A fuzzy multi-criteria decision-making approach for power generation problem analysis / I. Emovon

The abundance of different energy sources such as coal, natural gas, and crude oil are in the Africa region, yet one of the lowest electric energy per capita consumption. Different factors have been attributed to this abysmal energy failure in the literature, leading to her slow economic and industrial advancement. These factors include poor maintenance of power generation infrastructure and lack of policy continuity, among others. The purpose of this article is to prioritize these power generation problems for proper budgetary allocation by managers of electric power. The fuzzy VIKOR technique is presented for the evaluation and ranking of these power generation problems. The analysis showed that poor maintenance is the most critical challenge of bedeviling power generation in Nigeria. The Fuzzy VIKOR produces the same result as the classical VIKOR used previously in resolving the problem. The proposed technique addresses the challenge of uncertainty and subjectivity by applying linguistic variables in the decision-making process, which the classical VIKOR is incapable of handling.

A novel automated decision-making process for analysis of ions and organic materials in drinking water / T. Javanbakht

This paper applies a novel automated decision-making process with TOPSIS to analyze ions and organic materials in drinking water. The hypothesis was that the modified TOPSIS algorithm with the Lukasiewicz fuzzy disjunction would be appropriate to optimize the drinking water samples. The maximum output values were set to one to apply the fuzzy disjunction. The concentrations of ions and organic materials in the drinking water samples were considered from the values for naturally occurring chemicals that would be of health significance. Materials with positive effects on the body were considered profit criteria, whereas other ones with negative impacts on human health were considered cost criteria. The analysis of samples with unmodified TOPSIS showed that profit criteria having high concentrations and cost criteria having low concentrations had the dominant effects on the candidates' ranking. The modified TOPSIS showed that the candidates' ranking in the second analysis series was the same as in the first. However, the value of 1,0 for the fourth candidate's concentration of nitrite, which resulted from the fuzzy disjunction in the algorithm of the modified TOPSIS, was attributed to the confusion of the drinking water and undrinkable water categories. The optimization results for drinking water samples could be applied in science and engineering based on the concentrations of their ions and organic materials with the automated decision-making process for their distinction from undrinkable water.

A scheduling model in capturing methane gas from methane clathrates deposits / U. O. Anyanwu, O. C. Okafor, C. A. Nkwor

The execution of any project type, especially engineering-based projects, is usually time-based, efficiency-driven, and cost-effective. These factors are the deterministic parameters that engineer successful project completion. The application of scheduling models remains the best technique for achieving these three factors to their best degrees. Therefore, this study was centered on the impact study of applying the scheduling model in harvesting methane gas from methane clathrates deposits. Various data on gas hydrate reserves in the Niger Delta region of Nigeria were collected from relevant literature, studied, and analyzed. Such data includes the pictorial representation and description of the gas hydrate site in the Niger Delta region of Africa and various shapes and sizes of gas hydrate perimeters in the studied region positions of the gas reserves. The normal faults are projected on a bathymetric map of the study area and the bathymetric map of the Pockmark (with the stippled black line indicating the sea floor projection of a prominent N-S trending fracture in 3-D seismic data). As a type of scheduling model, the critical path method (CPM) was applied to develop the project's work sequence using the activity on node (AON) architectural technique and Primavera P6 software after carefully identifying the primary operations involved in the project and their respective sub-operations or work breakdown structure (WBS). The risks associated with each operation were meticulously identified, with their consequent impact and exposure matrix determined using probabilistic measures of 1-5 according to the degree of the risk. Mitigation strategies were recommended for all the identified risks. The cost benefits of the project were X-rayed using parameters such as net present value (NPV), project payback time, internal rate of return (IRR), and net cumulative cash flow. From the results obtained, the CPM schedule showed that the project execution would last approximately ten months. All the operations involved in the project execution plan were all critical, proving that each activity should be completed within the scheduled run period. Else, the entire project would be affected. Also, risks with a high exposure matrix of 25, 12, and 4 were mitigated to 5, 3, and 0 using the recommended strategies. In addition, the project yielded an NPV of $20,736,951.04 for the run period of 22 years after the execution of the project, IRR of 14 %, and a payback time of 8 years (adding 2023 - the year of project execution) provided the daily production rate is maintained within 60,000 - 65,000 MSCF/day. If the daily production rate increases, the cash flow and payback time will decrease. Therefore, the application of CPM in extracting methane gas from gas hydrates positively affected the operation through the vivid insights provided in workflow pattern/methodology risks effects and cost benefits.

