Статті КЕТтаОП (ІПБТ)

Permanent URI for this collection

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14989

ENG: Articles

Browse

Now showing 1 - 20 of 41

The Phenomenon of a Mixed Colony: The Case of Lasius Brunneus and Lasius Umbratus (hymenoptera, Formicidae)
(Publishing House “Akademperiodyka”, Kyiv, 2024) Stukalyuk, S.; Radchenko, Yurii M.; Akhmedov, A.; Stelia, V.
ENG: The aim of this work is to study to find out why, in the case of temporary social parasitism, a mixed colony of Lasius brunneus (Latreille, 1798) and Lasius umbratus (Nylander, 1846) exists in this state for many years. In 2023, a mixed colony of L. brunneus (host species) / L. umbratus (temporary social parasite) was discovered in Moldova. This mixed colony is located at the same site where another mixed colony containing Lasius fuliginosus (Latreille, 1798), L. umbratus disappeared in 2017. Video recordings of the intensity of movement of workers of the two species along the trails were made to study the frequency of antennal contacts and to calculate the colony population. Based on the previously used algorithms, it was assumed that the queen oviposition rate of L. umbratus is 1.5 times higher than that of L. niger, while that of L. brunneus is comparable to that of Lasius niger (Linnaeus, 1758). Chi-square test and post-hoc Dunn's test were used for statistical analysis of the data. Mathematical modelling was used to analyse the rate of colony development. Results of the analysis of worker activity on the trail showed that L. brunneus had 11 times more foragers than L. umbratus. A high number of interspecific antennal contacts between workers was recorded. The population of the mixed colony was estimated to be 48.880 L. brunneus and 24.433 L. umbratus workers. Mathematical modelling confirmed the failure of L. brunneus monogyny in a mixed colony and suggested that high L. brunneus abundance is ensured by multiple queens (oligogyny). Probably in 2021, the L. brunneus colony moved to a new habitat, which was invaded by the L. umbratus queen. After the invasion, several L. brunneus queens survived, allowing a mixed colony to exist.
Determination of Operating Parameters of Accumulative Electric Heating Systems
(IOP Publishing Ltd, 2024) Kolienko, Anatoliy G.; Ahmednabiev, R. M.; Gupalo, Olena V.; Demchenko, O. V.; Hukasian, O. M.
ENG: The article presents the results of research aimed at determining the parameters and characteristics of storage heating systems, justifying the possibility of using heat accumulators to increase the efficient use of energy that is generated, including from renewable sources. The virtuality, frequency and significant dependence on natural conditions and climate of renewable energy sources, as well as the need to optimize their installed capacity, leads to the need to use energy storage installations. The presence of efficient energy batteries is a prerequisite for modern efficient energy and heat supply systems. The methodology of the work is based on our own theoretical and experimental studies, which provide practical recommendations for the arrangement of energy accumulators obtained using renewable heat sources. This is especially relevant for Ukraine during the period of active military operations on its territory, the destruction of traditional energy sources and a shortage of generating capacity. Recommendations have been developed for the design of heat accumulators for heating systems of residential and public buildings. Their effectiveness has been assessed under conditions of limited use of fossil fuels and the use of hybrid energy sources. Scientific and practical results of the work make it possible to carry out low-cost reconstruction of heating systems for the introduction of storage systems using electrical energy, the source of which is wind and solar energy. Such developments are becoming particularly relevant in Ukraine, taking into account the requirements for ensuring the stability and efficiency of infrastructure facilities in war conditions.
