Розроблено автоматичну систему забезпечення заданої температури у приміщеннях, яка дозволяє ефективно використовувати альтернативні джерела енергії та мінімально витрачати первинні енергоресурси у процесі постачання теплоносіїв споживачу за рахунок управління структурою системою. Здійснено формалізацію задачі управління структурою системи забезпечення даної температури з альтернативними джерелами енергії з використанням критерію, який відображає ефективність системи. Синтезовано методику аналізу задачі розробки автоматичної системи забезпечення заданої температури зі змінюваною структурою й альтернативними джерелами енергії на підставі об'єктно-орієнтованого аналізу. За допомогою моделювання показано ефективність використання розробленої системи.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено розвиток наукових та інженерних основ створення багатофункціональних сонячних систем з використанням методів випарного охолодження середовищ. Встановлено, що найбільш перспективне включення випарних охолоджувачів у склад осушувально-випарних систем на основі відкритого абсорбційного циклу з прямою регенерацією абсорбенту, що дозволяє знизити енерговитрати, оскільки традиційний десорбер і сонячна система нагрівання теплоносія тут замінюється сонячним регенератором абсорбенту. Розроблено схемні рішення сонячних систем кондиціювання повітря (ССКП) на основі сонячних колекторів-регенераторів (СК/Р). Зазначено, що газо-рідинні СК/Р забезпечують відновлення концентрації абсорбенту та підтримку безперервності циклу на основі сонячної енергії, що забезпечує як необхідне підведення тепла для регенерації, так і рух повітряного потоку над поверхнею абсорбенту. Виконано теоретичне й експериментальне дослідження особливостей плівкових течій з похилих поверхонь, включаючи питання сталості течій. Розроблено випарні охолоджувачі (ВО) (повітроохолоджувач і градирня) на основі апаратів плівкового типу з багатоканальною багатошаровою структурою полімерної насадки та роздільним рухом потоків газу та рідини. Виконано моделювання процесів тепломасопереносу в ВО.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне та теоретичне дослідження процесів спалювання відходів виробництва біодизеля (гліцеринового залишку - G-фази) у складі композиційних палив на предмет подальшого використання палив у теплоенергетичних установках, що дозволяє з користю утилізувати відходи та зекономити традиційні палива. Описано процес прогріву краплі палива багатокомпонентного складу. Досліджено вплив різних речовин-активаторів на передполуменеві процеси у краплі палива, експериментально доведено активаційний вплив пічного палива на інтенсивність передполуменевих процесів композиційних палив на основі відходів виробництва біодизельного палива. Удосконалено технологію виробництва композиційних палив з використанням гідрокавітаційної обробки. На підставі експериментальних даних обгрунтовано доцільність застосування гідрокавітаційної обробки для композиційних палив з низькою плинністю безпосередньо у форсунках-змішувачах. Експерименально визначено видаткові характеристики форсунки-змішувача. Встановлено вплив речовин-активаторів на процеси подачі, розпилу та спалювання газоподібних речовин-активаторів (G-КП) у модельній камері згоряння. Проведено термогравіметричний і термометричний аналіз досліджуваних комбінованих палив на основі G-фази з додаванням речовин-активаторів. Запропоновано фізичну двовимірну модель, що описує поводження краплі композиційного піноподібного палива на основі G-фази з газоподібними речовинами активаторами у високотемпературному окисному середовищі. Розроблено математичну модель процесу. На підставі комплексних розрахунково-теоретичних досліджень, а також вогневих випробувань визначено діапазони найбільш доцільних співвідношень G-КП і речовин-активаторів, що забезпечують стійкий процес спалювання з мінімальним підсвічуванням, визначено його енергетичну корисність. Оцінено ефективність використання G-КП з визначеними експериментально мінімальними домішками речовин-активаторів, наведено рекомендації щодо їх промислового застосування.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель відцентрового регулятора (ВР) ротора вітроустановки, яка враховує додаткові параметри регулятора у разі флюгерного регулювання, що дозволило одержати уточнені статистичні характеристики вітроустановки малої потужності. Розроблено нелінійну математичну модель ВР ротора вітроустановки у разі антифлюгерного регулювання, що дозволило одержати статистичні характеристики вітроустановки малої потужності за рахунок введення в математичну модель конструктивних параметрів регулятора. Удосконалено рівняння руху системи регулювання з відцентровим регулятором за відсутності зовнішніх збурень і за їх наявності, що дало можливість визначити умови її стійкості залежно від параметрів ВР та виду регулювання. Запропоновано метод визначення видів перехідних процесів та їх цілеспрямованого коригування в системах регулювання роторів вітроустановок з ВР за діаграмою Вишнеградського, що дозволило зменшити час перехідного процесу виходу вітроустановки на усталений режим.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію геометричного моделювання відбивних поверхонь, розроблено метод просторового моделювання відбитого потоку на базі плоскої задачі апарата відбиття й алгоритмів геометричного моделювання параметрів форми та положення елементів-коцентраторів, для плоских колекторів. З використанням програмного забезпечення MathCAD розроблено алгоритми та програми для одержання комп'ютерних моделей кривих апарата відбиття для заданої відбивної кривої за довільного нахилу сонячних променів. Це є подальшим розвитком моделі апарата відбиття для розв'язання плоскої задачі. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі супутніх кривих для заданої ортотоміки. Це дозволяє моделювати відбивні поверхні у рухомих геліоустановках, коли твірна приймача є лінією ортотоміки. Створено теоретичну базу запропонованого методу просторового моделювання відбитого потоку на основі плоскої задачі. Даний метод застосовується для поверхонь, у яких рухома площина, що вводиться, є площиною інциденції нормалей перетину відбивної поверхні. За цього дотримується рівність проекцій кутів падіння та відбиття на площину інциденції, отже, розв'язання просторової задачі зводиться до розв'язання плоскої. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі визначення карстової ділянки у відбитому потоці для певних видів ротативних поверхонь і поверхонь обертання за умов змінного нахилу сонячних променів. За результатами проведених досліджень розвинуто побудову комп'ютерних моделей з метою вивчення властивостей відбитого сонячного потоку.