Adsorption of crystal violet on rice husk activated carbon / N. Salahudeen, A. Alhassan

The need to develop effective technology for the treatment of liquid effluent of dye-intensive industries such as textile, rubber, paint, and printing is synonymous with the need to save the life-threatening risks posed by these carcinogenic and mutagenic pollutants on human and aquatic lives. Isotherms of adsorption of crystal violet (CV) on activated carbon (AC) synthesized from rice husk are presented herewith to elucidate the mechanism of the adsorption process of crystal violet dye contaminated water on rice husk activated carbon. AC was synthesized from rice husk via a phosphoric acid activating agent at low temperatures. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherm studies were employed. The mean square values for Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R models were 0,98, 0,91, 0,94, and 0,63, respectively. Analysis of the isotherms of the adsorption of crystal violet sorbate on the synthesized rice husk sorbent suggested that the adsorption process proceeded via a homogeneous monolayer mechanism. Langmuir isotherm gave the best fit of the adsorption process. Langmuir isotherm constant was -1,40 l/mg, and the equilibrium adsorption capacity was 13,53 mg/g.

Advancement of fault diagnosis and detection process in the industrial machine environment = Удосконалення процесу діагностування несправностей у промислових умовах

Діагностика несправностей машин є дуже важливою прблемою у промислових системах і заслуговує на подальший розгляд з огляду на зростаючі вимоги до складності та підвищення експлуатаційних характеристик сучасних машин. У даний час виробничі компанії та дослідники роблять значні спроби впровадити ефективні засоби діагностики несправностей. Оброблення сигналів є ключовим кроком у моніторингу стану машини в складних промислових електричних роторних машинах. За останні роки було розроблено ряд методів оброблення сигналів, які традиційно застосовуються у різних роторних машинах. Зокрема, індукційні двигуни є широко уживаними в різних галузях промисловості завдяки їх невеликим розмірам, низькі собівартості та роботі з існуючим джерелом живлення. Несправності індукційної машини можуть стати причиною значних промислових і фінансових втрат на підприємстві. Порівнянюючи різні несправності, можна зробити висновок, що діагностування дефектів валу має важливе значення через складність наслідків цього дефекту, що призводить до серйозної несправності двигуна. При цьому виявлення цієї несправності є надскладною проблемою технічної діагностики несправностей машини. Мета роботи - узагальнення методів технічного діагностування несправностей машин для виявлення дефектів валу.

Airplane waste disposal system tank designing using numerical simulation and experimental bench results = Проектування баку для системи видалення відходів літака з використанням методів числового моделювання і результатів стендових випробувань

Сучасний пасажирський літак неможливо розглядати без вимог щодо забезпечення безпеки і комфорту перебування пасажирів на борту. Однією із систем, що забезпечує необхідні комфортні умови в літаку, є система видалення відходів. На сьогоднішній день перспективним типом систем видалення відходів є система вакуумного принципу дії. Система видалення відходів цього типу є сукупністю складних багатофункціональних підсистем збору відходів, зберігання відходів, вакуумування, зливання і промивання та управління системою. Розроблення таких систем, що складаються з пристроїв, що працюють на різних фізичних принципах функціонування, є комплексною наукоємною проблемою, пов'язаною з проведенням різнопланових прикладних досліджень у області проектування, розроблення і цільового застосування систем даного типу. Одним із основних елементів системи є бак зберігання відходів. Важливим етапом при проектуванні бака є визначення його масогабаритних характеристик на ранніх етапах розроблення. На ці характеристики чинить вагомий вплив процес наповнення бака, який є визначальним і для розміщення функціонального обладнання у ньому. У зв'язку з вищезазначеним, мета дослідження - процес наповнення бака за допомогою методів чисельного моделювання.

