Розглянуто класифікацію електротехнічного устаткування, фізичні засади його нагрівання й охолодження, методи теплових розрахунків. Наведено теплові розрахунки обертових електричних машин, електричних апаратів, електромеханічних нагрівачів, напівпровідникових перетворювачів, а також статичного індукційного устаткування та кабелів.

Рассмотрены классификация электротехнического оборудования, физические основы его нагрева и охлаждения, методы тепловых расчётов. Приведены тепловые расчёты оборотных электрических машин, электрических аппаратов, электромеханических нагревателей, полупроводниковых преобразователей, а также статического индукционного оборудования и кабелей.

Розроблено теоретичні засади та принципи побудови нового класу електромеханічних перетворювачів з масивним ротором, в яких передбачено використання дисипативної складової енергії активних частин у технологічних процесах. Запропоновано генетичну модель внутрішньої структури виду циліндричних повздовж-симетричних електромеханічних перетворювачів і математичну модель перетворювача як системи з нерівноважними термодинамічними процесами перетворення енергії. На базі пінч-принципів розроблено модифіковані методи еквівалентних теплових схем. Теоретично обгрунтовано процеси утворення вищих гармонік у повітряному проміжку електромеханічного перетворювача у разі періодичної зміни умов охолодження порожнистого феромагнітного ротора. Одержано експериментальні дані, які підтверджують вірогідність прийняття математичних моделей і технічних рішень. Основні результати наукового дослідження використано в процесі виконання семи держбюджетних і госпдоговірних науково-дослідних робіт у науково-виробничих фірмах.

Розглянуто проблему актуальності та технічної досконалості оформлень видань казки "Білосніжка та семеро гномів". Проаналізовано вже існуючі видання цієї казки та висунуто пропозиції щодо їх покращання.

Надано відомості про використання об'єктно-орієнтованої мови програмування C++. Описано середовище програмного проектування Microsoft Visual Studio, базові елементи інтерфейсу, стандартні елементи управління, а також створення вікна-майстра та побудову графіка функції. Розглянуто налаштування інтерфейсу графічного середовища САПР Autocad, основні функції та методи програмування в Autocad на мові Autolisp. Наведено методи та засоби оптимізації, а саме: сплайн інтерполяція табличних функцій, методи покоординатного спуску та деформованого багатогранника Недлера - Міда, метод зовнішніх штрафних функцій. Запропоновано до розгляду повний приклад оптимального проектування асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, його неоптимізований розрахунок та автоматизований пошук оптимальних геометричних розмірів і параметрів. Увагу приділено об'єктно-орієнтованому проектуванню електромеханічних присторів.

Розроблено спосіб вимірювання складових корисної потужності та коефіцієнта корисної дії електромеханічних перетворювачів технологічного призначення, що може знайти застосування при випробуваннях заглибних електромеханічних перетворювачів.

Запропоновано математичну модель силового кола електротехнічного комплексу для електрохімічної обробки з урахуванням його електричних, гідравлічних і геометричних параметрів.

Запропоновано створювати у ході електрохімічної обробки дефектного стрижня в роторі асинхронного двигуна корегуюче магнітне поле для підвищення точності видалення стрижня. Розглянуто особливості процесу у разі круглих, еліптичних і прямокутних пазів в роторі.

Висвітлено важливі аспекти створення нового класу електромеханічних перетворювачів технологічного призначення, заснованого на приципах структурної, функціональної та теплової інтеграції. Наведено результати математичного моделювання фізичних процесів, що відбуваються в активній зоні асинхронного двигуна з порожнистим перфорованим ротором. Виявлено залежності, що дозволяють обирати розмірні співвідношення елементів конструкції з метою оптимізації параметрів системи охолодження й одержання заданих показників продуктивності.

Узагальнено результати досліджень і розробки пристроїв і систем низькотемпературного електронагріву технологічного обладнання, адаптованих до реальних умов експлуатації, зокрема, технологічної та транспортної вібрації, хімічно агресивного середовища. Увагу приділено математичному моделюванню теплових і тепловентиляційних процесів складних технологічних пристроїв. Описано методику інженерних розрахунків й оптимізації системи електрообігрівання трубопроводів технологічного обладнання. Подано інформацію про пристрої низькотемпературного електронагріву технологічного обладнання для підприємств гірничо-металургійного комплексу.

Розроблено математичну модель систем імпульсно-фазового керування і досліджно динамічні режими асинхронних машин у складі електроприводу скребкового і гвинтового конвеєрів. Встановлено, що застосування квазічастотного керування забезпечує досягнення стабільної низької швидкості й покращення пускових властивостей приводу порівняно із застосуванням двошвидкісних двигунів.