  Скачати повний текст

Вперше в прикладній геометрії запропоновано алгоритм оцінювання інтенсивності відбитої сонячної енергії. Розроблено програму комп'ютерного моделювання розподілу інтенсивності відбитого потоку у вигляді точкового каркаса поверхні на приймачі для різних концентрувальних систем. Встановлено карти ізоліній концентрації для оцінювання параметрів форми, положення та розмірів приймача. Вдосконалено аналітичний опис квазіфокальних ліній для змінного кута падіння сонячних променів, який визначає параметри форми та положення приймача в установках з нерухомим концентратором. Надано нову методику проектування концентрувальної системи на підставі способу оцінювання розподілу інтенсивності відбитої енергії на приймачі та теорії квазіфокальних ліній.

  Скачати повний текст

Визначено граничні енергетичні характеристики роторів вітроустановок. Обгрунтовано можливість їх застосування для розробки запобіжних пристроїв роторів з метою підвищення ефективності та надійності вітроустановок. Створено математичну модель ідеального ротора з урахуванням аеродинамічної якості профілю лопатей (сили та швидкості), що надає можливість більш точно визначити граничні енергетичні характеристики елементів лопатей і ротора вітроустановки. Обгрунтовано ряд технічних рішень запобіжних пристроїв, в яких використано сили Коріоліса й аерогідродинамічного тертя, розроблено методики визначення їх параметрів за граничними енергетичними характеристиками ротора. Створено та досліджено експериментальні зразки вітроустановок з запобіжними пристроями. Виявлено, що розроблені відповідні граничні енергетичні характеристики точно обмежують максимальні значення коефіцієнта потужності за відповідної швидкохідності ротора. Визначено резерви енергетичної ефективності роторів. Основні результати наукового дослідження використано для розробки вітроустановок малої потужності.

  Скачати повний текст

З використанням методів технічної діагностики визначено параметри вітрових дій на металеві гратчасті башти вітроенергетичних установок. Встановлено статистичні закономірності поривчастої вітрової течії. Розроблено методику визначення кількості тривалості та максимальних значень поривів вітру, встановлено статичний закон їх розподілу. Експериментально визначено спектральні й амплітудно-частотні характеристики башт як складової частини вітроенергетичних установок (ВЕУ) за умов їх експлуатації. Встановлено критерії оцінки кількості циклів навантаження металевих гратчастих башт ВЕУ у поривчастому вітровому потоці, а також оптимальні критерії для проектування башт збільшеної висотності (до 36 м).