AISI 1045 steel flat surfaces machining using the magneto-abrasive method / V. S. Maiboroda, O. O. Belajev, D. Yu. Dzhulii, I. V. Slobodianiuk

The results of the study of using the end-type heads based on permanent magnets for polishing flat surfaces of ferromagnetic parts on standard metal-working equipment are presented in the work. The possibility of a highly efficient achievement of the roughness of flat surfaces up to Ra << 0,05 <$E mu>m with the initial Ra >> 1 - 2 <$E mu>m with removing of the heredity of the machining in the form of microwaves obtained in the face milling operation was shown. Based on the results of the analysis of the process of dispergation of the material was analyzed the influence of the magnetic field gradient the intensity of the magneto-abrasive machining of flat ferromagnetic surfaces by heads, which form a magneto-abrasive tool in the shape of a "brush" and "half of torus". The influence of technological process parameters: the rotation speed of the working heads, the sizes of the working gap, the technological feed on the character of the change in the microgeometry of the machined surface were investigated. The machining conditions, under which occur the preferential machining of micro peaks or micro valleys on a rough surface, were identified. It was determined that the rational conditions of the magneto-abrasive machining of flat ferromagnetic surfaces are: the rotation speed of the working heads 900 rpm, the gap size between the machined surface and the working surface of the head 2,5 - 4,0 mm and the working feed 10 - 15 mm/min.

Alternative technology to manufacture bimetallic products by using self-propagating high temperature synthesis

Electric welding is usually used for surfacing metal products. This process may be laborious and timeconsuming, which at the same time excludes welding jointing throughout the product surface. The productivity of powder tape surfacing is pretty low, up to 2,7 kg / h, with a melting rate of 13 - 15 min / h. The use of the selfpropagating high-temperature synthesis for producing a liquid thermite alloy aimed at further surfacing throughout the metal surface of a detail can provide a cost-effective and viable alternative technology for manufacturing bimetallic products.

An algorithm for the detection of circular elements in engineering design / D. K. Bonello, Y. Iano, U. B. Neto

Various concentrated works have been done in the area of computational vision regarding the circle and texture detections. Detection of circles in images can be beneficial for PCB components industries for the detection of capacitors in printed circuit boards, also for medicine in the detection of red cells, white blood cells, and leukocytes, and for applications which requires precision and assignments regarding the detection of circles in a digital image. In this work is utilized a benchmarking of images to detection circle boards of different radio values for the comparison with the work [1] of this article. The benchmarking of images is composed of five main images that are tested in the algorithm of detection of circles in MATLAB with different values of radio for each image. The results appoint an enhancement of 300 % concerning the algorithm proposed in work [1] showed in this article. In this work also would be plotted graphs concerning the accuracy of the new proposed algorithm with relation to the algorithm proposed in work [1], indicating better results concerning the GUI interfaces and capacity of detection circles.

An experimental study of heat and mass transfer in a falling liquid film evaporation into a crossflow of neutral gas / V. K. Lukashov, Y. V. Kostiuchenko, S. V. Timofeev, M. Ochowiak

The work is devoted to the study of heat and mass transfer in a liquid film flowing down on a heated surface under conditions of evaporation into a crossflow of a gas neutral with respect to the liquid. The work aimed to experimentally determine the average heat transfer coefficients from a heated surface to the film, heat transfer and mass transfer from the film to the gas flow and to establish their dependence on the input parameters of the heat and mass transfer process. To achieve this goal, an experimental setup was created, and a research technique was developed based on the proposed mathematical model of the heat and mass transfer process. The results of the study showed that the dependences of the average heat and mass transfer coefficients on the initial liquid flow rate are extreme with the minimum values of these coefficients at the liquid flow rate, which corresponds to the critical value of the Reynolds criterion Re l cr = 500, which indicates a transition from the laminar falling films to turbulent mode under the considered conditions. The dependences of the heat and mass transfer coefficients on other process parameters for both modes of film falling are established. A generalization of the experimental data made it possible to obtain empirical equations for calculating these coefficients.