Наведено будову та принцип роботи класичних електричних машин, трансформаторів і мікромашин. На базі комплексних рівнянь, схем заміщення та векторних діаграм описано їх електромагнітний стан і режими роботи. Висвітлено техніко-економічні характеристики та галузі застосування.

Розглянуто науково-технічні основи створення ряду заглибних електромеханічних перетворювачів для енергоощадних технологій видобутку, переробки та транспортування в'язких і сипких речовин. Висвітлено особливості моделювання різних модифікацій поліфункціонального електромеханічного перетворювача заглибного типу. Викладено результати досліджень, а також оригінальні розробки спеціальних методів структурної, функціональної і теплової інтеграції активної частини електромеханічного перетворювача з виконавчими механізмами та робочим навантажувально-охолоджуючим середовищем. Окрему увагу приділено практичній реалізації об'єктно-орієнтованого проектування заглибного шнекового електромеханічного перетворювача. Розглянуто нові способи видобування, транспортування та переробки в'язких речовин.

Висвітлено питання досліджень, автоматизованого розрахунку й оптимального проектування енергоефективних асинхронних машин. Детально розглянуто інтелектуальні алгоритми оптимізації, проведено моделювання асинхронного двигуна в Simulink, виконано параметричний аналіз проектованої машини в ANSYS Maxwell. Увагу приділено питанням комплексного підходу до енергоефективності регульованого електропривода та підвищенню енергоефективності асинхронних двигунів вторинного ринку як способу енергозбереження. Для оптимізації машини задіяно сучасні інтелектуальні алгоритми, такі як Декартовий добуток множин і генетичний алгоритм. Наведено авторські розробки спеціальних методів підвищення енергоефективності асинхронних машин: створення поліфункціональних електромеханічних перетворювачів технологічного призначення, розробка класової структури та програмна реалізація об'єктно-орієнтованого проектування асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, внутрішньоємнісна компенсація реактивної потужності асинхронних машин.

Індекс рубрикатора НБУВ: З656

Рубрики:

Біогазові установки

Шифр НБУВ: Ж16680 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На сьогоднішній день зброджування біомаси у біогазових установках є одним з найпрогресивніших, екологічно та економічно вигідних рішень для отримання енергії із відходів. Однак, процес анаеробного зброджування відходів є довготривалим, тому одним з головних чинників інтенсифікації процесу є перемішування. Аналіз відомих досліджень вітчизняних та закордонних науковців вказує на актуальність питання зниження енерговитрат на процес перемішування. Мета дослідження - визначення енергетично ефективного рівня швидкості лопатевої двоярусної мішалки з лопатями, встановленими під кутом 450 для малих біогазових реакторів. При вирішенні поставлених завдань застосовуються загальні методи фізики, тривимірне моделювання, обробка і візуалізація отриманих результатів у програмах SolidWorks Flow Simulation та Wolfram Mathematica. З використанням 3D моделювання досліджено вплив частоти обертання мішалки на картину розподілу векторів швидкості потоків субстрату у біогазовому реакторі. Отримано та проаналізовано графіки споживаної потужності на початку перемішування для різної частоти обертання мішалки, а також виконано порівняння між собою рівнів енергії, що витрачається відповідно на перемішування біомаси за період пуску та весь період перемішування. Запропоновано методику визначення енергоефективної частоти обертання перемішувального органу електромеханічної системи біогазових реакторів. Результати можуть бути використані при будівництві та модернізації існуючих біогазових установок для зменшення енергоспоживання процесу перемішування субстрату. На основі проведених досліджень зроблено висновок, що для лопатевої двоярусної мішалки з лопатями, встановленими під кутом 450, енергетично ефективний рівень швидкості мішалки становить 40 об/хв. При такій частоті обертання спостерігається обережне та інтенсивне перемішування біомаси по всьому об'єму резервуару, а середня швидкість векторів потоків переміщення біомаси у об'ємі складає 0,273 м/с. Енергія на один цикл перемішування біомаси складає 2471,3 Дж, при цьому, відсоткове значення витраченої енергії за період пуску становить 0,62 % від енергії, що витрачена за весь період перемішування.