Розробка АСК режимом дуття кільцевої печі при його збагаченні технологічним киснем
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Михайловський, Микола Володимирович; Гупало, Олена В’ячеславівна; Єгоров, Олександр Петрович; Шибакінський, Володимир Іванович
UKR: Перспективними заходами підвищення енергоефективності кільцевих печей є збільшення температури підігріву повітря шляхом їх переведення на регенеративну систему опалення та утилізації теплоти димових газів і збагачення повітря горіння технологічним киснем. Застосування регенеративних пальникових пристроїв потребує значних інвестицій. В той же час, при наявності надлишків технологічного кисню і обмеженій інвестиційній можливості підприємства доцільним є реалізація технології нагрівання металу при збагаченому киснем повітрі. Досліджено теплову роботу кільцевої печі трубопрокатного цеху № 4 ПАТ «Інтерпайп НТЗ», яка працює на атмосферному та збагаченому киснем повітрі. Розглянуто два варіанти організації змішування технологічного кисню з атмосферним повітрям: 1) після підігріву атмосферного повітря в рекуператорі; 2) перед рекуператором з наступним підігрівом в рекуператорі суміші атмосферного повітря та технологічного кисню. Для впровадження заходу розроблено температурний режим роботи печі на збагаченому киснем повітрі. На основі аналізу техніко-економічної ситуації на підприємстві рекомендовано здійснити варіант змішування підігрітого атмосферного повітря з технологічним киснем після рекуператора. Опрацьовано алгоритм керування таким комбінованим дуттям кільцевої печі. З урахуванням вимог технічного завдання розроблено відповідну систему керування з використанням мікропроцесорного обчислювального комплексу. За результатами комп’ютерного моделювання керування співвідношенням «газ-повітря-кисень» вибрані закони регулювання і визначені налаштування регуляторів витрати палива, підігрітого повітря і технологічного кисню, що забезпечують заданий тепловий режим нагрівальної кільцевої печі. Визначено, що з використанням в кільцевій печі наявного ресурсу технологічного кисню 2000 м3/год можливо збільшити концентрацію кисню у повітрі дуття до 33,6 %. Це забезпечує підвищення енергоефективності печі та економію палива до 18 %. Річний економічний ефект від впровадження заходу складе майже 10 млн. грн. Результати роботи можуть бути базою для створення автоматизованої системи керування (АСК) комбінованим дуттям кільцевої печі.
Вибір початкової теплової потужності нагрівального колодязя в умовах нестабільної роботи підприємства
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Радченко, Юрій Миколайович; Гупало, Олена В’ячеславівна; Ребриков, О. А.; Штацький, М. О.
UKR: Роботу присвячено пошуку шляхів покращення теплотехнічних показників рекуперативних нагрівальних колодязів при роботі в сучасних умовах, для яких характерна непередбачуваність із забезпеченістю металургійного заводу паливно-енергетичними ресурсами, відсутність сталої виробничої програми, різноманітність виробів, що піддаються тепловій обробці і таке інше. Метою дослідження є визначення раціонального режиму нагрівання зливків (заготовок), який забезпечить мінімум питомої витрати палива при виконанні виробничого замовлення. В якості метода дослідження використано методики розрахунку нагріву металу і показників теплової роботи, які базуються на інженерній теорії нагріву. Інженерна модель розповсюдження теплоти дозволила отримати данні, щодо розподілу температури по перетину заготовки на протязі нагрівання без розв’язання диференційного рівняння теплопровідності, а також розрахувати тривалість окремих періодів нагрівання, теплові втрати робочої камери колодязя до навколишнього середовища. Використання поняття про теплові потужності дозволило визначити основні показники теплової роботи колодязя: продуктивність; питому витрату палива на нагрівання металу; коефіцієнт корисної дії колодязя. В роботі досліджено теплову роботу рекуперативного нагрівального колодязя за типовим режимом нагрівання заготовок: перший період – нагрівання з постійною тепловою потужністю, другий – витримка заготовок при постійній температурі камери колодязя. Визначено, що при нагріванні прямокутних заготовок м’яких марок сталі холодного посаду, мінімум питомої витрати палива на нагрівання металу забезпечує робота колодязя з початковою годинною витратою природного газу 269–398 м3/год. Така теплова потужність колодязя забезпечує прийнятну тривалість нагріву маси металу 29–32 тони на рівні 3,4–4,6 годин. При цьому питома витрата умовного палива складає 48,2 кг/т нагрітого металу.