Analysis of machined depth and hole diameter on soda-lime glass using electrochemical discharge machining process = Аналіз глибини і діаметра отворів при електрохімічному обробленні силікатного скла

Механічна обробка скляного матеріалу є надзвичайно важкою через його фізичні та хімічні властивості. Оброблення електрохімічним розрядом є інтегрованим гібридним процесом оброблення провідних матеріалів, високоміцних непровідних матеріалів з високою твердістю і крихкістю. У цьому дослідженні спроектована і виготовлена експериментальна установка для механічного оброблення непровідних матеріалів електрохімічним розрядом. Електрохімічний процес застосовується для свердління отворів у силікатному матеріалі. Експерименти були проведені із застосуванням ортогонального масиву L27 методу Тагучі та релізовано у комп'ютерній програмі MINITAB 17. Результати оброблених електрохімічним способом глибини і діаметра отворів у силікатному склі перевірялись з урахуванням таких умов оброблення як напруга, концентрація електроліту і частота обертання. Результати досліджень показали, що основним параметром отримання необхідної глибини і діаметра оброблюваного отвору є у першу напруга. Концентрація електроліту і частота обертання інструмента є також важливими, але другорядними параметрами.

Analysis of nanoparticles characteristics with TOPSIS for their manufacture optimization / T. Javanbakht

The present study focuses on the comparative analysis of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) characteristics with the TOPSIS method. The prediction of the characteristics of SPIONs is required for better manufacturing of these nanoparticles. Although the characteristics of these nanoparticles have been investigated, no research has been done on their comparison in order to determine which one of their surface functionalities would be more appropriate for their diverse applications. The objective of this study was to analyze the characteristics of SPIONs without or with surface charge with a prediction model and TOPSIS in order to determine the best nanoparticles. Moreover, the effect of inappropriate consideration of their cost criterion on their ranks was explored with the modified TOPSIS. This analysis showed that the characteristics of SPIONs such as antibiofilm activity, hemocompatibility, activity with hydrogen peroxide, rheological properties, and the labour of their chemical synthesis could affect their ranking. Neutral SPIONs, negatively charged SPIONs, and positively charged SPIONs were ranked as the first, second, and third candidates, respectively. However, the improvement of the activity of positively charged SPIONs with hydrogen peroxide showed an increase to 0,3 instead of 0,2, which resulted in a better rank of these nanoparticles in comparison with that of the same nanoparticles in the first analysis series. One of the advantages of this study was to determine the impact of the characteristics of SPIONs on their ranking for their manufacturing. The other advantage was getting the information for further comparative study of these nanoparticles with the others. The results of this work can be used in manufacturing engineering and materials science.

Analysis of technogenic load of oil and gas production on Caspian region = Аналіз техногенного навантаження від нафтогазової промисловості на Каспійський регіон

