Розроблено загальну методологію оцінки екологічної безпеки дорожніх транспортних засобів (ДТЗ) за критеріями ефективності паливовикористання та рівня забруднення середовища з врахуванням призначення та умов експлуатації. Створено модель фунціонування системи "дорожній транспортний засіб", що визначає вплив конструктивних та експлуатаційних факторів на екологічну безпеку ДТЗ. Запропоновано методики та математичні моделі для визначення показників ефективності паливовикористання та рівня забруднення середовища ДТЗ з удосконаленими схемами енергоустановки (ЕУ) в окремих режимах, їздових циклах та на експлуатаційних маршрутах. Розроблено комплекс окремих, групових та інтегральних критеріїв оцінки та вибору способу підвищення екологічної безпеки ДТЗ з врахуванням їх призначення та умов експлуатації. Встановлено ефективність способів підвищення екологічної безпеки ДТЗ, одержаних методом удосконалення систем живлення та регулювання бензинових двигунів та дизелів, переобладнанням рідкопаливних двигунів для роботи на природному газі, заміною бензинових двигунів дизелями.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод прогнозування критичних станів основних елементів конструкцій газотурбінних двигунів (ГТД) і енергоустановок у випадку розвитку в них тріщин, здатних привести до руйнування деталей і сприяють виникненню або збільшенню аварійних ситуацій. Обгрунтовано застосування силового критерію за умовами ініціювання тріщин як критерію руйнування, прийнятного для розв'язання подібних задач в інженерній практиці. Для визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень у поле нерівномірних навантажень розроблено метод підбору еквівалентної задачі, яка має відомі рішення, а також одержано ряд рішень методом скінчених елементів. На прикладах аналізу тріщин у корпусі реактора ядерної енергоустановки, у дисках компресорів і турбін авіаційних ГТД, у валі гвинта встановлено збіг розрахункових результатів і реальних критичних розмірів тріщин. Доведено, що за умов збільшення в матеріалі проявів крихкості, не найглибша тріщина може стати критичною.

  Скачати повний текст

Розглянуто задачу параметричного синтезу системи регулювання частоти та напруги електроенергії, виробленої автономною енергоустановкою малої потужності. Розроблено новий підхід до вибору параметрів ПІ-регулятора нелінійного об'єкта управління, що базується на апроксимації вихідної системи ансамблем лінійних систем, отриманих в результаті лінеаризації відносно множини можливих положень рівноваг. Запропоновано критерії оцінки якості ансамблю перехідних процесів, обумовленого множиною припустимих відхилень від положення рівноваги. Задачу параметричного синтезу зведено до проблеми прийняття рішень за умов невизначеності.

  Скачати повний текст

Розроблено високоефективні за енерго-екологічними характеристиками й універсальні за використанням технології спалювання газового палива. Досліджено аеродинамічні характеристики трубчастих паливо-спалювальних модулів. Визначено оптимальну величину розкриття насадки Борда. Розроблено типові схеми трубчастих модулів, що забезпечують дифузійне, попереднє та комбіноване сумішоутворення. На базі вогневих випробувань вивчено структуру й умови розвитку факела, визначено граничні умови електроіскрового займання, бідного та багатого потухання факела. Наведено рекомендації щодо раціонального використання трубчастої технології у теплових енергоустановках широкого призначення.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробці методів оцінювання та способів підвищення ефективності експлуатації КТЗ з сучасними енергоустановками шляхом управління технічним станом та режимами руху КТЗ у визначених умовах інфраструктурного середовища на основі використання інтелектуальних телематичних технологій. В дисертаційній роботі запропоновано методи, моделі та алгоритми, що дозволяють формувати нові структури телематичного забезпечення КТЗ та інфраструктури, управляти технічним станом і режимами руху для досягнення цільових показників продуктивності, енергоефективності та екологічності КТЗ в експлуатаційних умовах. Визначено, що оптимізація швидкості, навантаження та теплового стану енергоустановки збільшує інтегральний критерій експлуатаційної ефективності в умовах реального маршруту на 31,3 %. Розроблено алгоритм оцінювання експлуатаційної ефективності КТЗ в залежності від рівня розвитку телематичного забезпечення системи "КТЗ-Інфраструкрура" та її функціональних елементів за окремими критеріями динамічних, економічних та екологічних властивостей та інтегральними критеріями.