(Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, 2014) Габринец, Владимир Алексеевич; Марченко, Олег Леонидович
RU: В данной работе устанавливается связь между поведением вынужденного течения смеси и уровнем наложенных внешних вибраций. Представлены экспериментальные данные по наблюдению за режимами течения и измерением гидравлического сопротивления при различных частотах и амплитудах вибровоздействий.
Влияние угла наклона тепловой трубы на ее запуск и остановку
(Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, 2013) Габринец, Владимир Алексеевич; Марченко, Олег Леонидович
RU: Данная работа представляет собой экспериментальное исследование влияния измерения вектора гравитации на запуск и остановку тепловой трубы, который может иметь место при работе двигательной установки и полете летального аппарата. Также приведен обзор литературы на предмет возможного применения тепловых труб в устройствах системы охлаждения жидкостных ракетных двигателей и систем термостабилизации космических аппаратов.
Вільнопоршневий двигун-гідронасос
(Національний технічний університет "ХПИ", Харків, 2013) Головчук, Андрій Федорович
UK: Виходячі із державних програм щодо більш економічних та менш метало ємних машин, з`явилась можливість та необхідність у створенні нового типу мобільних машин з безступневою гідравлічною трансмісією. У якості енергетичної пропонується двигун з вільно поршневими поршнями, як більш економічний та менш металоємний у порівнянні з кривошипно-шатунними двигунами внутрішнього згорання. Використання вільно поршневих двигунів-гідронасосів у якості силових агрегатів енергетичних засобів(тепловозів, комбайнів, тракторів,автомобілів та інших мобільних і стаціонарних енергоустановок) з безступневими передачами дозволяє підвищити економічність та знизити металоємність цих засобів. Вільнопоршневі двигуни використовуються тільки як генератори газів та дизель-компресори, а гідрооб`ємна передача сьогодні компонується зі звичайним тепловим двигуном, який приводить гідронасоси. Використання вільно поршневого двигуна дає можливість створити високоефективну гідропередачу з автоматичним регулюванням сили тяги і швидкості в залежності від умов роботи енергетичного засобу.
Вільнопоршневий двигун-гідронасос для гідрооб′ємної силової передачі транспортних і мобільних сільскогосподарських машин
(Таврійський державний агротехнологічний університет, Мелітополь, 2015) Головчук, Андрій Федорович
UK: Повсякденно збільшується кількість техніки з широким впровадженням гідроприводу у всіх галузях машинобудування. Виходячі із державних програм щодо створення більш економічних та менш металоємних машин, з′явилась можливість у створенні нового типу мобільних машин з безступеневою гідравлічною трансмісією.
Гидравлическое моделирование запирающих свойств звуковых и дозвуковых газовых струй
(НМетУА, 2007) Гичёв, Юрий Александрович; Гребенюк, А. В.; Перцевой, Виталий Александрович
RU: Приводятся результаты экспериментального исследования запирающих свойств осесимметричной газовой струи, натекающей на плоскость среза модельной трубы, которая формирует встречный водяной поток. Угол между плоскостью среза модельной трубы и осью сопла составлял. Определено влияние азодинамических и геометрических параметров газовой струи на ее запирающие свойства. На основании результатов экспериментальных исследований предложена математическая модель расчета газодинамических характеристик газовой струи в области ее взаимодействия с потоком жидкости.
Гідростатична передача з вільнопоршневим двигуном-гідронасосом
(Вінницький національний аграрний університет, 2013) Головчук, Андрій Федорович
UK: У якості енергетичної установки пропонується двигун з вільнорухомими поршнями як більш економічний та менш металоємний у порівнянні з кривошипно-шатунними двигунами внутрішнього згорання. Використання вільнопоршневих двигунів гідронасосів у якості силових агрегатів енергетичних засобів ( тепловозів, комбайнів, тракторів, автомобілів та інших мобільних і стаціонарних енергоустановок) з безступеневими гідростатичними передачами дозволяє підвищити економічність та знизити металоємність цих засобів. Вільнопоршневі двигуни використовуються тільки як генератори газів та дизель-компресори, а гідрооб’ємна передача сьогодні компонується із звичайним двигуном внутрішнього згорання, який приводить гідронасоси. Використання вільнопоршневого двигуна дає можливість створити високоефективну гідропередачу з автоматизованим регулюванням сили тяги і швидкості в залежності від умов роботи енергетичного засобу.
