Browse
Recent Submissions
Item Energy-Efficient Solutions of Foundry Class Steelmaking Electric Arc Furnace(Dnipro University of Technology, Dnipro, 2021) Timoshenko, S. M.; Gubinski, M. V.; Niemtsev, E. M.ENG: Purpose. Substantiation of solutions aimed at reducing heat losses, mainly, by refractory lining during forced downtime and by steelmaking bath in conditions of traditionally low specific power of transformer. Methodology. Mathematical modeling of heat and mass transfer processes and numerical experiment. Findings. A mathematical model of energy-technological processes in arc furnace workspace has been developed to analyze and minimize energy consumption in daily production cycle. Geometrical and operating parameters are taken into account, in particular: variation in arcs energy efficiency at evolution of wells in charge under electrodes during melting process; circulation of melt due to bubbling with inert gas through bottom porous plug; energy loss on heat accumulation by refractory, with cooling water and off-gas. Originality. For the first time, the concept of increasing energy efficiency of arc furnace has been substantiated, based on the following set of solutions: increase in specific electrical power by reducing of charge at given productivity; reduction of bath shape factor (ratio of diameter to depth) from traditional 5 up to 2.5 by deepening and, accordingly, its radiating surface; optimization of walls and roof cooled surface relative area, where massive heat-absorbing refractory lining is not used; application of energy-saving water-cooled elements with spatial structure that promotes formation of heat-insulating and heat-accumulating slag filling. Practical value. Implementation of the set of energy-efficient solutions in conditions of typical 6 and 12-t foundry class arc furnaces provides reduction in power consumption and refractory expenditure by 1315 and 2830% respectively without significant changes in production infrastructure due to reducing energy loss, mainly, for accumulation of heat by refractory lining, and intensification of heat and mass transfer processes in forcibly stirred deep bath.Item Математичне моделювання забруднення повітря біля автодоріг та оцінювання ризику захворювань у людей, які перебувають у зоні впливу викидів від автомобілів(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Кузнецов, Віталій Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга Віталіївна; Машихіна, Поліна БорисівнаUKR: Мета. Робота спрямована на розробку чисельної 2D-моделі, яка дозволяє швидко розрахувати всмоктування забрудненого повітря біля дороги. Швидка розрахункова модель CFD, має враховувати метеорологічні параметри, всмоктувальну трубу біля дороги для видалення забрудненого повітря, швидкість викиду токсичних газів. Методика. Розроблена модель базується на рівнянні потенційного потоку та рівнянні масопереносу забруднювача. Рівняння потенційного потоку використовують для обчислення вітрового потоку біля дороги у разі застосування всмоктувальної труби. Для розв’язання рівняння потенційної течії використано метод чисельного інтегрування Лібмана. Для розв’язання рівняння конвективно-дифузійної дисперсії використано неявну змінно-трикутну різницеву схему. Чисельне інтегрування здійснено за допомогою прямокутної різницевої сітки. Для створення форми комплексної розрахункової зони використано метод пористості («метод маркерів»). Викиди токсичних газів від автомобіля змодельована за допомогою дельта-функції Дірака для точкового джерела. Результати. Розроблена чисельна 2D-модель враховує основні фізичні фактори, що впливають на процес розсіювання забруднювальних речовин біля дороги. Модель враховує вплив автомобіля та всмоктувальної труби, розташованої біля дороги для видалення забрудненого повітря. На основі розроблених чисельних моделей проведено обчислювальний експеримент для оцінки впливу застосування всмоктувальної труби на локальне забруднення атмосферного повітря біля дороги. Наукова новизна. Розроблена чисельна модель дозволяє розрахувати двовимірну схему потоку біля дороги, де використано такий захід пом’якшення, як всмоктувальна труба. Модель дозволяє виконувати швидкі розрахунки забруднення повітря з урахуванням впливу захисного бар’єру. На базі даних про розподіл концентрації небезпечної речовини визначено ризик появи захворювань у людини, яка перебуває в зоні впливу викидів від автотранспорту. Практична значимість. Здійснено програмну реалізацію розробленої чисельної моделі, проведено обчислювальний експеримент, що проілюстрував ефективність