^UThe dissertation is devoted to the development of evaluation methods and ways to increase the efficiency of vehicle operation with modern power plants by managing the technical condition and modes of movement of vehicles in certain conditions of the infrastructure environment based on the use of intelligent telematics technologies. In the dissertation it is offered methods, models and algorithms by allow to form new structures of telematic support vehicles and infrastructure, manage the technical condition and modes of movement to achieve productivity, energy efficiency and environmental friendliness of vehicles in operational conditions. It is determined that the optimization of the speed, load and thermal state of the power plant increases the integrated criterion of operational efficiency in the real route by 31.3%. An algorithm for evaluating the operational efficiency of the vehicle depending on the level of development telematics support the system "Vehicle-Infrastructure" and its functional elements according to individual criteria of dynamic, economic and environmental properties and integrated criteria.

Дисертацію присвячено розробленню основних положень підвищення ефективності МГПУ шляхом їх термодинамічного форсування за рахунок збільшення відносної витрати водяної пари, що подається у газопаровий тракт установки, а також часткового заміщення природного газу альтернативними паливами на основі використання двопаливних схем. Виконано комплекс досліджень щодо ефектів впливу на характеристики МГПУ рівня подачі водяної пари. Визначено граничні можливості форсування монарної газопарової технології циклу «ВОДОЛІЙ», що відповідають максимально допустимій подачі водяної пари в тракт газопарової турбіни.Розроблено нові високоефективні схеми двопаливної МГПУ з форкотлом, який працює на альтернативних паливах низької і середньої калорійності. Виконано аналіз термодинамічних процесів у топковому просторі і парогенеруючому контурі форкотла двопаливної МГПУ при експлуатації її теплоутилізаційного контуру в режимі підігріву живильної води і в режимі її підігріву та випаровування. Одержано дані термодинамічного моделювання процесів у вказаній установці при різних режимах роботи її теплоутилізаційного контуру та на цій основі визначено техніко-економічні показники даної установки у порівнянні з установкою «ВОДОЛІЙ» та ГТУ простої схеми. Обґрунтовано високу ефективність нового ентальпійно-ентропійного підходу до термодинамічного моделювання процесів у газотурбінних і комбінованих на їх основі енергоустановках.^UThe thesis is devoted to the development of the main prositions for increasing the efficiency of monary gas vapor plants by means of their thermodynamic forcing due to an increase in the relative flow rate of water vapor supplied to the gas-steam path of the plant, as well as partial replacement of natural gas with alternative fuels based on the use of dual-fuel schemes. A complex of studies has been carried out for studying of the features of the influence of the water vapor supply level on the characteristics of the monary gas vapor plants. The limiting possibilities of forcing the monarygas-steam technology of the "VODOLEI" cycle are determined, corresponding to the maximum allowable supply of water vapor in to the gas-steam turbine path.New high-efficiency schemes of dual-fuel monary gas vapor plants with a preboiler have been developed, which operate on alternative fuels of low and medium calorific value. The analysis of thermodynamic processes in the furnaces pace and the steam-generating circuit of the preboiler of a dual-fuel monary gas vapor plants is carried out during the operation of its heat recovery circuit in the feedwater heating mode and in its heating and evaporation. The data of thermodynamic modeling of the processes of the specified plant under various operating modes of its heat recovery circuit were obtained and on this basis the technical and economic indicators of this plant were determined in comparison with the " VODOLEI" plant and a simple gas turbine unit. The high efficiency of the new enthalpy-entropy approach to thermodynamic modeling of processes in gas turbine and combined power plants on their basis has been substantiated.