Представлено відомості з усіх етапів процесу розробки програмного забезпечення (ПЗ), при цьому визначальну увагу приділено практичним рекомендаціям по організації процесу, базуючись на взаємодії інженера програмної складової та замовника (розробника технічної складової і ПТК). Наведено рекомендації та правила щодо безпосереднього процесу розробки ПЗ з огляду на підвищення саме якості програмної складової, а також підтримки найбільшої зручності у його використанні. Розглянуто фундамент програмної інженерії як самостійного напряму інженерної діяльності. Проаналізовано фактори, які обумовили кризу в галузі розробки ПЗ у третій чверті минулого століття. У хронологічному порядку наведено процес становлення програмної інженерії для кращого усвідомлення даного напряму інженерної діяльності. Наголошено на необхідності дотримання етичних норм і правил інженерів-програмістів. Розкрито поняття життєвого циклу ПЗ, здійснено порівняльний аналіз життєвого циклу технічних об'єктів і ПЗ. Представлено основні моделі життєвого циклу ПЗ, наведено практичні рекомендації по їх використанню в різних умовах. Розглянуто центральні процеси та процедури безпосередньої розробки ПЗ. Проаналізовано категорії надійності ПЗ, а також їх відмінність від категорії технічних об'єктів енергетики. Прокоментовано фактори, що мають вплив на показники надійності, та способи зменшення їх впливу. Представлено моделі, що найбільш широко застосовуються, на підставі яких виконується розрахунок надійності ПЗ. Наведено числові приклади опису моделей надійності ПЗ. Виконано роз'яснення ролі процесу аналізу та тестування ПЗ для досягнення потрібного рівня надійності. Представлено принципи управління програмним проєктом, а також процесами, необхідними для досягнення належного рівня якості кінцевого результату. Розглянуто актуальні принципи формування колективу інженерів виконавців програмного проєкту та необхідні моделі керування даним колективом. Для керівника програмного проєкту представлено вимоги щодо знань і необхідних навичок. Детально розглянуто актуальну методологію "менеджмент якості" забезпечення якості виробів і процесів, що розробляються. Наведено інструменти і методи та їх основні відомості, пов'язані з реалізацією менеджменту якості. В додатках розглянуто представлені у міжнародних стандартах відомості щодо процесів розробки ПЗ, для прикладу представлено розрахунок надійності ПЗ.

На підставі результатів дослідницько-практичної роботи в галузі проєктування різних за призначенням інженерних об'єктів систематизовано та представлено матеріали щодо синтезу вказаних об'єктів. Зауважено, що змістовна сутність поняття синтезу трактується в широкому сенсі, передбачає застосування обчислювальних процедур, спрямованих на синтез технічних показників і цільового (узагальненого) показника планованого до реалізації інженерного об'єкту, на структурний та параметричний синтез цього об'єкту на стадії його проєктування. Суттєву увагу приділено формуванню сурогатних моделей, які в окремих ситуаціях відіграють чи не головну роль в реалізації притаманних завданням синтезу обчислювальних процедур. Зауважено, що вирішення зазначених завдань здійснюється із застосуванням методів теорії ймовірностей, теорії нечітких множин, алгоритмів імітації природних процесів та явищ.