Проблема інтенсивного забруднення Каспійського моря продовжує залишатися однією з найважливіших і найсерйозніших для регіону. Особливе занепокоєння викликає підвищення рівня забруднення нафтовими вуглеводнями узбережжя Каспійського моря. Мета роботи - оцінка ступеня забруднення прибережної зони Каспію нафтовими вуглеводнями. Авторська ідея полягає у забезпеченні комплексного аналізу екодеструктивних факторів процесу нафтового видобутку на природні комплекси, зокрема впливу хімічного забруднення нафтовими вуглеводнями водного басейну на місцеві гідробіонти. Використані методи математичного моделювання поширення нафтових плівок на поверхні води, спрямовані на прогнозування області впливу, а також методи токсикологічних досліджень та оцінювання взаємозв'язку "доза - ефект". Встановлено, що води Каспійського моря, пов'язані з видобутком нафти, є районами підвищеного екологічного ризику. У випадках, коли концентрація вуглеводнів перевищує 1 мг/л, фізіологічні зміни спостерігаються у більшості домінуючих груш гідробіонтів. Зони підвищеного рівня ризику для морських екосистем, спричинені розвитком газової та нафтової промисловості, пов'язані з північною та південно-західною частинами Каспійського моря. На підставі проведених досліджень одержані результати, необхідні для розроблення програм забезпечення екологічної безпеки досліджуваного регіону.

Analysis of the application of the galvanic circuits in schemes of the catodic protection for underground papelines = Аналіз застосування гальванічної розв'язки в схемах катодного захисту підземного трубопроводу

Розглянуто можливість використання анодного заземлювача в збірці з контейнером. Забезпечення цілісності трубопроводу є актуальним питанням у зв'язку з екологічними і економічними наслідками. Процес захисту трубопроводу супроводжується виносом частинок металу на електронному рівні. При створенні різниці потенціалів струм буде зміщуватися від анода до катода. У процесі даного зсуву електрони з анодного заземлювача переміщаються до трубопроводу під впливом електромагнітного поля. Тим самим руйнуючи анод і виносячи елементи металу, що знаходиться під захистом. Виконано опис гальванічної ємнісної розв'язки для станцій катодного захисту. Щоб виключити результат впливу процесу електрохімічного захисту на катоді. Тим самим поліпшити захист трубопроводу.

Analysis of the methodology of constructing a production function using quality criteria = Аналіз методології побудови виробничої функції з використанням критеріїв якості

На прикладі України розроблено методику оцінювання параметрів класичної формули типу Кобба-Дугласа для прогнозування тенденцій розвитку промисловості держави. На основі обчислювального експерименту встановлено, що для значень виробничої функції Y, близьких за числовими значеннями і відхиленнями до 3,7 %, апроксимування Y у сфері промисловості для невеликих часових періодів є неможливим з огляду на ускладнення множини її параметрів та коефіцієнтів. Для прогнозування значень Yi (Yi є Y) проведено оцінювання параметрів, що входять до класичної формули типу Кобба-Дугласа. Для удосконалення методики оцінювання коефіцієнтів, що входять до цієї формули, запропоновано нові варіанти мультиплікативного та адитивного критеріїв якості. Виходячи із аналітичних даних за 2010 - 2017 рр., проведено оцінювання відповідних критеріїв для промисловості України.

Analysis of the theories for assessment of the quality management product efficiency = Аналіз існуючих теорій та концепцій оцінювання ефективності управління якістю продукції

Визначені переваги впровадження та причини низької ефективності системи управління якістю на вітчизняних машинобудівних підприємствах. Розглянуті методи та інструменти системи управління якістю. Проведений аналіз публікацій дав змогу виокремити напрямки, в яких ведуться дослідження щодо впровадження та ефективного використання системи управління якістю на машинобудівних підприємствах. Виконано порівняльний аналіз двох версій стандартів ISO 9001. Розроблена функціональна схема управління якістю продукції. Розглянуті роботи вітчизняних і зарубіжних авторів щодо оцінювання ефективності систем управління якістю. Запропоновано метод, який дозволить контролювати якість продукції на всіх етапах її виготовлення. Застосування цього методу дає можливість здійснити оцінку функціонування процесів машинобудівних підприємств для визначення найбільш критичного за рівнем якості та може застосовуватись для оцінювання як основних процесів виробництва, так і елементів та операцій.