використання моделі для вирішення прикладних задач. Наведено результати чисельного експерименту.Item Математичне моделювання теплового режиму в обтічнику ракети-носія на етапі передстартової підготовки(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Козачина, Віталій Анатолійович; Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Семененко, П. В.; Якубовська, Зінаїда МиколаївнаUKR: Мета. Розвиток систем супутникового зв’язку базується на транспортуванні супутників у космосі. Транспортування супутника на орбіту здійснюють за допомогою ракети-носія. Супутник розміщується в транспортному відсіку в середині головного обтічника. На етапі передстартової підготовки необхідно дотримуватися жорстких умов середовища в середині головного обтічника. Зокрема, дуже важливо спрогнозувати температурне поле в транспортному відсіку в середині головного обтічника під час його примусової вентиляції на етапі передстартової підготовки. Для рішення цієї задачі потрібно мати спеціалізовані математичні моделі. Головною метою роботи є розробка швидкорозрахункової моделі для оцінювання температурних полів у середині обтічника ракети-носія. Методика. Для розрахунку температурного поля, що формується вентиляцією транспортного відсіку та виділенням тепла від різних елементів супутника, було використано рівняння енергії. Це рівняння враховувало інтенсивність тепловиділення з різних частин супутника, картину обтікання супутника повітряним потоком, теплообмін у транспортному відсіку. Неоднорідне поле швидкості повітряного потоку в транспортному відсіку розраховано на основі моделі потенційної течії. Для чисельного інтегрування рівнянь моделі використано скінченорізницеві схеми. Результати. Розроблено комп’ютерний код, який реалізує запропоновану чисельну модель. Наведено результати обчислювальних експериментів з оцінки температурного режиму в головному обтічнику ракети-носія для різних супутників. Наукова новизна. Створено швидкорозрахункову CFD-модель для аналізу теплових полів у середині обтічника ракети-носія на етапі передстартової підготовки. Модель дає можливість визначати в середині обтічника зони з підвищеною температурою. Практична значимість. Розроблена чисельна модель може бути корисна для вибору та обґрунтування режиму вентиляції головного обтічника ракети-носія на етапі передстартової підготовки з метою забезпечення рекомендованого діапазону температури біля супутника. Також може бути використана для первинної оцінки температури в головному обтічнику на етапі обґрунтування режиму терморегулювання для конкретного супутника або супутникової системи.Item Експрес-модель для аналізу процесу нагрівання ґрунту в теплиці(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Щербина, Сергій АндрійовичUKR: Мета. Організація штучного підігрівання ґрунту в теплиці відіграє важливу роль у забезпеченні ефективного вирощування рослин, адже оптимальна температура ґрунту є ключовим чинником цього процесу. Саме нагрівання необхідно проводити так, щоб забезпечити певний діапазон температур у ґрунті, зокрема в зоні розташування кореневої системи рослин. Процес нагрівання ґрунту залежить від конкретних умов експлуатації теплиць. Для організації раціонального та енергоощадного процесу необхідно заздалегідь, на етапі проєктування системи нагрівання, визначити параметри її роботи. Ефективним методом розв’язку цієї задачі є використання математичних моделей. Основна мета роботи полягає в розробці одновимірної експрес-моделі для оцінювання процесу прогрівання ґрунту в теплиці. Методика. Для дослідження динаміки штучного нагрівання ґрунту використано рівняння теплопровідності. Чисельне інтегрування моделювального рівняння здійснено за допомогою скінченнорізницевої схеми сумарної апроксимації. Результати. Розроблено комп’ютерну програму, за допомогою якої можна проводити обчислювальний експеримент із визначення динаміки штучного нагрівання ґрунту в теплиці. Наведено результати чисельного моделювання. Наукова новизна. Розроблено одновимірну чисельну модель для аналізу штучного прогрівання ґрунту в теплиці. Модель базується на чисельному інтегруванні рівняння теплопровідності та дозволяє швидко визначити динаміку формування теплових полів у ґрунті як у разі роботи нагрівального елемента, так і в разі його вимикання. Практична значимість. Розроблена чисельна модель може стати корисним інструментом на етапі проєктування систем штучного нагрівання ґрунту. Вона забезпечує наукове обґрунтування параметрів нагрівальних систем та енергоефективних режимів їх роботи. Модель дозволяє швидко оцінювати динаміку формування теплових полів у