Дисертація присвячена розробці системи охолодження повітря на вході турбокомпресора двигуна суднової енергоустановки холодильними машинами, що утилізують теплоту випускних газів, включно з рециркуляційними (екологічними) газами, з рахуванням зміни кліматичних умов і показників екологоенергетичної ефективності суднової енергоустановки протягом рейсу.Розроблена математична модель для розрахунку характеристик (холодопродуктивності, скидної теплоти рециркуляційних – екологічних газів) і параметрів процесів охолодження циклового повітря двигунів суднових енергоустановок в АБХМ і ЕХМ, що утилізують теплоту випускних і рециркуляційних (екологічних) газів, з урахуванням змінних протягом рейсу параметрів зовнішнього повітря і забортної води та показників паливної та екологічної ефективності суднової енергоустановки. Розроблено способи раціональної організації процесів охолодження циклового повітря суднових енергоустановок шляхом утилізації теплоти випускних (екологічних) газів в ТХМ різного типу (АБХМ і ЕХМ) та системи охолодження, що їх реалізують.^UThe dissertation is devoted to the development of air cooling system at the inlet of the turbocharger of the ship 's engine and inflatable air by refrigeration machines that utilize the heat of exhaust gases, including recirculation (environmental) gases taking into account changes in climatic conditions and energy efficiency. The mathematical model has been developed to calculate the characteristics (refrigeration capacity, waste heat of recirculation - environmental gases) and parameters of cyclic air cooling processes of engines of ship power plants in absorption and ejector chiller, utilizing the heat of exhaust gases, including recirculating (environmental), taking into account the variable during the voyage parameters of outdoor air and seawater and indicators of fuel and environmental efficiency of the ship's power plant. The methods of rational organization of cyclic air cooling processes of ship power plants by utilization of heat of exhaust (ecological) gases in by waste heat using chillers of different type (ACh and ECh) and cooling systems that implement these methods.

Об'єкт – процеси теплоперенесення в умовах невагомості у двофазних системах терморегулювання космічних апаратів з енергоустановками великої потужності; мета – розробка методичних основ проектування двофазного контуру теплоперенесення системи терморегулювання космічної енергоустановки з високою енергоозброєністю; методи – методи фізичного і математичного моделювання теплофізичних процесів в космічних енергоустановках, методи вимірювання теплофізичних параметрів, методи статистичного оброблення результатів експериментів, а також неформальні методи оптимізації параметрів ефективності компонентів двофазного контуру; результати – запропоновано концепцію, методи та рішення з формування структури та параметрів системи терморегулювання на базі двофазного контуру тепло перенесення для космічних енергоустановок великої потужності; новизна – вперше обґрунтовані вимоги до конструкції підсистеми тепловідведення космічної енергоустановки великої потужності (більше 10 кВт) з прямоструминними конденсаторами, виконання яких дозволяє відпрацювання підсистеми на Землі без обов'язкового проведення випробувань в невагомості, вперше експериментально отримані закономірності тепловіддачі при випаровуванні і кипінні на поверхнях нагрівача теплогідравлічного акумулятору, покритих тонкими змоченими капілярно-пористими структурами з багатошарових металевих сіток, що дозволяє прогнозувати температуру нагрівача гідроакумулятора в умовах невагомості, вперше отримано залежність граничної теплотранспортної здатності капілярних структур теплогідравлічного акумулятора для умов невагомості на основі наземних експериментів, що дозволяє виконувати функціональні випробування акумулятора на Землі, вперше розрахунково-теоретичним шляхом доведено, що в умовах невагомості для регулювання параметрів двофазного контуру теплоперенесення потрібна менша потужність нагрівача теплогідравлічного акумулятору, ніж в експериментах на Землі; ступень впровадження – результати впроваджено у АТ ФЕД та у навчальний процес Національного аерокосмічного університету «ХАИ»; галузь використання – аерокосмічна.