Analysis of the three-dimensional accelerating flow in a mixed turbine rotor / M. A. Chelabi, Y. Basova, M. K. Hamidou, S. Dobrotvorskiy

An investigation on new rotor blade designs conceived to produce higher exit relative kinetic energy of a mixed flow turbine is undertaken. Accelerating the flow through the rotor in a relative frame of reference improves energy transfer to the shaft, which is only produced in a rotating rotor. A three-dimensional converging rotor channel might respond to the analysis requirements in the subsonic flow regimes. Effectively, the machine experiences a 3,71 % and 3,67 % increase in work output and efficiency, respectively, representing this study's primary intent. This has been accomplished by varying the shroud profile to a lesser eye tip diameter, then the hub profile to a larger eye root diameter. At last, both shroud and hub profiles are varied. It appears possible to enhance the performance of the rotor in terms of optimum work done and efficiency by devising suitable blade geometry designs. ANSYS CFX 15 is the code of all simulation works.

Application of FMEA for assessment of the polymer composite materials quality / S. Rudenko, K. Berladir [et al.]

The paper is devoted to developing a methodology for failure mode and effects analysis on the example of assessment of defects that occur during production and operation of polymer composite materials and industrial products from them. The paper uses the Ishikawa method to illustrate and further analyze the cause of defects in reinforced polymer composite material. The Ishikawa diagram was constructed and analyzed using the method of causal analysis. The types and consequences of failures and defects for polymer composite materials are analyzed. For each type of defect, the value of the priority number of risks is calculated. For the most critical defect, measures to reduce potential defects are proposed. Suggestions for improving the detected defective zones in the structures of polymer composites in the analysis process are given.

Application of reinforcing thermocycling treatment for materials of stamps hot deformation = Застосування зміцнювального термоциклічного оброблення для матеріалів штампів гарячого деформування

Робота присвячена пошуку технологічних методів підвищення стійкості штампового інструмента для гарячого деформування. У результаті дослідження розроблені нові, нестандартні сполучення схем циклування і параметрів термоциклічного оброблення (ТЦО) у межах режиму. Це дозволило створити в металі керовані структурні стани за рахунок подрібнення зерна, створення підвищеної щільності дефектів і прискорення дифузійних процесів з метою ефективного управління структурою, підвищення механічних, експлуатаційних властивостей та запобігання руйнуванню робочих поверхонь інструмента. Розроблено і випробувано нові режими ТЦО, які позитивно впливають на механічні характеристики сталі 5ХНМ. Проведене термічне оброблення відповідно до експериментальних режимів, що складалось із попереднього термоциклічного оброблення з послідуючими гартуванням і відпуском, дозволяє отримати більш однорідну структуру металу із збереженням дрібного зерна і заданої твердості. Розмір зерна структури сталі 5ХНМ після використання термоциклічного оброблення зменшується з 5 - 6 до 7 - 8 балів, а після остаточного термічного оброблення - до 9 - 10 балів.

Application of Rough TOPSIS technique for the analysis of engineering system failure causes = Застосування засобів Rough TOPSIS для аналізу причин відмов інженерних систем

Розглянута проблема визначення пріоритетів причин відмов інженерних систем. Відповідно, є потреба у розвитку інструмента для ідентифікації критичних проблем в інженерних системах для полегшення прийняття рішень при розподілі наявних ресурсів у забезпеченні оптимальної продуктивності системи. Запропонована теорія грубих множин шляхом застосування засобів Rough-TOPSIS для упорядкування за подібністю до досягнення ідеального рішення. Такий підхід дозволяє поєднати теорію грубих множин і TOPSIS для визначення пріоритетів у заданому інженерному середовищі. Наведені числовий приклад використання запропонованого методу та вдосконалена методика використання інформації від експертів. Як результаті дослідження, були виявлені фактори (причини), що перешкоджають оптимальному функціонуванню інженерної системи, у порядку їх значущості. Запропонований підхід має відносні переваги над іншими гібридними методами, що легко можна здійснити за допомогою ручного розрахунку або електронної таблиці, не вимагаючи додаткових інструментів для оцінювання критеріїв прийняття рішень та сукупних думок експертів.