Дисперсный состав капель биодизельного топлива на выходе из форсунки
(Національний технічний університет "ХПІ", Харків, 2011) Иващенко, Алексей Витальевич; Горячкин, Вадим Николаевич
RUS: Проведен анализ дисперсного состава топливной смеси, которая образовывается на выходе с форсунки дизельного двигателя. Создан экспериментальный стенд и разработана экспериментальная методика исследования теплофизических характеристик смеси на дисперсный состав капель, которые образовываются во время впрыскивания. Построены дифференциальные и интегральные функции распределения масс капель, показывающие, что наиболее близкой по своим свойствам, к дизельному топливу, является смесь 20 % рапсового масла и 80 % дизельного топлива.
Дослідження особливостей побудови енергоактивних огороджень як елементів систем енергозабезпечення
(Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, 2011) Габрінець, Володимир Олексійович; Марков, Володимир Леонідович; Митрохов, Сергій Анатолійович; Накашидзе, Лілія Валентинівна; Зарівняк, Григорій Іванович
UK: Розглянуті особливості побудови, вимоги до складових елементів та матеріалів, а також варіанти конструктивного виконання енергоактивних огороджень.
Дослідження характеристик імпактної газової струмини
(Днепропетровск: Новая идеология, 2011) Гичёв, Юрий Александрович; Бершадский, А. И.; Исраелян, К. А.; Перцевой, Виталий Александрович
UK: Виконано експериментальне дослідження характеристик імпактної газової струмини, в результаті якого зроблено вибір конструкції сопла, розроблено епюру тиску на днище тупикового каналу, що імітує льотку конвертера, та досліджені запиральні властивості газової струмини в процесі стикування сопла зі сталевипускним отвором. Експериментальні дані можуть бути використані при розробці режимів експлуатації системи газодинамічної відсічки шлаку.
Економічні питання застосування регіональних відновлюваних біоресурсів у енергетиці
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2016) Пшінько, Олександр Миколайович; Габрінець, Володимир Олексійович
UK: Мета. У дослідженні розглядаються економічні можливості переходу роботи теплогенеруючих потужностей Дніпровського регіону на відновлювані джерела енергії, а саме таке біопаливо, як солома. Головною метою роботи є розрахунок економічних можливостей та вартості конкретних заходів для такого переходу. Перехід на відновлювані джерела енергії приведе до значного скорочення витрат традиційних енергетичних ресурсів на опалення. Як приклад береться котельня компактного містечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ), що споживає природний газ. Методика. На основі аналізу законодавчої бази, яка стимулює використання відновлюваних джерел енергії, розглядається можливість переходу частки потужностей котельні на застосування соломи як палива. У роботі визначаються можливості Дніпровського регіону щодо забезпечення отримання та поставок соломи для роботи теплогенеруючих потужностей протягом опалювального сезону. Аналізуються вартісні показники перевезень вантажів територією України в 2016 році, які залежать від відстані, а також від розміру вантажівок. Ці показники, а також показники, що пов’язані з купівлею соломи, розглядаються разом з енергетичними можливостями застосування соломи як палива. Результати. За існуючого в Україні на 2016 рік стану сільського господарства відносно продуктивності зернових та вартісних показників у галузі перевезень перевід частки потужностей на відновлюване паливо є досить рентабельним. Вартість одиниці теплової потужності при цьому може бути знижена в чотири рази. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати нові комплексні підходи для оцінки вартості одиниці потужності теплової котельні при переході її на застосування відновлюваних джерел енергії. Авторами також запропонована нова логістика доставки цих джерел до місця їх споживання. З технічної та вартісної сторін визначено оптимальний порядок переведення потужностей на нові відновлювані джерела енергії в конкретному регіоні залежно від структури посівних площ та їх продуктивності. Практична значимість. Запропоновані рішення й підходи щодо забезпечення частки потужностей котельні відновлюваними джерелами енергії можуть бути реалізовані при відносно невеликих капіталовкладеннях та можуть дати значний економічний ефект.
Експериментальна перевірка адекватності інженерного та математичного моделювання натікання газової струмини на тупиковий канал
(Дніпропетровськ: Нова ідеологія, 2011) Гичёв, Юрий Александрович; Перцевий, Віталій Олександрович; Карабеза, І. І.
UK: Робота стосується системи газодинамічної відсічки шлаку при випуску плавки зі сталеплавильних конвертерів. Тупиковий канал в експерименті імітує льотку конвертера, а днище тупикового каналу – загальмований в льотці шлак. Для перевірки адекватності інженерної та математичної моделі натікання газової струмини на тупиковий канал розроблена спеціальна методика та виконано експериментальне дослідження. Порівняння числових та експериментальних даних показало, що розроблені моделі якісно та кількісно відповідають реальному процесу фронтального та бокового натікання газової струмини на тупиковий канал. Відносна похибка розрахунку повного тиску газу на внутрішню поверхню тупикового каналу при використанні інженерної моделі не перевищує 22%, а математичної – 12%.