В монографії приведені результати теоретичних та експериментальних досліджень. Використані різні технологічні процеси напилення, металографічні та ренгеноспектральні і аналізи робочого шару напилення. Застосовані принципи аналізу просторово-часової структури розвитку теплових і динамічних процесів, що супроводжують удар, розтікання і кристалізацію напилених частинок при формуванні покриттів. Приведено результати дослідження процесу взаємодії частки з напиленою поверхнею, який можна представити фазами утворення фізичного контакту, активації контактних поверхонь з утворенням хімічних міжатомних зв’язків на межі розподілу, розвитку об'ємної взаємодії матеріалів. Встановлено, що якість та формування газоплазмового покриття обумовлюється міцністю зчеплення покриття з основою, коефіцієнтом використання порошку та пористістю покриття. Досліджено електроерозійну стійкість відновлюваних конгакг-деталей магнітних пускачів серії ПМЛ -3100 04А і ПМЛ -4100 04А в категорії застосування АС-3. Проведено металографічний та рентгеноструктурний аналіз відновлених робочих поверхонь після випробування їх на електроерозійну стійкість. Електричні комутаційні апарати є важливим засобом електрифікації та втоматизації виробничих процесів у агропромисловому комплексі, особливо в варинництві. Відмова електрообладнання в електроустановках тваринництва ризводить до великих втрат продукції, до зниження її якості, тому за наслідками ю відмову можна порівняти із втратою об’єктом енергопостачання. Так, ідмова обладнання технологічних систем молочних ферм призводить до ниження надоїв молока на 40 %, а захворюваність худоби зростає до 78 %, що одатково знижує продуктивність тварин ще на 12 %. Надійність електричних комутаційних апаратів- одна із складних і багатогранних технічних проблем, яка пояснюється наступними об’єктивними причинами: - різким збільшенням складності і багатофункціональності сучасних технологічних систем; - екстремальністю умов, в яких експлуатуються електричні комутаційні апарати (високі швидкості, значні прискорення, висока температура, вібрація, наявність хімічно активних реагентів у повітряному середовищі тощо); - збільшенням відповідальності функцій, які виконує апарат, високою технічною і економічною вартістю відмови. Статистичний матеріал, який зібраний декількома науково-дослідними організаціями та інститутами, свідчить про те, що в сільському господарстві кожен рік виходить з ладу 20 - 25 %) електродвигунів, а більш ж 80 % їх відмов пояснюється недосконалістю технічних рішень та алгоритмів функціонування комутаційно-захисної апаратури з врахуванням специфіки сільськогосподарського виробництва Це підтверджується щорічним виходом з ладу до 17 % електромагнітних пускачів і 15 % автоматичних вимикачів, а термін служби комутаційних апаратів, які експлуатуються в електроустановках тваринництва, в середньому, складає 0,5 - 3,0 в роки [52], що значно нижче їх технічного ресурсу, при цьому частота відмов у 2 - 2,5 рази більша, ніж для аналогічних апаратів у промисловості. Контакт-дегалі електричних апаратів виготовляються з матеріалів на основі срібла, вартість якого складає 45 - 60 % вартості апарату в цілому. Підвищення надійності роботи апаратів в електроустановках сільського господарства нерозривно пов’язано зі створенням та впровадженням нових контактних матеріалів, які можуть забезпечити задані показники надійності контакг-дегалі, зниження матеріальних витрат на виробництво і експлуатації реле, економію благородних металів. В умовах України, де срібло не видобувається і за різкого підвищення ції на благородні метали, виникає гостра потреба заміни срібних і срібловмісткш контакт-деталей на нові контакти, що виготовлені з менш дефіцитних та більш технологічних контактних матеріалів. Нанесення покриттів газоплазмовик розпиленням - один з найбільш простих, економічно-доцільних і розвинени) процесів відновлення розмірів зношених поверхонь деталей машин і, зокрема робочих поверхонь контакт-деталей електричних комутаційних апаратів. Для відновлення контакт-деталей електроапаратів є економічно ефективний метод - газоплазмове напилення. Він дозволяє отримував покриття різноманітних типів контактних матеріалів, які характеризуються високою міцністю та елекгроерозійною стійкістю. Для цього може бути використане не досить складне в експлуатації, але вартісне технологічне обладнання. Нанесення покриттів газоплазмовим розпиленням - один із методів підвищення надійності та терміну служби контактів і деталей електрообладнання та найбільш простий, економічно-доцільний і розвинений процес відновлення розмірів зношених поверхонь, зокрема, робочих поверхонь контакт-деталей електричних комутаційних апаратів. Розробка і впровадження у виробництво технологічного процесу ^ газоплазмового напилення для відновлення контактних вузлів має ^ перспективний характер і дає можливість отримати експлуатаційні характеристики апаратів, які майже не поступаються новим за відповідними показниками основного виробництва.

Наведено результати багаторічної роботи авторів у сфері проєктування обладнання, спеціально пристосованого для реалізації технологічних процесів щодо обробки в'язких і зволожених сипких матеріалів. Розглянуто основні варіанти реалізації вказаного обладнання, математичні інструменти його моделювання та алгоритми, що становлять основу розробленої автоматизованої системи проєктування обладнання вказаного виду. Описано алгоритми пошукової оптимізації, спрямовані на встановлення параметрів структури обладнання, а також формат програмного середовища, в якому реалізуються розроблені алгоритми.

Детально розглянуто конструктивні і електромагнітні особливості нестандартного електромеханічного перетворювача енергії - двошнекового електромеханічного гідролізера. Це технічний пристрій з поліфункціональними властивостями, здатний одночасно нагрівати, диспергувати, транспортувати, перемішувати та піддавати впливу магнітним полем в одному пристрої робочу сировину. Розроблено колопольові та математичні моделі електромагнітних перехідних процесів цього пристрою. Основні параметри електромеханічної системи визначено шляхом кінцево-елементного моделювання та практичного дослідження феромагнітного ротора. Представлено керування обертовим моментом та кутовою швидкістю феромагнітного ротора двошнекового електромеханічного гідролізера шляхом непрямого полеорієнтованого керування. Шляхом реалізації MATLAB/Simulink моделі отримано графічні залежності основних параметрів феромагнітного ротора за умов ступінчатої зміни обертового моменту та циклічної зміни кутової швидкості. За результатами моделювання помітно доцільність застосування методу непрямого керування з орієнтацією на поле для ефективного керування технологічним процесом двошнекового електромеханічного гідролізера. В порівнянні з розглянутими методами керування, непряме керування з орієнтацією на поле більш просте в проектуванні та реалізації, дозволяє досягнути бажаних характеристик та відкриває подальші можливості для дослідження двошнекового електромеханічного гідролізера.