ґрунті як під час роботи нагрівального елемента, так і після його вимикання. Для практичного застосування чисельної моделі потрібна лише стандартна вхідна інформація. Контроль динаміки нагрівання ґрунту відкриває можливості для оптимального управління режимами роботи системи нагрівання.Item Прогнозування пилового забруднення повітря у вентильованому об’ємі зі складною геометрією(ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, 2025) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Семененко, П. В.UKR: Постановка проблеми. На етапі передстартової підготовки необхідно виконати дуже жорсткі умови щодо умов навколишнього середовища всередині головного обтічника, де знаходиться супутник. А саме, дуже важливо передбачити концентрацію пилу всередині головного обтічника та біля поверхонь супутника під час примусової вентиляції. Тому виникає важлива задача – прогнозування рівня пилового забруднення повітря всередині обтічника та визначення ступеню забруднення особливо «чутливих» поверхонь. Для адекватного рішення даної задачі потрібно мати науково обґрунтовані математичні моделі. Мета роботи. Розробка швидкорозрахункової чисельної моделі для прогнозування пилового забруднення об’єму обтічника на етапі передстартової підготовки. Методика. Для прогнозування пилового режиму головного обтічника ракети-носія розроблена чисельна модель. Моделюючі рівняння: рівняння масопереносу пилу (враховує перенос пилу за рахунок конвекції, дифузії та гравітаційного осадження), рівняння для потенціалу швидкості (визначення поля швидкості повітряного потоку при обтіканні супутника в головному обтічнику), емпіричні залежності, що допомагають визначити інтенсивність осадження пилу на поверхню супутника. Наукова новизна. Розроблена багатофакторна чисельна модель для аналізу пилового забруднення обтічника при примусової його вентиляції на етапі термостатування. Модель дає можливість здійснювати рішення задачі аеродинаміки та масопереносу в областях, що мають складну геометричну форму. Для чисельного інтегрування моделюючих рівнянь використані кінцево-різницеві схеми. Практична значущість. Розроблена чисельна модель дає можливість швидко визначати рівень пилового забруднення як в самому обтічнику так і зонах розташування особливо «чутливих» поверхонь супутника. Висновки. На основі запропонованої чисельної моделі розроблено комп'ютерний код. Представлено результати обчислювальних експериментів для оцінки поля концентрації пилу всередині головного обтічника ракети-носія.Item Чисельне моделювання забруднення довкілля при емісії небезпечних речовин(НТУ України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр ВікторовичUKR: Розглядаються питання CFD моделювання забруднення довкілля, підстильної поверхні при емісії небезпечних речовин на промислових підприємствах, ТЕС, АЕС у випадку виникнення екстремальних ситуацій. Запропоновані 2D та 3D CFD моделі, що базуються на чисельному інтегруванні фундаментальних рівнянь механіки суцільного середовища.Item Визначення механічних властивостей синтетичних чавунів при використанні карбюризаторів отриманих на основі електротермічного киплячого шару(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Губинський, Михайло Володимирович; Меркулов, Олексій Євгенович; Сибір, Артем Віталійович; Федоров, Сергій Сергійович; Губинський, Семен Михайлович; Форись, Олексій Михайлович; Дудченко, Сергій Олександрович; Джигота, Марина ГеоргіївнаUKR: Розвиток високотемпературних технологій у металургії та хімічній галузі пов’язаний з заміною викопних видів палива на зелену електроенергію. Саме таку можливість має процес нагріву вуглецевої сировини у електротермічному киплячому шарі (ЕКШ) коли струм проходить безпосередньо через шар і нагріває його за рахунок джоулевої теплоти. Такий процес дозволяє значно зменшити витрати енергії порівняно з традиційними технологіями, що базуються на використанні печей Аченсона та Кастнера. Одним з продуктів що може бути отриманий в печах ЕКШ є карбюризатори що використаються при виплавці синтетичного чавуну. Проведені дослідження дозволили визначити властивості до карбюризаторів, що забезпечують якість чавунів та параметри термічної обробки прекурсорів у ЕКШ. Метою даного дослідження було отримання прямої відповіді про ефективність карбюризаторів отриманих за новою технологією. Вирішення цього завдання проведено шляхом порівняльних випробувань карбюризаторів отриманих методом ЕКШ та традиційними технологіями при отриманні синтетичного чавуну. Випробування проведені з використанням лабораторної індукційної печі ємністю 10 кг. Плавки було проведено в