^UObject – heat transfer processes in microgravity conditions in two-phase thermal control systems of spacecraft with high-capacity power plants; goal – to develop methodological bases for designing two-phase heat transfer loops of thermal control system of high capacity space power plant; methods - methods of physical and mathematical modeling of thermophysical processes in space power plants, methods of measuring thermophysical parameters, methods of statistical processing of experimental results, as well as informal methods of optimizing efficiency parameters of two-phase loops components; results – the concept, the methods of designing the structure and parameters of thermal control system based on two-phase loops for space power plants with high dissipating power; novelty – for the first time justified requirements to design of heat dissipation subsystem of high-capacity space power plant (more than 10 kW) with direct-flow condensers, the implementation of which allows validate the subsystem on Earth without mandatory tests in microgravity conditions, for the first time experimentally obtained relationships of heat transfer during evaporation and boiling on surfaces of heat controlled accumulator heater covered with thin wetted capillary-porous structures from multilayer metal grids that allows to predict temperature of heater of heat controlled accumulator in microgravity conditions, for the first time dependence of limiting heat transport capacity of capillary structures of heat controlled accumulator for microgravity conditions on basis of ground experiments is obtained, which allows to perform functional tests of the accumulator on Earth, for the first time it was proved by calculation-theoretical means that in microgravity conditions for regulation of parameters of two-phase heat transfer loop smaller power of heater of heat controlled accumulator is required, than in experiments on Earth; the degree of implementation - implemented in JSC FED and in educational process of National Aerospace University Kharkiv Aviation Institute; field of application - aerospace.

Комарова Я. О. Енергоефективні технології генерації синтез-газу для вирівнювання навантажень енергоустановок АЕС. – На правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 – теплові та ядерні енергоустановки. – Одеський національний політехнічний університет МОН України, Одеса, 2021.Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми нерівномірності навантаження в енергосистемі. Ідея роботи полягає в теоретичному та експериментальному обґрунтуванні нового способу покриття пікових навантажень. Запропонований новий спосіб покриття пікових навантажень в енергосистемі через концептуальну модель оцінювання технічної системи за комплексом чинників: енергетичного, екологічного, економічного.Розвинена науково-технічна ідея «синтез-газ технологія», яка дозволить виробляти синтез-газ з надлишкової електроенергії та в подальшому спалювати його на газотурбінних установках, котлах ТЕС і вирівнювати нерівномірності в енергосистемі. Досліджено екологічний аспект використання синтез-газ технології. В результаті експериментів були отримані дані які показали, що використання запропонованого способу являється екологічно безпечним порівняно з продуктами згорання вугілля та природного газу. Розроблені рекомендації щодо вибору синтез-газ установки для виготовлення газу в промислових об'ємах. Ключові слова: безпека АЕС, маневрені режими АЕС, пошкодження оболонки ТВЕЛ, турбіна, вібрація, пікові навантаження, синтез-газ, водо-вугільна суспензія, магнегаз, надлишкова електроенергія.^UKomarova Ya. O. Energy efficient technologies for synthesis gas generation for load balancing of NPP power plants - On the rights of the manuscript.Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, Specialty 05.14.14 - Thermal and Nuclear Power Plants. - Odessa National Polytechnic University, MES of Ukraine, Odessa, 2021.The dissertation is devoted to solving the current problem of irregularity in the power grid.The idea behind this work is to theoretically and experimentally justify a new method of covering peak loads. A new way of covering peak loads in the power grid is proposed through a conceptual model of evaluation of the technical system by a set of factors: energy, environmental, economic.Developed scientific and technical idea "synthesis gas technology", which will allow producing synthesis gas at night and then burning it at gas turbine plants, boilers of thermal power plants and equalize irregularities in the power system.The ecological aspect of the use of synthesis gas technology has been investigated. Were obtained, experimentally, the results. They confirmed that the use of this method is environmentally friendly.Recommendations have been developed for the selection of a synthesis gas installation for the production of gas in industrial volumes.Key words: safety of NPP, shunting modes of nuclear power plants, damage to the fuel rod shell, turbine, vibration, peak loads, synthesis gas, water-coal suspension, magnegas, excess electricity.