Збільшення температури підігріву доменного дуття шляхом удосконалення системи утилізації теплоти відхідних димових газів повітронагрівачів
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Грес, Леонід Петрович; Гупало, Олена В’ячеславівна; Верещак, Віктор Іванович; Єрьомін, Олександр Олегович; Радченко, Юрій Миколайович; Верещак, Денис Вікторович
UKR: Для нагрівання доменного дуття використовуються повітронагрівачі, які опалюються доменним газом. Збільшення температури горіння доменного газу шляхом підвищення температури підігріву компонентів горіння перед їх спалюванням в повітронагрівачах дозволяє підвищити температуру нагріву доменного дуття. Проте відносно низька температура відхідних димових газів повітронагрівачів обмежує можливості збільшення температур підігріву компонентів горіння. Дослідження, виконані в роботі, спрямовані на подолання зазначеного обмеження шляхом обладнання системи утилізації теплоти димових газів теплогенератором, що опалюється доменним газом. Димові гази, які утворюються в теплогенераторі, змішується з відхідними димовими газами доменних повітронагрівачів, що дозволяє підвищити їх температуру. Далі суміш димових газів подається в теплообмінники для підігріву доменного газу і повітря перед їх спаленням в повітронагрівачах. Розроблені авторами технічні рішення дозволяють збільшити температуру підігріву компонентів горіння на 140 °С, досягти температури підігріву доменного дуття 1210-1220 °С і забезпечити економію коксу 3,1 – 4,2 %.
Розв’язання задачі нагріву (охолодження) нерухомого пористого шару матеріалу методом елементарних балансів
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Баранова, Тетяна Євгеніївна; Саввін, Олександр Віталійович; Суліменко, Сергій Євгенійович; Єрьомін, Олександр Олегович
UKR: У статті розглядається питання неформального виведення системи скінченно-різницевих рівнянь для нагріву (охолодження) нерухомого шару матеріалу з ідеальною теплопровідністю на основі аналізу рівнянь, складених методом елементарних теплових балансів. Показано фізичну сутність різних розрахункових схем і запропоновано вдосконалену методику розрахунку нагріву (охолодження) нерухомого шару матеріалу. Проведено порівняльний аналіз результатів розрахунку нагріву (охолодження) нерухомого шару матеріалу за аналітичним рішенням, за неявною схемою з формальним наближенням диференціальних рівнянь та за запропонованою методикою.
Дослідження теплової підготовки сталеливарних ковшів при використанні електричних нагрівачів
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Романько, Ярослав Вікторович; Мєшкова, Анжеліка Геннадіївна; Суліменко, Сергій Євгенійович
UKR: Об’єкт дослідження – процеси теплообміну в робочому просторі сталеливарного ковша та футирівці при його розігріванні с застосуванням електричних нагрівачів. Мета дослідження – визначення впливу характеристик нагрівача та ковша на теплові потоки на поверхні футерівки та температурні поля на різних ділянках ковша. В роботі представлена математична модель розігріву сталеливарного ковша з використанням електронагрівача. Для розрахунку теплообміну випромінюванням між поверхнями футерування, кришки та нагрівальними елементами застосований зональний метод. Задача визначення теплопровідності для кожної ділянки футерування вирішувалася методом кінцевих різниць. Наведено результати розрахунків розігріву сталерозливного ковша ємністю 50 тонн. Показано залежності зміни теплових потоків та температури поверхонь по висоті бічної стінки ковша, а також розподілу температури за товщиною футерування.