ідентичних умовах. В результаті доведено що процеси навуглецювання чавуну з карбюризатором отриманим по новій технології та синтетичним графітом мають східні температурні та кінетичні залежності. Ступінь засвоєння вуглецю практично однакові. Металографічний аналіз отриманих зразків синтетичного чавуну показав, що виливки отримані з використанням синтетичного графіту характеризуються більшою кількістю пор, що може бути причиною зниження механічних властивостей. Результати випробувань на стиск, розтягнення, вигин та твердість підтвердили це. Отримані результати випробувань довели ефективність вироблення карбюризаторів високої якості з використанням технології ЕКШ.Item Quick computing CFD model to predict chemical pollution in room(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Biliaiev, Mykola M.; Biliaieva, Viktoriia V.; Berlov, Oleksandr V.; Kozachyna, Vitalii A.; Mashykhina, Polina B.ENG: Purpose. The problem of accidental contamination of workspaces attracts special attention, since in the event of such extreme situations, intense chemical contamination of the air in work areas occurs. This poses a threat of toxic exposure to workers. When assessing the consequences of such situations, it is necessary to take into account the time factor, in particular, to quickly determine the creation of concentrations of chemically hazardous substances. In this regard, an urgent task is to develop effective mathematical models for rapid assessment of the consequences of extreme situations in the working areas of chemically hazardous facilities. The paper considers a CFD model for analyzing the process of chemical air pollution in a workspace during an accidental release of a chemically hazardous substance. The solution of the problem is based on the numerical integration of the fundamental equations of continuum mechanics. Methodology. To calculate the air velocity field in the working room during the operation of supply and exhaust ventilation, a mathematical model of the motion of an inviscid fluid was used. The equation of convective diffusion motion was used to calculate the concentration of a chemically hazardous substance in the workspace. The integration of the modeling equations was carried out using finite difference schemes. Findings. A dynamic model has been created to calculate the spread of a chemically hazardous substance in a work-space. On the basis of the built CFD model, a computer program was created to conduct a computational experiment. Originality. A CFD model has been created to predict the level of air pollution in a workspace in the event of toxic gas emissions. The model is based on the fundamental equations of aerodynamic mechanics and mass transfer. The model makes it possible to determine the effect of the ventilation mode, the intensity of emission of a chemically hazardous substance, the location of equipment in the workspace, and the dynamics of the formation of concentration fields. Practical value. The developed CFD model can be used to quickly analyze the consequences of accidental emissions of a chemically hazardous substance in a workplace and assess the risk of toxic exposure of workers.Item Математичне моделювання температурних полів у культиваційних спорудах(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Щербина, С. А.UKR: Мета. Основна мета статті полягає в розробці методу розрахунку теплових полів у ґрунті теплиць в разі його штучного обігріву. Оскільки температурний режим у ґрунті теплиць має істотний вплив на врожайність рослин, дуже важливо, з одного боку, забезпечити потрібну температуру в ґрунті, а з іншого – визначити енергоощадний режим обігріву. Методика. Для побудови методу використано чисельне інтегрування рівняння теплопереносу. Для аналізу та прогнозування нестаціонарного процесу нагрівання ґрунту в теплиці в разі його штучного обігріву використано двовимірне рівняння теплопереносу, а для його розв’язання – дві скінченнорізницеві схеми. На базі побудованих чисельних моделей розроблено комп’ютерну програму для проведення обчислювального експерименту. Результати. Створено ефективні комп’ютерні моделі для прогнозування нестаціонарного формування теплових зон у ґрунті теплиці під час її штучного обігрівання. Наведено результати чисельного моделювання. Наукова новизна. Розроблено прогностичні чисельні моделі для аналізу динаміки формування теплових полів у ґрунті теплиць під час його штучного нагрівання. На базі розроблених чисельних моделей створено комплекс прикладних програм для проведення обчислювального експерименту з визначення