. У вступі показано актуальність застосування інноваційних технології генерації енергії з гібридним використанням теплонасосних установок (ТНУ) і змінних відновлювальних джерел енергії (ЗВДЕ) з урахуванням регіональних умов, що є доцільним завдяки збільшенню ефективності процесів в елементах системи. Але інструментарій удосконалення гібридних систем енергозабезпечення з використанням ЗВДЕ для ТНУ, який потребує урахування регіонального технічного потенціалу, розроблений явно недостатньо. Визначено об'єкт, предмет, задачі та методи дослідження; наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів; висвітлено особистий внесок здобувача. В першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз існуючих технологій генерації енергії, встановлені їх переваги та недоліки. Показано, що для ефективного впровадження гібридних енергоустановок для вирішення проблем енергозбереження, необхідно розробити математичну модель, з використанням якої можна визначити раціональні режими роботи системи з урахуванням регіональних умов. Рішення про доцільність впровадження системи енергозабезпечення приймається за результатом визначення ефективності роботи системи за енергетичним, економічним, екологічним та соціальним факторами. Для вирішення цього завдання запропоновано шляхи і методи вдосконалення режимів роботи систем енергозабезпечення з використанням великих часток ЗВДЕ, потенціал яких залежить від регіональних умов. Сформульовано перший пункт наукової новизни – для підвищення ефективності систем енергозабезпечення з раціональним використанням ЗВДЕ необхідно розробити математичну модель з урахуванням регіональних умов, як засобу енергозбереження, що призводить до покращення техніко-економічних показників, зменшення теплового забруднення довкілля, і є підставою для інтеграції високих часток ЗВДЕ в енергосистемі. У другому розділі обґрунтовано умови підвищення ефективності режимів роботи енергосистеми з великими частками ЗВДЕ, для чого застосовано інструментарій математичного моделювання, а саме, модель енергетичного балансу, для визначення оптимальних заміщуючих можливостей енергосистеми. Для оцінки доцільності інтеграції ЗВДЕ в традиційні системи необхідно розробити математичну модель на основі енергетичного балансу системи. Моделювання енергетичних систем із великою часткою ЗВДЕ вимагає високої просторової роздільної здатності для врахування регіонально відмінного потенціалу, а також високої часової роздільної здатності для вловлювання короткочасних коливань, особливо коливань технічного потенціалу ЗВДЕ. Обґрунтовано, що для оцінки ефективності інтеграції ЗВДЕ в системи енергозабезпечення необхідно враховувати техніко-економічні властивості рішень, які пропонуються з урахуванням регіональних умов, у короткостроковій та довгостроковій перспективі. Для цього використано модель енергетичного балансу системи генерації енергії з використання ЗВДЕ та з’ясовано умови та особливості реалізації моделі енергетичного балансу для енергетичного сектору України. Сформульовано другий пункт наукової новизни: шляхом математичного моделювання обґрунтовано техніко-економічну доцільність використання великих часток ЗВДЕ для заміщення потужності традиційної енергосистеми з раціональним використання технічного потенціалу ЗВДЕ, доступних в регіональних умовах. У третьому розділі обґрунтовано умови раціонального використання низькопотенційної теплоти для ТНУ, які функціонують в теплових схемах гібридних когенераційних установок, для чого застосовано інструментарій математичного моделювання, який дозволяє визначити доцільність впровадження запропонованих рішень для кліматичних умов регіонів України. Запропоновано методику аналізу ексергетичної ефективності процесів в елементах когенераційних систем із використанням ТНУ, що дало змогу оцінити ефективність рішень та обрати раціональний шлях їх реалізації. Визначено перспективні напрямки застосування ТНУ на електростанціях для визначення можливості забезпечення теплового графіка споживачів. На підставі аналізу результатів чисельного моделювання, яке виконано з урахуванням кліматичних умов, визначено характер впливу ТНУ на теплове навантаження гібридної енергоустановки для регіонів України. Для визначення ефективності ТНУ використано ексергетичний метод, що дозволило встановити, елементи ТНУ, які найбільше впливають на втрати енергії при утилізації циркуляційної води в гібридній установці, та визначають доцільність її використання. Визначено, що застосування ТНУ дозволяє збільшити