Дослідження впливу інтенсифікації доменного процесу шляхом збільшення витрат дуття на параметри експлуатації системи підводу та нагрівання дуття
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Грес, Леонід Петрович; Гупало, Олена В'ячеславівна; Єрьомін, Олександр Олегович; Радченко, Юрій Миколайович; Суліменко, Сергій Євгенійович
UKR: Метою роботи є дослідження впливу збільшення витрат дуття на параметри експлуатації системи подачі та нагрівання дуття для умов доменної печі корисним об’ємом 1754 м3. Методика. Для виконання досліджень використано чисельно-розрахунковий метод, який передбачає виконання розрахунків спалення палива, тепломасообміну та газодинаміки з визначенням експлуатаційних параметрів системи подачі та нагрівання дуття на дільницях «турбоповітродувка – блок повітронагрівачів – тракт гарячого дуття – доменна піч». Результати. Визначено, що забезпечення температури під куполом повітронагрівачів 1350 °С потребує збагачення доменного газу природним до вмісту природного газу в природно-доменній суміші 5,6 %. Нагрівання збільшеної на 18,5 % витрати дуття потребує підвищення теплової потужності повітронагрівачів до максимально можливої і призводить до зниження температури нагріву дуття на 30 °С. При цьому теплові втрати трубопроводу гарячого дуття на ділянці «повітронагрівачі-фурми доменної печі» майже не змінюються, в той час як витрати димових газів та втрати їх тиску в димовому тракті повітронагрівачів суттєво зростають. Оскільки евакуація димових газів із повітронагрівачів відбувається в основному за рахунок тиску компонентів спалення, рекомендовано використання централізованої подачі повітря з вентилятором більшої продуктивності. Наукова новизна роботи полягає у виявленому взаємозв’язку між витратами дуття та експлуатаційними параметрами системи його нагрівання та підводу до доменної печі. До практичної значущості роботи слід віднести розроблені рекомендації щодо забезпечення експлуатації системи підводу та нагрівання дуття при збільшенні його витрат.
Реконструкція камерної печі періодичної дії
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Радченко, Юрій Миколайович; Гупало, Олена В'ячеславівна; Єрьомін, Олександр Олегович; Грес, Леонід Петрович; Штацький, М. О.
UKR: Мета. В роботі розглянуто питання реконструкції камерної печі періодичної дії з метою підвищення енергоефективності агрегату. Методика. Піч, що розглядається в роботі, працює при постійній температурі в робочій камері, опалюється природним газом та має номінальну продуктивність 100 кг/год. За проектом стіни печі двошарові: вогнетривкий шар 120 мм виконано з шамоту класу Б; теплоізоляційний шар 60 мм – з діатомової цегли. Для дослідження температурних полів та втрат теплоти через футеровку при експлуатації печі авторами розроблено двомірну математичну модель теплопровідності через плоску стінку для нестаціонарного температурного стану. Результати. З використанням математичної моделі виконано чисельні розрахунки для печі базової конструкції та трьох варіантів реконструкції її футеровки. Реконструкція передбачає заміну цегляної футеровки печі на футеровку, виконану з мулітокремнеземістого волокна МКРВ-340, товщиною 180, 120 та 60 мм, відповідно до варіанту реконструкції, що розглядається. Визначено зміну теплових втрат та розподілу температур в футеровці, обчислено витрати палива та його вартість, що витрачаються на покриття теплових втрат, а також масу та вартість футеровки. Наукова новизна роботи полягає у виявленому взаємозв’язку між конструктивними та експлуатаційними показниками печі, а практична значущість роботи – в розроблених рекомендаціях щодо вибору раціональної товщини шару футеровки печі із мулітокремнеземістого волокна в залежності від очікуваного терміну експлуатації теплового агрегату.
Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі
(Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, 2024) Карпович, Олена; Каракаш, Євген Олександрович; Жумар, Денис; Таран, Олександр
UKR: Метод коаксіальної лазерної обробки порошкових матеріалів є високопродуктивним і здійснюється в захисній атмосфері. Потоки захисного газу формують форму та структуру конуса частинок таким чином, що при збільшенні осьового потоку захисного газу всередині потоку частинок утворюється циліндрична порожнина, крім того, газ динамічно впливає на ванну розплавленого металу, і нанесений валик буде утворюватися лише на краях потоку, з западиною в середині, що призведе до незлиття шарів у матеріалі. Зовнішній захисний газовий потік буде стискати потік частинок, і якщо він перевищить певне критичне значення, то зможе його заблокувати з відхиленням фокусу від поверхні наплавлення. У зв’язку з цим потоки транспортуючих та захисних газів повинні подаватися в зону обробки в певному співвідношенні, щоб отримати нанесений метал із мінімальною кількістю дефектів. При цьому необхідно забезпечити подачу захисного газу з такою швидкістю потоку, яка забезпечить захист нанесеного металу до його кристалізації. Метою цього дослідження є визначення параметрів газових потоків у потрійній коаксіальній насадці та геометричних параметрів захищеної зони на поверхні за заданих умов наплавлення. В результаті розрахунку були визначені швидкість потоків у каналах, лінії струму, розподіл тисків і густин у розрахунковій області. На основі розрахунків можна зробити наступні висновки: швидкість потоків у середній частині поточної області вирівнюється. У центральній частині швидкість потоку досягає 12 м/с, ближче до периферії швидкість знижується до 4 м/с. Розмір області, захищеної потоком газу на поверхні, не перевищує одного діаметра вихідного отвору від осі насадки, тобто розмір захищеної області дорівнює двом діаметрам насадки.
The Influence of Reactive Power Compensation Methods on the Burning Characteristics of Shunted Electric Arc in an Ore Reduction Furnace
(Dnipro University of Technology, Dnipro, 2024) Nezhurin, Vadym I.; Nikolenko, Anatolii V.; Tsyplenkov, D.; Bobrov, O.; Fedorov, Serhii S.; Savvin, Oleksandr V.
ENG: The purpose of the work was to study the effect of compensation on the stability of the combustion of an electric arc in the furnace bath. Methodology. The results of the research of operating furnaces by traditional methods, such as measurement and oscillography of the form of voltage and current on the electrodes during the smelting of ferroalloys, were used. Results. Schemes of transverse capacitive compensation on the high or medium voltage side and longitudinal capacitive compensation in the medium voltage circuit of the furnace transformer are used for Electric ore reduction furnaces. Electric ore reduction furnaces are large consumers of reactive power, and their power has already reached such an amount that the value of the inductive voltage drop becomes unacceptably large; and their natural power factor does not exceed the value of 0.6–0.7. Compensation of the reactive power of the longitudinal compensation devices is traditionally resolved by usage of capacitor banks. Determined that longitudinal compensation devices are based on the phenomenon of voltage resonance, then if there are active, inductive and capacitive resistances in the furnace circuit – the arc burns continuously, even in the case of partial compensation. This mode occurs at a power factor of about 0.85. In case of full compensation of the inductive component of resistance of the furnace circuit, the mode of arc burning changes and becomes intermittent. Scientific novelty. Determined that with a fixed value of the power factor and the value of conductivity bc, it is very difficult to achieve ideal current resonance, and when bc = −⌂bl+bl+⌂blс the burning mode of the electric arc will be continuous; however, if the capacitive conductivity becomes more inductive, overcompensation is possible. In the case of transverse compensation, the total power of the furnace unit should be approximately 10% higher. Practical significance. The results obtained can be used for a reasoned selection of reactive power compensation installations for existing ore reduction electric furnaces. With full compensation of the reactive power (transverse and longitudinal), the arc burning mode of the ore reduction furnace becomes intermittent.
Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі
(Дніпровський національний університет ім. Олеся Гончара, Дніпро, 2024) Карпович, Олена Володимирівна; Каракаш, Євген Олександрович; Жумар, Денис Сергійович; Таран, Олександр
UKR: Метод коаксіальної лазерної обробки порошкових матеріалів є високо продуктивним і здійснюється в захисній атмосфері. Потоки захисного газу формують форму та структуру конуса частинок таким чином, що при збільшенні осьового потоку захисного газу всередині потоку частинок утворюється циліндрична порожнина, крім того, газ динамічно впливає на ванну розплавленого металу, і нанесений валик буде утворюватися лише на краях потоку, з западиною в середині, що призведе до незлиття шарів у матеріалі. Зовнішній захисний газовий потік буде стискати потік частинок, і якщо він перевищить певне критичне значення, то зможе його заблокувати з відхиленням фокусу від поверхні наплавлення. У зв’язку з цим потоки транспортуючих та захисних газів повинні подаватися в зону обробки в певному співвідношенні, щоб отримати нанесений метал із мінімальною кількістю дефектів. При цьому необхідно забезпечити подачу захисного газу з такою швидкістю потоку, яка забезпечить захист нанесеного металу до його кристалізації. Метою цього дослідження є визначення параметрів газових потоків у потрійній коаксіальній насадці та геометричних параметрів захищеної зони на поверхні за заданих умов наплавлення. В результаті розрахунку були визначені швидкість потоків у каналах, лінії струму, розподіл тисків і густин у розрахунковій області. На основі розрахунків можна зробити наступні висновки: швидкість потоків у середній частині поточної області вирівнюється. У центральній частині швидкість потоку досягає 12 м/с, ближче до периферії швидкість знижується до 4 м/с. Розмір області, захищеної потоком газу на поверхні, не перевищує одного діаметра вихідного отвору від осі насадки, тобто розмір захищеної області дорівнює двом діаметрам насадки.
The Use of Secondary Heat Resources during the Accumulation of Compressed Air in Closed Mining Workings
(IOP Publishing Ltd, 2024) Kirsanov, Mykhailo; Slobodiannykova, Inna; Gupalo, Olena V.; Podoliak, Kostiantyn
ENG: The article considers the possibility of energy accumulation in mining workings in order to reduce the consumption of fossil organic fuel by the mining enterprise itself. For this purpose, the authors propose to accumulate compressed air in closed mine workings using secondary heat resources to generate additional electricity. The energy management of mining enterprises can be equipped with freon steam turbines which implement the Rankine thermodynamic cycle to obtain additional electricity from secondary heat. To measure the efficiency of the process, the air mast be compressed isothermally. The compression must be carried out in several stages, and the air must be cooled after each stage. Taking into account the development of energy storage technologies in the form of compressed air in specially prepared closed mining workings, the required air pressure can be from 70 to 90 at. The article assesses the possibility of using a secondary heat resource during air compression at mining enterprises. It is shown that the use of freon steam turbines during the accumulation of compressed air in underground pressure accumulators increases the subsequent production of electricity during the operation of the air turbine by 7.6% during the day.
Prediction of Fuel Consumption and Carbon Dioxide Emission when Replacing Gaseous Fuels with Renewable Hydrogen or Their Mixture
(IOP Publishing Ltd, 2024) Gupalo, Olena V.; Yeromin, Oleksandr O.; Kabakova, Liudmyla; Kolienko, Anatoliy; Kirsanov, Mykhailo; Kulikov, Andrii
ENG: The paper is devoted to predicting changes in fuel consumption and carbon dioxide emissions when industrial equipment is converted to heating with renewable hydrogen or a mixture of it with other gaseous fuels, such as natural gas. The authors developed a simplified methodology that is appropriate for assessing changes in the energy consumption of equipment and the environmental impact of fuel replacement at the stage preceding the equipment reconstruction. The peculiarity of the methodology is that it allows the calculation of fuel consumption and carbon dioxide emissions when fuel replacement is accompanied by the implementation of measures aimed at improving the energy efficiency of equipment. The methodology can be used for heating and thermal furnaces in metallurgy and mechanical engineering, units for heat treatment of raw materials in the mining and processing industries, heating devices in the food industry, and water and steam boilers. In the example of replacing natural gas with its mixture with renewable hydrogen of different compositions, it is shown that the calculation error using the proposed methodology in comparison with the results obtained by mathematical modeling of fuel combustion, gas flow and heat transfer in this furnace does not exceed 1.5%.