нестаціонарного поля температури в ґрунті теплиць. Побудовані чисельні моделі належать до класу «operational models», тобто розроблені для оперативного аналізу теплових полів у ґрунті. Для практичного використання розроблених чисельних моделей потрібна стандартна вхідна інформація. Практична значимість. Побудовані чисельні моделі становлять інструмент для аналізу динаміки нагрівання ґрунту та можуть бути використані піл час розробки енергоощадної технології обігріву. За допомогою цих моделей можна визначати час оптимального нагрівання ґрунту в різних зонах (коренева система, поверхня ґрунту) та визначати раціональне місце розташування нагрівальних елементів, час, коли потрібно вимкнути нагрівальні елементи, та час, коли їх потрібно ввімкнути знову. Тобто ці моделі дозволяють розробити енергоощадну технологію обігрівання ґрунту в теплиці.Item Вуглецевотермічне відновлення оксидів заліза в умовах електромагнітного впливу(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Гришин, Олександр Михайлович; Величко, Олександр Григорович; Грек, Олександр Сергійович; Надточій, Анжела АнатоліївнаUKR: Мета. З метою отримання кількісних характеристик впливу електромагнітного поля на процес відновлення оксидів заліза вуглецем у твердій фазі та вивчення механізму цього процесу проведено експериментальні дослідження вуглецевотермічного та комплексного відновлення заліза з гематиту, магнетиту та окалини. Методика. Експерименти проводили у змінному магнітному полі індукційної печі з частотою змінного току в індукторі від 50 Гц до 40 кГц. з використанням термогравіметричної методики. Процес відновлення моделювали в умовах вуглецевотермічного відновлення із визначенням кінцевого ступеню відновлення оксиду та часу відновлення у діапазоні температур 973-1373 К з використанням різних рудо-вугільних матеріалів. Результати. Отримані дані свідчать про прискорення процесів газифікації вуглецю та газового відновлення оксидів під впливом ЕМП на 10-20 %. Встановлено що вплив магнітного поля тим вищий чим вище частота змінного струму в індукторі печі а також що вплив магнітного поля вищий у низькотемпературних діапазонах відновлення. Наукова новизна. Експериментально підтверджено вплив ЕМП на кінетику відновлення оксидів заліза. Запропоновано механізм впливу поля що інтенсифікує процес відновлення заліза. Практична значущість. Інтенсифікація процесів вуглецевотермічного відновлення оксидів заліза забезпечує зниження енерговитрат та підвищення продуктивності процесу.Item Моделювання і дослідження перемішування металу в активному ковші(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Величко, Костянтин Олександрович; Грек, Олександр Сергійович; Токарев, С. І.UKR: У лабораторних умовах на «холодній» моделі вивчено процеси перемішування в ковші під час продування через занурювану фурму. Підтверджено, що ефективність перемішування під час продування визначають витрата газу і положення занурюваної фурми. Запропоновано під час продування газом у ковші одночасно обертати ківш навколо власної осі. При цьому розроблено конструкцію ковша, що обертається, з виступом на днищі від осі до стінки. Вивчено вплив обертання ковша, у т. ч. ковша з виступом на днищі, на ефективність перемішування. Встановлено, що обертання ковша дає змогу скоротити тривалість усереднення хімічного складу в 2 рази і більше разів. Ефективним є використання розробленого способу під час вдування легуючих матеріалів і десульфураторів на установках комплексного доведення сталі.Item Analysis of Air Dust Pollution in the Transport Compartment of the Launch Vehicle at the Stage of the Pre-launch Preparation(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Biliaiev, Mykola M.; Biliaieva, Viktoriia V.; Kozachyna, Vitalii A.; Kozachyna, Valeriia V.; Mashykhina, Polina B.; Semenenko, PavloENG: At the stage of the pre-launch preparation, it is necessary to fulfill very strict environment conditions inside the main fairing where the satellite is located. Namely, it is very important to predict dust concentration inside the main fairing and especially near satellite surface during forced ventilation. To predict air dust pollution inside of main fairing 2D fluid dynamics numerical model has been developed. The governing equations include equation of potential flow to simulate air flow inside the main fairing and equation of pollutant dispersion. Also, empirical model has been used to calculate the number of dust particles fall to the satellite surface. Implicit finite difference schemes of splitting have been used for numerical integration of governing equations. The