  Скачати повний текст

Встановлено залежність ефективної в'язкості від числа Рейнольдса, а також закономірності нагріву та долю енергії, що витрачається на нагрівання, за допомогою числових розрахунків. Розроблено методику вибору розмірів і розрахунку теплової характеристики дисипативних нагрівачів. Запропоновано метод числового розрахунку ізотермічних нагрівачів, який враховує залежність в'язкості текучого середовища від температури та дозволяє оптимізувати форму та розміри нагрівальних каналів. Проведено експериментальне дослідження ізотермічного підігрівача мазуту.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність та ефективність застосування перетворювачів різних типів у системах пуску асинхронних машин, що забезпечують вимоги щодо пускового моменту на валу машини й обмеження величини пускових струмів за повної електромагнітної сумісності перетворювача та мережі живлення. Запропоновано комбіновану систему пуску на основі безпосереднього перетворювача частоти з трансформацією у режим роботи тиристорного регулятора напруги. Запропоновано підключення паралельно обмотці статора асинхронної машини силового активного фільтра, проведено розрахунки пускових характеристик і зниження втрат енергії у такій системі. Досліджено електромагнітні процеси у схемах активних випрямлячів напруги та струму. Запропоновано алгоритм керування активним випрямлячем напруги зі знімним гістерезісом в елементах порівняння струмів для стабілізації частоти модуляції струму мережі, наведено рекомендації щодо застосування різних типів перетворювачів.

  Скачати повний текст

Наведено результати аналізу структур вітроелектрогенеруючих систем, показано перспективність побудови вітроенергетичної установки (ВЕУ) без аеродинамічного регулювання на базі схем енергоустаткування з неповним перетворенням потужності. Запропоновано сталу траєкторію регулювання вітроелектрогенерувальної системи, яка дає змогу знизити встановлену потужність електрообладнання надсинхронного вентильного каскаду (НКВ). Розроблено оптимізаційну математичну модель вибору робочого ковзання, а також методику розрахунку механічних характеристик НКВ з урахуванням впливу ефекту витискування струму на процеси комутації роторного випрямляча. Запропоновано спосіб регулювання НКВ у складі ВЕУ та структурну схему системи керування, що його реалізує. Шляхом дослідження математичної моделі електромеханічної системи підтверджено працездатність запропонованого способу регулювання та структурної схеми системи керування. Наведено методику розрахунку електромеханічної системи ВЕУ на базі НВК та некерованої вітротурбіни.

  Скачати повний текст

Розроблено енергозберігаючу технологію одержання висококалорійного газу з біомаси та його спалювання в енерготехнологічних агрегатах з метою часткової заміни основного виду палива - природного газу. Виконано аналіз ефективності енергетичного використання біомаси в Україні та за кордоном. Експериментальним шляхом досліджено процес піролізу відходів біомаси за різних режимів. Розроблено технологічні схеми сумісної роботи нагрівальної печі та піролізера, а також проведено оцінку ефективності роботи схем за часткової заміни природного газу на піролізний. Визначено властивості відходів біомаси (тирси, лузги соняшнику) як палива, необхідні для створення устаткування та розробки технології одержання високотемпературного піролізного газу. Розроблено математичні моделі процесів теплообміну та піролізу часток біомаси у вільному падінні та у потоці гарячого повітря. Проведено чисельні дослідження теплотехнологічних процесів термічної обробки біомаси, розроблено рекомендації щодо вибору основних режимних параметрів ведення процесів. Запропоновано та досліджено спосіб завантаження відходів біомаси в установку піролізу, який забезпечує герметичність робочої камери, безперервність та рівномірність подачі біопалива. Розроблено технічне завдання на дослідну установку для піролізу відходів біомаси у потоці гарячого повітря.

  Скачати повний текст

Теоретично та практично обгрунтовано технічну можливість створення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об'єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок для котельних установок. Запропоновано конструктивну схему КСТ, а також розроблено математичні моделі процесів теплообміну в елементах КСТ з урахуванням геліотехнічних можливостей регіону експлуатації. Наведено математичні моделі кліматичних умов Сирії, визначено енергетичні характеристики сонячної приставки до котельної установки з урахуванням гідравлічних схем багатомодульної структури сонячних колекторів у процесі довготривалої експлуатації системи. Визначено техніко-економічні характеристики системи та доцільність її використання в складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми та програми числового моделювання теплових процесів у ній.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність застосування комбінованої геліосистеми гарячого водопостачання з джерелом теплової енергії, яке використовує електричну енергію за позапіковим тарифом. Запропоновано методику врахування впливу навколишнього середовища на геліосистеу для більш точного розрахунку її параметрів, а саме: площі сонячного колектора. Розроблено методику визначення оптимальних параметрів електричного теплоакумулювального перетворювача з метою найбільшого акумулювання теплової енергії в його об'ємі. Запропоновано нову модель геліосистеми гарячого водопостачання, складовими якої є базова модель геліосистеми, генератор хмарності та температур, модель електричного теплоакумулювального перетворювача та блок визначення його оптимальних параметрів. Розроблено алгоритм визначення оптимальних площин сонячного колектора, потужності електричного теплоакумулювального перетворювачата бака-акумулятора за економічним критерієм. На підставі результатів проведених експериментальних досліджень за умов експлуатації існуючої геліосистеми гарячого водопостачання в Кримській тепловій компанії (Севастополь) підтверджено вірогідність теоретичних розрахунків і показано доцільність застосування запропонованого додаткового джерела теплової енергії з урахуванням стохастичного погодинного впливу хмарності та температур у затінку та на сонці для підвищення ефективності геліосистем гарячого водопостачання.