Calculation of the Probability of Test Object Compliance with the Specified Requirements and Non-Binary Decision-Making Rules
(MM Publishing s.r.o., Praha, Czechia, 2024) Rimar, Miroslav; Fedak, Marcel; Kulikov, Andrii; Bilonozhko, M. V.; Rudko, K. V.; Martynova, V. V.; Yeromin, Oleksandr O.; Savvin, Oleksandr V.; Sukha, Iryna V.; Krenicky, Tibor
ENG: The probability of test object compliance with the specified requirements and non-binary decision is a measure of how likely the test object is to meet the criteria for acceptance or rejection based on multiple factors. It is necessary to calculate by using a valid mathematical model that takes into account the test object's characteristics, the test conditions, the test criteria, and the uncertainty of the measurements. The significance of the probability of test object compliance with the specified requirements and non-binary decision can help to evaluate the quality, reliability, and performance of the test object, as well as to support decision making in complex situations.
Development of a Mathematical Model for the Energy Balance of the Laser Cladding Process of Metallic Powders with a Coaxial Nozzle
(MM Publishing s.r.o., Praha, Czechia, 2024) Karakash, Yevhen O.; Rimar, Miroslav; Karpovych, Olena; Zhumar, Denys; Kizek, Jan; Fedak, Marcel; Kulikov, Andrii
ENG: Modern technologies require innovative solutions for producing complex structures from various materials. Additive manufacturing (AM) or 3D printing presents such a challenge and has significantly impacted the environment across manufacturing sectors, regardless of size. Researchers and technicians have developed new design approaches by exploring fundamental components, materials, and manufacturing processes beyond traditional frameworks, addressing global complex material and design challenges. Laser cladding of metal powders with a coaxial nozzle is one such technology, offering highly productive processes for large-scale component production. Fiber lasers are optimal for providing laser radiation, ensuring required emission quality and stability. The authors seek to develop a mathematical model for the energy balance of coaxial laser cladding of metal powders, aiming to provide an overview of energy consumption levels and unit characteristics for powder delivery, inert gas, and laser radiation sources in direct metal powder coating setups.
Дослідження ефективності використання суміші повітря, димових газів та технологічного кисню в якості окиснювача при опаленні доменних повітронагрівачів
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Петряков, Миколай Володимирович; Грес, Леонід Петрович; Гупало, Олена В’ячеславівна; Верещак, Віктор Іванович; Єрьомін, Олександр Олегович; Григор’єв, Антон Сергійович
UKR: Підвищення температури нагріву доменного дуття є одним із відомих способів економії коксу при виробництві чавуну. Для нагрівання дуття використовуються повітронагрівачі, які зазвичай опалюються доменним газом. Оскільки склад і теплота згоряння доменного газу недостатні для досягнення температури горіння доменного газу, яка забезпечує достатнє підігрівання насадок повітронагрівачів для нагрівання дуття на рівні 1160-1230 °С, використовуються різні методи збільшення температури горіння доменного газу. В даній роботі досліджено ефективність застосування одного з таких методів – використання в якості окиснювача для спалення доменного газу в повітронагрівачах суміші повітря, димових газів та технологічного кисню. Для підготовки суміші блок повітронагрівачів оснащується додатковим обладнанням: теплогенератором для спалювання доменного газу с атмосферним повітрям, та змішувачем, в якому високотемпературні димові гази, що утворюються при спалювання палива в теплогенераторі, змішуються з атмосферним повітрям та технологічним киснем з утворенням повітро-димової суміші у складі якої міститься 21 % кисню. Використання підготованої таким чином суміші збільшує температуру горіння палива в повітронагрівачах і забезпечує підвищення температури нагріву насадки, що в свою чергу сприяє підвищенню температури нагріву доменного дуття. Результати роботи містять порівняння ефективності даного методу з іншими відомими методами збільшення температури горіння палива в повітронагрівачах: збагачення доменного газу природнім, підігрів компонентів горіння перед спалюванням палива в повітронагрівачах; збагачення повітря горіння киснем. В роботі показано, що використання повітро-димової суміші при інших рівних умовах, має деякі переваги у порівнянні з іншими методами, а саме не призводить до суттєвого зниження виходу димових газів, які утворюються при спалюванні палива в повітронагрівачах, що не погіршує теплообмін в насадці теплообмінників, а також підвищує повноту використання власних енергоресурсів підприємства (доменного газу і технологічного кисню) при наявності їх залишків. До недоліків використання повітро-димової суміші слід віднести можливість утворення вибухонебезпечної суміші під час змішування технологічного кисню з високотемпературними продуктами згоряння палива, які можуть містити угарний газ. Тому питання безпечної реалізації змішування димових газів, кисню і атмосферного повітря потребують подальшого дослідження і детальної розробки конструкції змішувача.
Перспективи використання технологій ав для виготовлення біметалевих з’єднань
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Карпович, Олена Володимирівна; Жумар, Денис Сергійович; Каракаш, Євген Олександрович
UKR: В цій роботі проводиться огляд різних стратегій обробки, методи визначення характеристик, проблеми та майбутні напрямки отримання біметалічних сплавів методом адитивного виробництва. Також наведено технології адитивного виробництва металів, їх проблеми, характеристики структур, фізичні властивості та майбутні перспективні напрямки розвитку.
Solid-Phase Polycondensation of Polyethylene Terephthalate with Technologies of Its Reactive Extrusion
(MM Publishing s.r.o., Praha, Czechia, 2023) Rimar, Miroslav; Chervakov, Denys O.; Fedak, Marcel; Kulikov, Andrii; Kulikova, Olha; Sukhyy, Kostyantyn M.; Chervakov, Oleh V.; Bentsionov, Igor; Sverdlikovska, Olga S.; Belyanovskaya, Elena; Yeromin, Oleksandr O.; Prokopenko, Olena M.
ENG: It has been experimentally confirmed that polyethylene terephthalate during its processing into products destruct without carrying out the process of solid-phase polycondensation. The conditions for both primary and secondary polyethylene terephthalate have been determined for carrying out the process of solid-phase polycondensation for its effective reaction extrusion with chain extenders. To confirm the effectiveness of the parameters of the solid-phase polycondensation process of polyethylene terephthalate, its reaction extrusion was carried out with commercially available chain extenders of the diepoxide class. The optimal content of chain extenders of the diepoxide class for changing the complex of physical, mechanical and rheological properties of polyethylene terephthalate modified by them was determined. It allows obtaining materials with an increased by 2.2 times characteristic viscosity.
New Working Fluids for the Use of Heat Secondary Sources in Mining Technologies
(IOP Publishing, 2023) Kirsanov, Mykhailo; Gupalo, Olena V.; Podoliak, Kostiantyn
ENG: Production cost of mining enterprises can be significantly reduced when using secondary heat. A large volume of secondary heat sources has a temperature potential of no higher than 50ºС. To generate additional electricity using secondary heat it has been proposed to use installations with the Rankine thermodynamic cycle in mining enterprises. The paper aim is to study the thermodynamic efficiency of using R-1234yf and R-744 in the equipment, which uses the secondary heat of mining technologies for evaporation of these working fluids. R-1234yf is a freon that belongs to the class of hydrofluoroolefins and has a much lower level of global warming potential than other ozone-depleting substances. R-744 is carbon dioxide, which belongs to a natural, non-toxic and non-flammable working substance. It has been determined that the thermodynamic efficiencies of using R-1234yf and R-744 are 10% and 6.3%, respectively. The thermodynamic efficiency has been calculated for the temperature range from 50º to 20ºC, which is typical for a large volume of secondary heat sources in mining technologies.

Browse

Recent Submissions