ККД брутто нетто на 10…15% і 3…5%, відповідно. Максимальний СОР ТНУ досягається для Одеського регіону, найменший – для Харківського і Полтавського регіонів, що пов'язано з кліматичними умовами взимку. Сформульовано третій пункт наукової новизни: обґрунтовано шляхом математичного моделювання з використанням ексергетичного методу аналізу техніко-економічну доцільність використання ТНУ для утилізації низькопотенційної теплоти гібридної когенераційної системи з урахуванням регіональних умов. У ч^UThe introductory part contains general information about the content of the dissertation, the direction of research, their relevance and prospects are substantiated. The goal, object and subject of research are formulated, scientific novelty is defined, as well as information about publications is given, the personal contribution of the recipient is emphasized and the main results obtained are summarized. The first chapter presents the results of a comprehensive analysis of global trends in the development of the energy sector, international experience in managing the modes of operation of distribution electric networks in modern conditions. The considered changes brought to the operation of distribution networks by local energy sources integrated into them. On the basis of the performed analysis, the expediency of using the method of dynamic control of the operating modes of distribution networks with local energy sources is substantiated. Considered features of solving the specified problem in the conditions of Ukraine, taking into account the existing hardware and information support. In this way, the importance of the implementation of dynamic control of PM modes in real time is substantiated, the main steps of solving the specified problem are determined. In the second section, based on the results of the analysis, a method of calculating an indicative indicator was proposed for the express determination of the expediency of changing the network topology in order to minimize energy losses. As a result of mathematical modelling, verification of the use of an indicative indicator to determine the expediency of changing the network topology was carried out. Thus, a universal toolkit has been developed that can be applied to any open circuits of the distribution network. Three options for evaluating the economic effect of the introduction and use of remotely controlled switching devices are proposed, and indicators are selected for evaluating the overall effect of dynamic management of network modes. In the third chapter, a thorough analysis of the methods of forecasting the electrical load and output power of distributed generation sources was carried out and the experience of their use in various conditions was analysed. Based on this, a new adaptive model for forecasting electric load and generation of active power of local energy sources was developed. In the course of the analysis, a number of forecasting methods were determined, which are included in the adaptive model of forecasting the electrical load and output power of local energy sources. This model makes it possible to minimize the error by automatically applying the optimal forecasting algorithm at each step and thus allows to increase the validity and effectiveness of decisions regarding the implementation of the procedure of dynamic management of the distribution network topology. The adaptive model is implemented in the Python programming language. On the basis of mathematical modelling, the author tested an adaptive forecasting model and obtained an estimate of the forecast error, which can be taken into account when solving the issue of dynamic control of the operating modes of the PM by operationally changing its topology. In the fourth chapter, the results of the practical implementation of the solution to the problem of dynamic management of distribution network operating modes are given. On the basis of calculations using real electrical networks and their mode parameters, it is proved that the new method of dynamic control of switching devices proposed by the author, which by operational analysis of the mode of the existing distribution network, in particular with distributed energy sources, and taking into account the forecast values of the load and output power of local energy sources , allows you to determine the optimal current topology of the network, which really provides an additional reduction in electrical energy losses.