  Скачати повний текст

На підставі системи диференційних рівнянь асинхронних машин (АМ), з урахуванням активного опору обмотки статора та додаткових активних опорів, введених у коло статора, одержано аналітичні залежності ударних струмів і моментів від її параметрів. Одержано аналітичні залежності, які дозволяють описати почергове підмикання фаз генератора до мережі у заданий момент часу, за заданих початкових фаз напруги. Встановлено найбільш раціональну послідовність підмикання фаз обмотки асинхронних генераторів до мережі, визначено оптимальні початкові фази напруги. Досліджено вплив коливань швидкості вітру на потужність, яку віддає вітротурбіна. Визначено розбіжність між зазначеною потужністю та потужністю, встановленою заводом-виготовачем. У систему диференційних рівнянь введено функцію, що встановлює безпосередній зв'язок між гармонійними складовими швидкості вітру та моментом на валу генератора, що дозволяє вірно розрахувати генеровану потужність залежно від умов на конкретній площині установки вітроелектроагрегата та знижує імовірність помилки в процесі вибору вітроплощадки для будівництва вітроелектростанції.

  Скачати повний текст

Розроблено стохастичні математичні моделі динамічних навантажень вітроелектричних установок (ВЕУ) з асинхронними генераторами для визначення імовірнісних характеристик параметрів навантажувального режиму роботи. Вдосконалено стохастичну модель турбулентності повітряного потоку у приземному шарі атмосфери. Одержано аналітичний вираз та кількісні оцінки електромеханічної сталої часу ВЕУ. Обгрунтовано використання квазістатичного методу для визначення та дослідження імовірнісних характеристик ВЕУ. Розроблено стохастичні математичні моделі потужності та сили лобового тиску на ротор ВЕУ, визначено імовірнісні характеристики.

  Скачати повний текст

Визначено закони і параметри керування експлуатаційними нестаціонарними режимами роботи вітроелектричних установок (ВЕУ) промислових вітроелектростанцій (ВЕС), які зменшують аеромеханічні та електричні навантаження на основні елементи конструкції. Розроблено математичну модель вітроустановки як об'єкта керування у довільних діапазонах зміни швидкості вітру, кута повороту та частоти обертання лопатів на підставі кубічних сплайнів аеродинамічних характеристик. Досліджено динаміку аеромеханічних та електричних навантажень складових частин ВЕУ за різних способів керування генерованою потужністю (флюгерного, антифлюгерного, автостабілізації та керованої автостабілізації) та у процесі пуску і зупинення. Узагальнено результати стосовно установок різної потужності у діапазоні 100 - 1 000 кВт шляхом побудови номограм динамічних навантажень у функції параметрів керування та інерційної сталої часу ВЕУ. Визначено раціональні способи зменшення перенапруги ВЕУ та компенсації реактивної енергії ВЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено науково-методичне забезпечення для створення комбінованої електроводопостачальної вітроустановки у вигляді сформульованих принципів побудови, розробленої математичної й імітаційної моделей дослідження електромагнітних та електромеханічних процесів у електротехнічному комплексі на базі магнітоелектричного лінійного генератора зворотно-поступального руху з урахуванням режимів електроводоспоживання та стохастичного надходження енергії вітру.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель і одержано статистичні характеристики стохастичного процесу споживання реактивної потужності вітроелектричної установки (ВЕУ) та вітроелектричних станцій (ВЕС) з асинхронними генераторами з урахуванням пульсацій швидкості вітру та напруги електросистеми, а також технічних рішень обладнання компенсації реактивної потужності ВЕС. Розроблено нову математичну модель процесу генерування та споживання реактивної потужності ВЕУ. Визначено кількісні значення кореляційних зв'язків між потужностями складових частин станції. Одержано емпіричну функціональну залежність реактивної потужності компенсації ВЕС від кількості установок в її складі. Розроблено та виготовлено партію компенсаторів реактивної потужності для вітроелектричних модулів вітчизняних ВЕС.

  Скачати повний текст