computer code has been developed on the basis of proposed numerical model. The results of computational experiments to estimate dust concentration field inside the main fairing of the launch vehicle are presented.Item CFD Modeling of Traffic-related Air Pollution in Street Canyon(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Biliaiev, Mykola M.; Biliaieva, Viktoriia V.; Berlov, Oleksandr V.; Kozachyna, Vitalii A.; Kozachyna, Valeriia V.; Yakubovska, Zinaida M.ENG: High pollution levels are often observed in urban street canyons. Different mathematical models are intensively used to predict pollution levels in urban street canyons. In this paper quick computing 3D CFD model is proposed to compute wind flow over buildings and pollutant dispersion in street canyon. To simulate wind flow over buildings 3D equation of potential flow has been used. Pollutant concentration field has been modelled using three-dimensional equation of pollutant dispersion. Governing equations are also included simplified equations to describe pollutants chemical transformations in atmosphere. To solve numerically governing equations implicit difference schemes have been used. The computer code to realize the proposed numerical models has been developed. Results of numerical experiments are presented.Item Моделювання поширення домішки в робочому приміщенні при складній схемі вентиляції(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, УДУНТ, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Колесников, С. О.UKR: Постановка проблеми. Розглядається розробка та практичне використання чисельної моделі для аналізу процесу забруднення повітря в робочому приміщенні при аварійному витоку токсичної речовини. Мета роботи. Створення чисельних моделей аеродинаміки та масопереносу нестаціонарного процесу розповсюдження токсичної речовини в робочому приміщенні. Методика. Моделювання розповсюдження токсичної речовини при роботі аварійної вентиляції здійснюється на базі рівняння Лапласа для потенціалу швидкості та рівняння масопереносу, що враховує конвективний та дифузійний перенос токсичної речовини. Чисельне інтегрування моделюючих рівнянь механіки суцільного середовища здійснюється за допомогою кінцево-різницевих схем з використанням метода маркування. Наукова новизна. Створена чисельна модель для прогнозування рівня забруднення повітря в робочому приміщенні внаслідок емісії токсичного газу. Модель базується на чисельному інтегруванні фундаментальних рівнянь механіки суцільного середовища. Особливістю чисельної моделі є врахування основних фізичних факторів, що впливають на розповсюдження токсичного газу в приміщенні (наявність обладнання в приміщенні, положення отворів вентиляції, міста емісії токсичної речовини тощо) та швидкість розрахунку. Практична значущість. Розроблена чисельна модель може бути використана для наукового обґрунтування параметрів аварійної вентиляції для робочих приміщень, де можлива емісії токсичних речовин. Висновки. Для аналізу та прогнозу процесу хімічного забруднення робочого приміщення розроблена динамічна багатофакторна чисельна модель. Особливістю чисельної моделі є можливість враховувати основні фізичні фактори, що впливають на формування областей забруднення в робочих приміщеннях. Розроблена чисельна модель може бути використана для наукового обґрунтування параметрів аварійної вентиляції для швидкого зниження концентрації токсичної (або вибухонебезпечної) речовини в робочому приміщенні.Item Індукційна піч – універсальний металургійний агрегат для твердофазного відновлення та плавлення сталі і високовуглецевого феромарганцю(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Грек, Олександр Сергійович; Величко, Костянтин ОлександровичUKR: Запропоновано спосіб твердофазного відновлення оксидів заліза та марганцю та плавлення сталі та феромарганцю в індукційній печі. Наведено схему процесу відновлення оксидів заліза та марганцю. У якості шихтових матеріалів запропоновано використовувати окатиші (брикети), які складаються з суміші рудовугільної складової та матеріалу, що містить залізо, або феромарганець-рудо-вугільні окатиші (брикети) у разі відновлення оксидів марганцю. Розглянуто механізм нагрівання такого окатишу (брикету) в індукційній печі і проведено експериментальну перевірку можливостей методу. Показана висока ефективність твердофазного відновлення та плавлення сталі та феромарганцю в умовах лабораторних та промислових індукційних печей.Item Фізико-хімічні особливості твердофазного відновлення окатишів (брикетів) в умовах індукційного нагріву(Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпро, 2024) Величко, Олександр Григорович; Грек, Олександр Сергійович; Гришин, Олександр Михайлович; Величко, Костянтин ОлександровичUKR: Запропоновано новий спосіб організації твердофазного відновлення окатишів (брикетів) з використанням індукційного нагріву і досліджено фізико-хімічні аспекти процесів нагріву та відновлення. Виконано термодинамічний аналіз реакцій у процесі твердофазного відновлення, визначено рівноважний склад газової фази у системі Fe-O-C та Mn-O-C, а також розраховано термодинамічно допустиму температуру початку відновлення оксидів заліза при різних значеннях α=PCO+PCO2. Проаналізовано результати розрахунку швидкості нагріву вугілля та рудного концентрату металевою складовою шихти окатишу (брикету) як за умов протікання хімічних реакцій, так і за їх відсутності. Експериментально показано принципову можливість нагрівання та відновлення оксидів заліза всередині об’єму окатиша, а також проведення як твердофазного відновлення, так і плавлення відновленого заліза з одержанням рідкої сталі в умовах плавлення в індукційній печі.Item Прогнозування наслідків надзвичайної ситуації на залізничній станції(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Калашніков, І. В.; Берлов, Олександр Вікторович; Губін, Олександр Ігорович; Козачина, Віталій АнатолійовичUKR: Мета. Розглянуто задачу визначення розмірів зон ураження у випадку екстремальної ситуації на залізничній станції внаслідок пожежі цистерн. Задачею прогнозування є визначення зон теплового забруднення, а також хімічного та механічного забруднення. Основна мета роботи полягає у створенні чисельних моделей для розрахунку зон механічного та теплового забруднення довкілля в разі пожежі на залізничній станції. Методика. Для аналізу розмірів та інтенсивності зон теплового, хімічного, механічного забруднення довкілля у випадку виникнення екстремальної ситуації на залізничній станції використано рівняння тепломасопереносу та другий закон Ньютона для моделювання механічного забруднення довкілля. Для розв’язання рівнянь використано чисельні методи – метод Ейлера та скінченнорізницеві схеми. На базі розроблених чисельних моделей створено комп’ютерний код для проведення обчислювального експерименту. Результати. Розроблено сучасні комп’ютерні моделі оцінювання зон хімічного, теплового, механічного за-бруднення в разі виникнення екстремальної ситуації. Наведено результати комп’ютерного моделювання. Наукова новизна. Створено комплекс чисельних моделей для комп’ютерного моделювання процесів тепломасопереносу та динаміки руху точки, що дозволяє проводити обчислювальний експеримент із визначення зон забруднення під час пожежі на залізничній станції. Практична значимість. На базі створених математичних моделей розроблено комп’ютерний код. Цей код є інструментом розв’язання важливих задач у галузі екологічної безпеки та цивільного захисту. Комп’ютерний код дає можливість оперативно визначати інтенсивність та розміри зон забруднення довкілля у випадку виникнення екстремальної ситуації.Item Analysis of Changes in Global Warming Potential during Enrichment and Production of Battery-Grade Graphite Using Electrothermal Fluidized Bed Technology(IOP Publishing Ltd, 2024) Hubynskyi, Semen M.; Sybir, Artem; Fedorov, Serhii S.; Usenko, Andrii Yu.; Hubynskyi, Mykhailo V.; Vvedenska, TetyanaENG: The greenhouse gas emissions during the production of anode class graphite for the conditions of Ukraine have been calculated. Conventional technologies and technologies using electrothermal fluidized bed (EFB) for natural and synthetic graphite have been studied. Calculations are carried out with respect to the whole technological chain, starting from extraction and processing of raw materials and ending with finishing processing (coating). As a result, it is shown that the technology of using EFB for purification of natural graphite and graphitization of synthetic graphite is competitive in terms of global warming potential (GWP). In the production of natural graphite using thermal purification with EFB instead of chemical purification, emissions of greenhouse gases practically remain at the same level. At the same time, the use of acids is eliminated, and the environmental impact associated with them is reduced. Production of synthetic graphite of anodic quality in EFB furnaces allows to reduce greenhouse gases (GHG) emissions by 40-50% in comparison with traditional graphitization technologies in Acheson and Kastner furnaces. The effect is achieved by reducing energy and raw material consumption.Item Критерії оцінки потенційної чисельності ЗШІ (AGI) у техносфері(Видавництво «Грані», Дніпро, 2023) Бескаравайний, Станіслав Сергійович; Борисова, Тетяна ВікторівнаUKR: Актуальність. Майбутня взаємодія людини та ЗШІ це один із потенційно небезпечних процесів. «Екосистема» взаємодії людини зі штучними інтелектами, що розвинеться після їх створення, може зіткнутися з кризою, вираженою у різкому зростанні чисельності ЗШІ. Але прогнозування подібної кризи потребує опису факторів, які можуть визначати кількість ЗШІ, а також визначити структурні рівні взаємодії людини та ЗШІ. Мета. Розкриття базових протиріч, що визначають кількість загальних штучних інтелектів (ЗШІ, AGI) у техносфері, виділення основних кордонів розвитку ЗШІ, які можуть обмежувати їхню різноманітність. Результати. Показано, що однією з конкурентних переваг ЗШІ по відношенню до людини може бути їхнє існування на кількох структурних рівнях техносфери. Показано основні межі різноманітності ЗШІ: межу стабільності, межу швидкості розвитку, межу симбіотичної взаємодії, межу конкуренції. З’ясовано, основним обмеженням для зростання чисельності ЗШІ буде межа мініатюризації, пов'язана з тим, що обов'язковий для техногенного суб'єкта набір функцій (незалежний цикл «абстрагування-конкретизації») неможливо втілити в носії програмного забезпечення занадто малих розмірів. І це обмеження буде збережено, якщо не буде створено якісно нові носії програмного забезпечення. Показано, що достатньою умовою для існування автономного ЗШІ є перевага локалізованого ЗШІ в управлінні джерелом ресурсів у порівнянні з глобалізованим ЗШІ, коли ця перевага дозволяє накопичити ресурси, необхідні для збереження себе від поглинання; Наведено оцінки мінімальної та максимальної кількості ЗШІ в техносфері, пов'язані як з монополізацією та централізацією ЗШІ, так і з їх граничною різноманітністю. Показано межі використання біологічних аналогій в описі скорочення та збільшення чисельності ЗШІ, але ці коливання можливо бути описувати за допомогою законів «необхідної різноманітності» та «ієрархічної компенсації». Висновки. Показано основні протиріччя, що обмежують різноманітність ЗШІ, а також деякі межі його розвитку. Проведено оцінку мінімальної та максимальної чисельності ЗШІ у техносфері.Item Математичне моделювання процесу формування кислотних дощів у разі викидів із ТЕС(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга ВіталіївнаUKR: Мета. Відомо, що кислотні дощі негативно впливають на навколишнє середовище. Формування кислотних опадів в атмосфері відбувається внаслідок хімічної взаємодії продуктів горіння палива та атмосферної вологості. Кислотні дощі призводять до втрати врожаю, погіршення плодючості землі, закислення води у водоймах. Актуальною проблемою залишається розробка науково обґрунтованих методів дослідження інтенсивності такого кислотного забруднення атмосферного повітря та поверхні ґрунту в регіонах, де мають місце значні викиди від ТЕС. Для розв’язання цієї задачі важливо використовувати математичне моделювання, оскільки визначити експериментальним шляхом вплив викидів від ТЕС на формування кислотних дощів неможливо. Тому основною метою роботи є створення математичної моделі для прогнозування утворення кислотних дощів у разі викидів з ТЕС. Методика. Для прогнозування процесу формування кислотного дощу використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу забруднювача, що враховує профіль швидкості вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки, напрям вітру. Це рівняння також використано для опису процесу перенесення водної пари в атмосферному повітрі. Щоб описати процес утворення кислоти в атмосферному повітрі, використано стехіометричне співвідношення. Чисельне інтегрування моделювального рівняння переносу здійснено за допомогою методу розщеплення. Результати. Побудовано багатофакторну чисельну модель, що дозволяє визначати зони, де формуються кислотні дощі. Розглянуто задачу прогнозування формування кислотного дощу в разі викидів від ТЕС на базі побудованої чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель для прогнозування виникнення кислотного дощу внаслідок викидів із ТЕС. Модель є багатофакторною та враховує конвекцію, атмосферну дифузію, нерівномірний профіль вітру. Створено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно оцінювати зони кислотного забруднення. Практична значимість. Розроблений комп’ютерний код для аналізу зон кислотного забруднення довкілля в разі промислових викидів дає можливість прогнозувати інтенсивність такого забруднення в різних метеоумовах.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »