Кафедра екології, теплотехніки та охорони праці (ДМетІ)

Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14988

ENG: The department of Ecology, Heat-Transfer and labour protection (DMetI)

Browse

Now showing 1 - 40 of 54

Організація системи керування виробничою безпекою. Частина 1
(Національна металургійна академія України, м. Дніпро, 2021) Суліменко, Сергій Євгенійович; Матухно, Олена Вікторівна; Кравцов, Сергій Володимирович; Сухарева, Марина Віталіївна; Мешкова, Анжеліка Геннадіївна
UKR: Викладено основні положення міжнародних і державних норм щодо ефективного управління охороною праці. Розглянуті питання нормативної бази для організації охорони праці на підприємстві, розслідування нещасних випадків, питання страхування від нещасних випадків, пожежна безпека на підприємстві, безпека виробничого обладнання та процесів. Містить загальні положення та вимоги з питань охорони праці підприємства різних видів економічної діяльності. Призначений для студентів спеціальності 136 – Металургія, 101 – Екологія, а також для студентів та викладачів закладів вищої освіти усіх спеціальностей.
Повышение энергоэффективности нагрева доменного дутья
(2021) Грес, Леонид Петрович; Карпенко, С. А; Науменко, А. А.; Иващенко, В. П.; Ерёмин, Александр Олегович; Каракаш, Евгений Александрович; Гупало, Елена Вячеславовна
Приведена общая характеристика теплообменников регенеративного и рекуперативного типов и методы повышения энергоэффективности, а также способы модернизации существующих воздухонагревателей и теплообменников для нагрева компонентов горения. Предназначена для специалистов металлургических и машино-строительных предприятий, проектных и научно-исследовательских институтов, а также студентов, аспирантов и докторантов металлургических специальностей вузов.
Mixed Colonies of Lasius Umbratus and Lasius Fuliginosus (Hymenoptera, Formicidae): When Superparasitism May Potentially Develop into Coexistence: a Case Study in Ukraine and Moldova
(Organisation for Conservation and Study of Biodiversity (CSBD) in collaboration with ANeT-India, 2021) Stukalyuk, Stanislav; Radchenko, Yury M.; Gonchar, Oleksiy; Akhmedov, Ascar; Stelia, Valery; Reshetov, Alexander; Shymanskyi, Artem
ENG: In 2015, in the territory of Kyiv (Ukraine) and in 2012-2017 in Transnistria (Moldova), two mixed colonies consisting of two species of ants – Lasius fuliginosus and L. umbratus were observed. Another 2 mixed colonies were discovered in 2021 in the territory of the city of Rivne (Ukraine). The aim of the study was to describe the observed mixed colonies, analyze the interaction of workers of two species on the trails, and by mathematical modelling to determine the probability of preserving queens of both species as part of a mixed colony. On the trails of the colonies from Kyiv and Rivne, the number of workers of L. fuliginosus is slightly higher than that of L. umbratus, so is the number of L. Fuliginosus workers in the colony. Workers of both species were making contact both within the same species and interspecific contacts, but trophobiosis with aphids has been recorded only by L. fuliginosus. The most likely of the 4 options considered was the survival of the queens of both species, otherwise the dynamics of the population over 6 years of development (total population of the mixed colony from Kyiv: 27 thousand workers of L. umbratus, 72 thousand workers - L. fuliginosus and two colonies with same population from Rivne) is difficult to explain. The possibility of such mixed colonies co-existing for at least a few years is debated.
До розрахунку вентиляції виробничих приміщень за умов виділення декількох шкідливих речовин
(Запорізький національний університет, 2021) Рижков, Вадим Генієвич; Бєлоконь, Карина Володимирівна; Манідіна, Євгенія Анатоліївна; Троїцька, Олена Олександрівна; Радченко, Юрій Миколайович
UKR: Визначено необхідну продуктивність вентиляційної установки для зменшення концентрації шкідливих речовин за умов одночасного виділення до повітря робочої зони декількох речовин. Розглянуто варіанти речовини різноспрямованої дії; речовини односпрямованої дії з адитивним ефектом; речовини односпрямованої дії з підсилюючим (потенційованим) ефектом; речовини односпрямованої дії з послаблюючим (антагоністичним) ефектом. Запропоновано рівняння, що описують продуктивність вентиляційної установки для зазначених варіантів надходження шкідливих речовин до повітря.
Improvement Quality of Preparation Specialists in Area of Mathematical Modeling
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Yasev, Aleksandr Georgievich
ENG: Improvement quality of preparation specialists in area of mathematical modeling is an actual problem in education students (especially applied) and non mathematical specialties. For solving this problem must be used system and successive exposition of maintenance of the stages of building model with obligatory demonstration of there intercommunications. Each stage of modeling makes some part of quality of model. Most difficult stage is idealization of original, because in this case the most important properties of original must be distinguished and the experimental samples of output of variables of original and calculation samples of model are got.. Main attention it must be spared to estimation of adequacy original and model with the help of famous nonparametric criteria such as criterion Wilcoxon and special criterion for small samples. Last part of modeling usually is optimization parameters of original. Methodology of study, that provides a receipt of the deeper and complete understanding of essence of mathematical modeling of technical objects is offered. Positive results are achieved by using method which is proposed. System exposition of material and accent on research and proof adequacy of model allow to attain the deeper and complete understanding of essence of mathematical design of technical objects and promote efficiency of preparation of specialists in area of the applied mathematical modeling.
Радіоекологія. Частина 1
(Національна металургійна академія України, м. Дніпро, 2021) Саввін, Олександр Віталійович; Сухарева, Марина Віталіївна; Мєшкова, Анжеліка Геннадіївна; Суліменко, Сергій Євгенійович
UKR: Розглянуто історію розвитку радіоекології, та основні її положення. Наведено відомості про фізику іонізуючого випромінювання, дозиметричні одиниці в радіоекології та біологічну дію випромінювання. Особливу увагу приділено питанням захисту населення від іонізуючого випромінювання та нормам радіаційної безпеки в Україні. Призначений для студентів спеціальностей 101 – екологія та 183 – технології захисту навколишнього середовища (бакалаврський рівень).
Phenomena at Three-Phase Electroslag Remelting
(Springer Nature, 2021) Liu, Zhong-li; Medovar, Lev; Stovpchenko, Ganna; Petrenko, Volodymyr; Sybir, Artem; Volchenkov, Yev.
ENG: The electroslag remelting (ESR) process is widely used to produce high-quality ingots and billets for high-alloyed steels and alloys. Both the single-phase and three-phase alternating current diagram with bifilar and monofilar connection are in use for heavy ingot manufacturing. The numerical simulation of the three-phase bifilar circuit for the 120 t three-phase bifilar six-electrode ESR furnace at different variants of electric connection was presented and discussed. At the bifilar diagram of power supply, the geometrical location of electrodes in a mould holds critical importance for performances: the close location of bifilar pair electrodes provides the highest heat productivity, but the equidistant location of electrodes gives a much more uniform heat distribution. The monofilar mulit-electrode diagram of three-phase connection without phase shift shows the most uniform distribution of potential and heat generation as well as a favorable magnetic field that makes this kind the most promising for providing a high quality of heavy ingots.
Організація системи керування виробничою безпекою. Частина 2
(Національна металургійна академія України, м. Дніпро, 2021) Суліменко, Сергій Євгенійович; Матухно, Олена Вікторівна; Кравцов, Сергій Володимирович; Сухарева, Марина Віталіївна; Мешкова, Анжеліка Геннадіївна
UKR: У другій частині навчального посібника викладено основні положення міжнародних стандартів ISO 31000 та ISO 31010. Розглянуті методи оцінки ризиків для організації охорони праці на підприємстві, питання пожежної безпеки на підприємстві, безпека виробничого обладнання та технологічних процесів та безпека при використанні комп’ютерної техніки. Призначений для студентів спеціальності 136 – Металургія, 101 – Екологія, а також для студентів та викладачів закладів вищої освіти усіх спеціальностей.
Перспективи промислового використання синтезгаза, отриманого газифікацією вуглецевмісної сировини
(Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2021) Давидов, Сергій Леонідович; Опарін, Сергій Олександрович; Радченко, Юрій Миколайович
UKR: Розглянуто питання, пов'язані із застосуванням синтезгазу підвищеної калорійності в теплових агрегатах, що діють. Встановлено вплив величини теплоти згорання газу на коефіцієнт використання палива в агрегаті, а також можливі шляхи зниження питомої витрати палива на технологічний процес.
Дослідження процесів тепло- та масообміну в металургійній печі при збагаченні повітря горіння технологічним киснем
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Єрьомін, Олександр Олегович; Гупало, Олена В’ячеславівна; Радченко, Юрій Миколайович; Римар, Мірослав; Кізек, Ян; Куликов, Андрій
UKR: Метою роботи є підвищення енергоефективності нагрівальних пристроїв металургійних підприємств шляхом застосування технології спалювання палива при збагаченні повітря горіння технологічним киснем. Методика дослідження заснована на використанні методів математичного моделювання та фундаментальних законів газодинаміки та тепло- і масообміну. Розроблено математичну модель, яка враховує конвективну та випромінюючу складові процесу теплообміну між димовими газами і металом, дозволяє визначати температурні поля металу і газів та поле швидкості газів уздовж робочого простору печі безперервної дії. Відмінною рисою розробленої моделі є можливість застосування її для печей, в яких спалювання палива відбувається з використанням атмосферного або збагаченого киснем повітря. Результати. З використанням розробленої математичної моделі досліджено теплову роботу печі, в яку на спалювання палива подається повітря з вмістом кисню 21, 27 або 33 %. Розроблено енергоефективні режими нагрівання металу та визначено зміну температурних полів металу в робочій камері печі, витрат палива, атмосферного повітря та технологічного кисню, а також показників енергоефективності печі в залежності від вмісту кисню в повітрі горіння. Розрахунки виконано при нехтуванні конвективною складовою теплообміну та при врахуванні конвективної складової тепловіддачі від димових газів до металу. Наукова новизна роботи полягає у визначенні похибки розрахунків при нехтуванні конвективною складовою теплообміну в робочій камері печі, яка не перевищує 3,8 % для температурного поля металу, 5,1 % для температурного поля димових газів, 5,9 % для температури повітря горіння та 1,2 % для питомих витрат атмосферного повітря й кисню, а також показників енергоефективності печі. Отримані результати доказують правомірність використання математичних моделей, в яких конвективна складова теплообміну не береться до уваги, при розробці енергоефективних режимів нагрівання металу при збагаченні повітря горіння киснем до 33%. Практична значущість роботи полягає в розробленій математичній моделі, яка може використовуватися для розробки енергоефективних режимів нагрівання металу в металургійних печах безперервної дії при спалюванні палива з використанням атмосферного або збагаченого киснем повітря.
Екологічні аспекти металургійних технологій (1 ч.)
(Український державний університет науки і технологій, 2022) Грес, Леонід Петрович; Єрьомін, Олександр Олегович; Каракаш, Євген Олександрович; Радченко, Юрій Миколайович
UKR: Екологічні аспекти металургійних технологій, що розглядаються в даному посібнику, є складовою загальних та фахових нормативних компетентностей, спрямованих на збереження навколишнього середовища, захист довкілля та утилізацію відходів металургійного виробництва, опанування яких передбачено освітньою програмою «Технології та обладнання металургійного виробництва» за спеціальністю 136 – Металургія (бакалаврський рівень), освітньою програмою «Промислова теплотехніка» (магістерського рівня) за спеціальністю 136 – Металургія та освітньою програмою «Технології захисту навколишнього середовища» (бакалаврського рівня) за спеціальністю 183 – Технології захисту навколишнього середовища. В навчальному посібнику розглянуті технологічні процеси і конструкції допоміжного обладнання металургійних підприємств, питання енергоефективності металургійного виробництва та екологічні вимоги при виробництві металопродукції. Призначений для студентів, що навчаються за спеціальностями 136 – Металургія та 183 – Технології захисту навколишнього середовища.
Method of Sequential Approximation in Modelling the Processes of Heat Transfer and Gas Dynamics in Combustion Equipment
(MDPI, Switzerland, 2022) Rimar, Miroslav; Yeromin, Oleksandr O.; Larionov, Grigoriy; Kulikov, Andrii; Fedak, Marcel; Krenicky, Tibor; Gupalo, Olena V.; Myanovskaya, Yana V.
ENG: The behavior of the processes taking place in furnaces determines the efficiency of fuel chemical energy utilization, the quality of the final products and the environmental safety of the production. Mathematical models of the processes of gas dynamics and heat transfer in the working space of heating equipment are quite complex, and do not allow the establishment of a direct analytical relationship between the quality indicator of the process (F) and the influencing parameters (xi). To simplify the procedure for obtaining the values of the function F depending on the change of parameters xi, a method of successive approximation is presented in the article. The main idea of the method is that the representation of the function around a point from the domain of the function can be extended to the entire domain for many problems of mechanics. The relative error in the definition of the function acquires its maximum value at the border of the area, and a reasonable narrowing of it allows control of the size of the error. Thus, the advantages of using the method are obvious; it is able to provide approximation of the function in a multiplicative form with a controlled error. The distribution of the method to the field of heat transfer problems is presented in this paper. The successful implementation of this method for solving problems of this kind shows that the solution of practical problems may be generalized for the entire domain of the function, despite the fact that the errors of such a representation increase to 5–7% when approaching its limit, which, however, may be considered acceptable for engineering calculations.
Практичний досвід формування уявлення про причини та наслідки зміни клімату
(Центр фінансово-економічних наукових досліджень (ЦФЕНД), м. Полтава, 2022) Соболевська, Ольга Станіславівна
UKR: З метою формування наукового та вірного розуміння причин виникнення, механізмів розвитку та наслідків зміни клімату була розроблена вибіркова дисципліна для студентів 2-го курсу всіх спеціальностей ІПБТ УДУНТ. Ця дисципліна викладається кафедрою екології, теплотехніки та охорони праці.
Rheological Properties of Polymer-Polymer Mixtures on Corn Starch Base
(MM Publishing s.r.o., Praha, Czechia, 2022) Rimar, Miroslav; Tretyakoff, Artem; Sukhyy, Kostyantyn M.; Yeromin, Oleksandr O.; Kulikov, Andrii; Fedak, Marcel; Belyanovskaya, Elena; Shunkin, Ihnat; Gupalo, Olena V.; Krenicky, Tibor
ENG: The prospects for the use of polymer-polymer mixtures based on corn starch as alternative thermoplastic materials to polyolefins are considered. Rheological curves have been obtained, which confirm the possibility of processing such mixtures on standard equipment into products. It is shown that the starch content in polymer-polymer mixtures can reach 90 mass percent. Compared to existing biodegradable polymers, plasticized starch-based material is in no way inferior to them in terms of processability. Studies of the mechanical properties of polymer-polymer mixtures based on corn starch have been carried out. The data obtained indicate the possibility of using the developed composites as packaging materials, as well as alternative materials to known bioplastics and synthetic polymers.
Экспериментальное моделирование механических свойств теплозащитных экранов
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», Дніпро, 2022) Ясев, Александр Георгиевич
RUS: Экспериментально исследованы основные физико-механические свойства композиционного теплозащитного материала, используемого для изготовления защитных экранов. Для этого на примере стеклопластика СТЕФ выполнены (с применением традиционных схем) исследования при малых (менее 1 м/с) и высоких (более 3 м/с) скоростях смены нагрузок. При малых скоростях нагрузки исследовалась прочность материала при поверхностном деформировании, растяжении, сгибании и сдвиге. При больших скоростях определялась работа разрушения и ударная вязкость. Результаты экспериментальных исследований использованы при решении конкретных конструкторско-технологических задач, в частности при разработке оборудования и выборе режимов дробления композиционных материалов при их утилизации (хотя, безусловно, полученные данные имеют более широкое значение).
Effect of Urban Habitats on Colony Size of Ants (Hymenoptera, Formicidae). In Memory of Professor A. A. Zakharov (Russian Academy of Sciences, Moscow)
(Turkish Academic Network and Information Center, 2022) Stukalyuk, Stanislav; Akhmedov, Ascar; Gilev, Alexey; Reshetov, Alexander; Radchenko, Yuri M.; Kosiuk, Nataly
ENG: Urbanized ecosystems are suitable for the habitat of only a few species of ants, due to conditions caused by human activities. Invasive species of ants have adapted to urbanized ecosystems most successfully. The study of the ant colonies sizes started in Crimea in 2013–2014. In 2019–2021 it was carried out in Ukraine (the Carpathians, Kyiv city, and Kyiv region), in Russia (Rostov-on-Don city and region, and the Urals), and in Uzbekistan (Tashkent city, and tugai forests). The study covers natural (forest, meadow, steppe), suburban (alleys and tree planting) and urban habitats (tree planting along streets and roads, botanical gardens). Our study covers 21 species of ants with trails on forage areas. Nine species were sampled for interspecific comparison of colony sizes. They were collected in at least 2 habitat types within the same geographic region. According to the activity parameter on the trails, the number of foragers and the population of the colony were calculated (using the formula of A. Zakharov). According to our calculations, the maximum colony sizes are typical for invasive species (Crematogaster subdentata, Lasius neglectus, 100–7500 thousand workers) in the urban habitats. Some native species (Dolichoderus quadripunctatus, Formica cinerea) in the urban areas have colonies with 120–350 thousand workers. These values may exceed those for ant species inhabiting natural habitats (30–250 thousand workers). High rates of colony size in the urbanized habitats can be achieved due to availability of food, nesting resources, and the absence of competing ant species.
Characteristics of Thermal Processes in Ant Nests Built Under Stones (Hymenoptera: Formicidae)
(“Charles Darwin” Sapienza University of Rome, Italy, 2022) Stukalyuk, Stanislav; Radchenko, Yury M.
ENG: Ants prefer to nest under stones. This is due to temperature regimes favorable to the development of ant broods. In this paper, we investigated the influence of stone and ambient parameters on ant nests and created a model of thermal processes in ant nests under stones. The simulation results were compared with temperature measurements. Temperature was measured under 20 stones under different illumination conditions (sun, penumbra and shade) for 3 ant species (Myrmica rubra, Formica cinerea, Lasius niger) in Ukraine from April to August 2021. Stones were categorized as hot, warm and cold. Each stone was checked once a week for the number of workers and brood. Under two stones, tem¬perature was measured using loggers. The number of workers under hot stones in spring increased three weeks earlier than under cold and warm ones. In May-June, the maximum number of workers was recorded under hot stones. In July, the number of ants was minimal under all categories of stones. Larvae appeared under hot stones two weeks earlier than under other categories of stones. In August, the number of pupae under cold and warm stones was greater than under hot ones. Number of larvae and pupae was positively influenced by the diameter of the stone, whereas stone height did not exert an important role. Ants preferred to inhabit nests under large flat stones, which are easily heated in spring and warm the soil under them. Another important characteristic was the location of the stones. The highest brood development was noted in nests under stones in open areas well lit by the sun in the daytime. In summer ants migrated from under hot stones, because soil under it dry and warmed. Stones and their position may be important factors in accelerating the development of brood in colonies of ant species that do not have active thermoregulation.
Вплив збагачення повітря горіння киснем на стійкість кладки доменних повітронагрівачів
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Грес, Леонід Петрович; Єрьомін, Олександр Олегович; Гупало, Олена В’ячеславівна
UKR: Статтю присвячено проблемі підвищення ефективності роботи обладнання доменних печей. Нині доменний газ не забезпечує заданих технологічних температур високотемпературних теплових агрегатів (доменні повітронагрівачі, нагрівальні печі, тощо), так як його теплота спалення незначна (3200-3500 кДж/м3). В роботі виконано розрахунково-порівняльний аналіз двох способів підвищення температури горіння: збагачення доменного газу природним (базовий варіант) та збагачення повітря горіння киснем для умов доменних повітронагрівачів с температурою під куполом 1300 та 1350 °С. Показано, що для забезпечення цих температур необхідно доменний газ з теплотою спалення 3228 кДж/м3 збагачувати природним газом (відповідно 4,0 та 5,37 %) або збагачувати повітря горіння киснем (відповідно 29,4 та 32,3 %). При цьому необхідно мати резерв по наявності достатньої кількості технологічного кисню. При збагаченні повітря горіння киснем зменшується питомий вихід продуктів спалення, а для збереження тих же параметрів теплообміну в насадці повітронагрівачів необхідно значно збільшувати витрати доменного газу. При цьому загальні витрати повітря горіння практично не змінюються. Виконані розрахунки довжини факелу, розподілу температур та дійсних і допустимих навантажень по висоті камери горіння доменних повітронагрівачів при забезпеченні температури під куполом 1350 °С за рахунок збагачення доменного газу природним (базовий варіант) та збагачення повітря горіння технологічним киснем. Показано, що при опаленні повітронагрівачів з використанням кисню зменшується довжина факелу і максимум температур зміщується в нижню зону, де більше статичне навантаження на вогнетривку цеглу. Але при цьому допустимі навантаження більші дійсних і таким чином стійкість кладки камери горіння буде забезпечена. При сучасних дефіциті та вартості природного газу його використання є нераціональним. Підігрів компонентів горіння потребує значних капітальних витрат для будівництва комплексу теплообмінників. В деяких випадках на існуючих теплових агрегатах відсутні площі для розміщення теплообмінників. В той же час пристрої для використання кисню прості та дешеві.
Системи акумуляції електроенергії
(Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна, 2022) Ярошенко, Я. В.; Бобров, О. В.; Ципленков, Д.; Кузнецов, Віталій Вадимович; Саввін, Олександр Віталійович
UKR: Мета. Аналіз стану систем накопичення енергії у світі, визначення перспектив їх розвитку та порівняння методів акумуляції електроенергії. Методика. Теоретичне обґрунтування і порівняння систем накопичення електроенергії з урахуванням реальних показників енергосистеми України станом на кінець 2021 року. Результати. Показують, що існує потреба в теоретичному і практичному підході до впровадження акумуляційних потужностей задля підтримання балансу електроенергетичної системи. В результаті проведеного огляду найбільш поширених накопичувачів електроенергії, було виділено особливості їх в цілому. Всі вони володіють як перевагами так і недоліками. Проте, в комплексному підході до їх просування, можна отримати найбільший результат з очікуваних. Найперспективнішим, з точки зору ланцюга: екологічність – вартість – актуальність – необхідність, є – водень. Наукова новизна. Полягає у тому, що розглядається можливість комбінованого використання різнотипових акумуляторних систем з різними характеристиками. Практичне значення. Можливість впроваджувати на промисловому рівні акумуляторні потужності задля більш ефективної децентралізації енергетичного сектору держави. На сьогодні, без необхідної інфраструктури, переоснащень існуючих енергоприймаючих і розподіляючих станцій, широкомасштабних інвестицій, водень не може стати ефективним, настільки, наскільки здатен, адже, енергія має рухатися від дроту до газу, а потім знову до дроту. Тобто існує певний вектор енергії який постійно перебуває в «перехідному» положенні. Саме тому зараз, енергоефективність на кожному з рівнів перетворення водню в електроенергію падає. Ефективність, за звичайних, нормальних умов «вчорашнього» дня в даному випадку складе близько 80%. Для транспортування водню, необхідно його стиснути і охолодити. На цей процес йде до 10-15% енергії. Для подальшого перетворення в електричну енергію, витрачається теплова енергія, і, в результаті з ККД в ~65-70% можна отримати електроенергію.
Утилізація низько-потенційної теплової енергії при експлуатації парової компресорної холодильної установки
(Видавничий дім «Гельветика», м. Київ, 2022) Бєляновська, Олена Анатоліївна ; Скляренко, О. І.; Сухий, Костянтин Михайлович; Пустовой, Г. М.; Сухий, М. П.; Прокопенко, Олена Михайлівна; Єрьомін, Олександр Олегович
UKR: Проведено дослідження процесів утилізації низько потенційної теплової енергії при експлуатації парової компресорної холодильної установки, яка працює з використанням холодильного агенту R32. Оцінено її ефективність і показано доцільність теплоти конденсації для теплопостачання підприємства. Запропоновано схеми систем холодопостачання з контуром акумуляції тепла та з модулем рекуперації тепла для опалення та з контуром геліоколектора. Розроблено алгоритм розрахунку розроблених систем, який передбачає розрахунок параметрів холодильної машини за типовою методикою, зокрема холодильного коефіцієнту, потужності конденсації, масових витрат теплоносія в конденсаторному теплообміннику, теплового навантаження на конденсаторний теплообмінник, холодопродуктивності випарникового теплообмінника, кількості тепла, яке необхідне для підігріву води в теплоакумулюючій ємності у літній і зимовий період, кількості теплоти для підтримки кліматичних умов в офісних приміщеннях, коефіцієнта рекуперації тепла та кількість теплоти рекуперації кількості теплоти, яка йде на гаряче водопостачання, масової й об’ємної витрати теплоносія в системі опалення, температури води на виході з системи опалювання . Показана кореляція коефіцієнта рекуперації теплоти, а також об’єму приміщення, яке опалюється, об’єму теплового акумулятора та температури води у контурі теплопостачання. Встановлено об’єми приміщення, які доцільно опалювати за допомогою цих систем і температури води у цих умовах. Виявлено умови, за яких доцільно використовувати сонячний колектор у подібних системах. Показано перспективність використання рекуперації теплоти конденсації у системах теплопостачання.
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.
Improving the Technology of Using Freon-Steam Turbines in Mine Power Complexes
(IOP Publishing, 2022) Kirsanov, Mykhailo; Slobodiannykova, Inna; Gupalo, Olena V.
ENG: Mining power complexes can significantly reduce the cost of production of mining enterprises and increase their competitive position in the relevant market. To solve the urgent problem of further improving the operation of mine energy complexes, it is proposed to include in their composition installations for the useful use of energy from low-potential sources with a freon-steam turbine, which implement the thermodynamic Rankine cycle. The article considers the features of the organization of the Rankine cycle depending on the properties of freons. When choosing freons, the emphasis is placed on the use of strictly ozone-safe freons that meet modern requirements for normalizing the value of the global warming potential. The previously proposed method for calculating the thermodynamic parameters necessary for evaluating useful action’s coefficient of using specific freons in a useful energy recovery equipment has been improved. The calculation of the energy efficiency of the equipment with a freon-steam turbine for the selected options for the use of freons is performed. The analysis of the obtained results showed that the use of ozone-safe freons with low values of the global warming potential in installations for the utilization of energy from low-potential sources will improve the operation of mine energy complexes.
Nonlinear Analysis of Bifurcatory Properties of Mathematical Model of Subpopulation Dynamics in the Case of a Single Niche for Subpopulation
(IEEE, 2022) Kuzenkov, Olexandr; Busher, Victor; Chornyi, Oleksii; Nikolenko, Anatoliy V.; Kuznetsov, Vitaliy V.; Savvin, Oleksandr V.
ENG: The article is devoted to the use of mathematical models of the dynamics of heterogeneous populations, and computer simulation based on the above models allows to identify general trends in subpopulations, predict the state of the system and obtain results on possible consequences of artificial intervention. Also, the use of mathematical models can predict the spread of genetic anomalies. The authors propose a model of subpopulation dynamics with a logistic function as a basic one. It is concluded that the system-wide dynamics of subpopulation processes depends not only on the reproductive potential of subpopulations, but also on the intrasystemic dynamics that objectively occur in such systems. The adequacy of the proposed mathematical model is proved. © 2022 IEEE.
Рекомендації щодо утилізації мінералізованого мулу після біологічної очистки стоків нафтопереробного підприємства
(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2022) Мєшкова, Анжеліка Геннадіївна; Сухарева, Марина Віталіївна; Беймо, Едгар Валерійович
UKR: В результаті очищення стічних вод утворюється великий об’єм відходів, серед яких найбільш великотоннажними і небезпечними є осади стічних вод (ОСВ). Великі об’єми утворення осадів після фізико-хімічного та біологічного очищення стічних вод, різноманіття їх хімічного складу, вміст важких металів, ПАР і нафтопродуктів вимагають їх обов’язкової утилізації на спеціалізованих підприємствах. Зростання об’ємів ОСВ вкрай негативно впливає на природне навколишнє середовище в районах, де вони накопичуються і розміщуються. Дослідження та визначення складу мінералізованого активного мулу необхідні для розробки рекомендацій щодо шляхів його застосування.
Identification of the Thermal Process in an Induction Motor
(Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Kuznetsov, Vitalii V.; Tryputen, M.; Nikolenko, Anatolii V.; Tsyplenkov, Dmytro; Kuvaiev, Victor; Savvin, Oleksandr V.
ENG: Purpose: synthesis of a mathematical model of an asynchronous motor, taking into account the impact of changes in the quality of electricity on the processes of heating and heat exchange for an economically justified choice of means of protection. Methodology: Theoretical substantiation of the expediency of using a one-mass thermal model of an asynchronous motor, for the conditions of operation of the latter in conditions of low-quality electricity, in order to determine losses in it. Results: Experimental studies of the operation of an asynchronous motor at nominal load were carried out. The obtained results of the measurements made it possible to determine the parameters of the single-mass thermal model, the heat transfer coefficient of the engine, and the coefficient of its heat capacity. A single-mass thermal model of an induction motor is a mathematical model used to describe the thermal processes occurring in an induction motor. This model is based on the assumption that all motor elements can be combined into one mass that heats up during engine operation. The model assumes that the thermal capacity of the motor is a constant, and the heat flow that is released during the operation of the motor is proportional to the square of the current passing through the motor windings. In addition, the model assumes the presence of thermal conductivity between the mass of the motor and the external environment, which affects the rate of heat dissipation. Scientific novelty: A methodology for determining losses in an asynchronous motor using a synthesized mathematical model is proposed, taking into account the influence of changes in the quality of electricity on the processes of heating and heat exchange in it. Practical significance: The obtained results indicate the adequacy of the proposed thermal model of an asynchronous motor operating in a network with low-quality electricity. Taking into account the fact that for many types of engines in the reference literature, there are no necessary data on the coefficients of heat transfer and heat capacity, and only the thermal time constants for certain types of engines are given, the value of the specified parameters of the model can be obtained on the basis of the methodology presented in the work. A single-mass thermal model can be useful for analyzing the thermal processes occurring in an induction motor and for improving the efficiency of the motor. In particular, it can help determine the optimal operating temperature of the motor, as well as calculate the necessary cooling system to ensure stable operation of the motor under conditions of variable load and temperature conditions.
Selection Criteria of Working Pairs Adsorbent – Adsorbate for Thermal Energy Transformers
(MM Science Journal, Czech Republic, 2022) Rimar, Miroslav; Sukhyy, Kostyantyn M.; Belyanovskaya, Elena; Yeromin, Oleksandr O.; Prokopenko, Elena M.; Kulikov, Andrii; Fedak, Marcel; Frolova, Lilia; Pustovoy, Grigoriy; Kulikova, Olha; Savko, Vitalii
ENG: In the manuscript the main factors that affect the thermal mass of open and closed types of heat storage devices are shown. Also, the main requirements for adsorption modules are given. The calculation procedure has been refined, which includes the determination of heat load, heat of adsorption, adsorbent mass, as well as integral, structural, and specific thermal mass. The specific thermal masses of adsorption heat-accumulating modules of open and closed types were evaluated. The main factors affecting their value are analysed. It is shown that the specific thermal mass of the adsorption heat storage module increases significantly due to the adsorption of water during the discharge of the device. It is shown that it reaches its maximum values at the end of the discharge stage, when the maximum values of adsorption in the cycle are reached. The influence of the design of the heat storage module on the value of the specific thermal mass has been confirmed. It is shown that the maximum values of these changes correspond to the composites containing 80% salt and 20% silica gel, due to the maximum values of the limiting adsorption and the heat of adsorption, which contributes to the lower values of the adsorbent mass, which is required to cover the thermal load. Specific thermal masses of adsorption modules based on "silica gel – sodium sulphate" and "silica gel - sodium acetate" composites are compared. The composition of the composite is 80% sodium sulphate and 20% silica gel, which corresponds to the minimum dimensions of the adsorption module, and therefore the maximum value of the specific thermal mass.
Patterns of Air Mixture Movement in the Operating Area for the Annular Ejector of Pneumatic Transportation System
(НТУ «Дніпровська політехніка», Дніпро, 2023) Ponomarenko, Serhii M.; Potapchuk, Iryna Yu.; Kabakova, Liudmyla B.; Radchenko, Yurii M.
ENG: Purpose. To establish the regularities of two-phase flow of “gas-solid particles” in the operating area of an annular ejector where the following processes take place: air mixture ejecting, compressed air outflow from the ejector nozzle, air mixture flows mixing in the transport pipeline. In the work, the velocity distribution is also examined for dispersed phase and air phase of air mixture during its loading and accelerating in the transport pipeline of the pneumatic transport system. Methodology. The research is based on the fundamental approaches of mass point dynamics, aerodynamics, the theory of jet flows and iteration methods of numerical solution of equations. Findings. The mechanics of the air mixture flow under the ejection and aerodynamic force in the operating area of an annular ejector and at the beginning of transport pipeline is analyzed using the method of iterations. The impact of air mixture flow in the operating area of an annular ejector on energy performance of the pneumatic transport system is evaluated. Originality. The originality is that, for the first time, the regularities describing two-phase “gas-solid particles” flow at the loading area of the pneumatic transport system with an annular ejector have been obtained. This made it possible to characterize the velocity distribution of the dispersed and air phases of the air mixture during their loading and aerodynamic acceleration in the transport pipeline. Also, an innovative approach to the effectiveness of the use of pipeline pneumatic transport is the assessment of the energy indicators of the use of ejector-type pneumatic transport equipment depending on the rate of compressed air outflow from the ejector. Practical value. The implementation of the results in the modernization of existing and in the creation of new pneumatic transport systems with an annular ejector makes it possible to increase the efficiency of their use in the technological processes of moving dispersed materials at mining and metallurgical enterprises and in other areas of technology.
Study of the Efficiency of Using Renewable Hydrogen in Heating Equipment to Reduce Carbon Dioxide Emissions
(IOP Publishing, 2023) Gupalo, Olena V.; Yeromin, Oleksandr O.; Kabakova, Liudmyla; Kulikov, Andrii; Sukhyi, Mykhailo; Romanko, Yaroslav V.
ENG: The results of theoretical study of operation of continuous furnaces heated by natural gas, renewable hydrogen, and their mixture are presented. The furnaces have the same design, but significantly different energy efficiencies due to different heat losses and capability of recuperative fume gas heat utilization system. The measures to reduce heat losses and to increase air temperature for fuel combustion can reduce specific fuel consumption for metal heating and carbon dioxide emissions by 25.8% for natural gas furnaces. For furnaces operating on mixture of natural gas and hydrogen, a greater reduction in carbon dioxide emissions is achieved in furnaces with worse energy efficiency, but with greater fuel consumption for metal heating. The paper shows the possibility of converting a furnace with better energy efficiency indicators to be heated by mixture of natural gas (75%) and hydrogen (25%). The measure reduces the natural gas consumption and carbon dioxide emissions to 9.2% due to the use of hydrogen with specific consumption 13.81 m3 per ton of metal. To ensure the same costs for metal heating when transferring continuous furnaces from natural gas to hydrogen, or their mixture, the ratio of prices for natural gas and hydrogen should not exceed 0.301-0.312.
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.
Методичні вказівки до виконання випускних кваліфікаційних робіт для студентів спеціальності 051 – Економіка, освітньо-професійної програми «Міжнародна економіка» (бакалаврський рівень)
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2023) Білоцерківець, Володимир Вікторович; Лебедєва, Валентина Костянтинівна; Леонідов, Ігор Леонідович; Пульпінський, Володимир Борисович; Тарасевич, Віктор Миколайович
UKR: Визначено спрямованість, тематику, зміст і порядок оформлення кваліфікаційних робіт здобувачів бакалаврського рівня вищої освіти, що навчаються за освітньо-професійною програмою «Міжнародна економіка» зі спеціальності 051 – Економіка. Конкретизовані вимоги та рекомендації до обсягу, структури, змісту, оформлення кваліфікаційних робіт з урахуванням особливостей фахової підготовки та вимог чинного стандарту вищої освіти зі спеціальності. Призначені для студентів усіх форм навчання.
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.
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.
Радіоекологія
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Саввін, Олександр Віталійович; Сухарева, Марина Віталіївна; Мєшкова, Анжеліка Геннадіївна; Суліменко, Сергій Євгенійович
UKR: У навчальному посібнику розглянуто історію розвитку радіоекології та основні її положення. Наведено відомості про фізику іонізуючого випромінювання, дозиметричні одиниці в радіоекології та біологічну дію випромінювання. Особливу увагу приділено питанням захисту населення від іонізуючого випромінювання та нормам радіаційної безпеки в Україні. Викладені проблеми атомної енергетики та організації радіаційного контролю. Розглянуті питання поводження з радіоактивними відходами, міграції радіонуклідів в навколишньому середовищі. Призначений для опанування вибіркових професійних освітніх компонент «Радіоекологія» та «Радіаційна безпека в металургії» за спеціальністю 101 «Екологія» для ОПП «Екологія та раціональне природокористування» та спеціальністю 183 «Технології захисту навколишнього середовища» для ОПП «Технології захисту навколишнього середовища».
Навчально-методичні рекомендації до виконання розділу «Охорона праці та захист навколишнього середовища» у випускних кваліфікаційних роботах для студентів усіх спеціальностей (бакалаврський та магістерський рівень)
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Єрьомін, Олександр Олегович; Суліменко, Сергій Євгенійович; Сухарева, Марина Віталіївна; Мєшкова, Анжеліка Геннадіївна; Баранова, Тетяна Євгеніївна
UKR: Навчально-методичні рекомендації призначені для використання студентами усіх спеціальностей при виконанні розділу «Охорона праці та захист навколишнього середовища» у кваліфікаційних роботах ОКР «бакалавр», «магістр». Викладено мету, вимоги щодо структури, змісту, обсягу та оформлення розділу. Призначені для студентів усіх спеціальностей.
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.
Екологічні аспекти металургійних технологій : навчально-методичні рекомендації до виконання індивідуальних завдань...
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Суліменко, Сергій Євгенійович; Єрьомін, Олександр Олегович; Сухарева, Марина Віталіївна
UKR: Навчально-методичні рекомендації призначені для використання студентами спеціальності 183 «Технології захисту навколишнього середовища», освітньо-професійної програми «Технології захисту навколишнього середовища» під час виконання індивідуальних завдань. Наведено варіанти індивідуальних завдань, методичні рекомендації щодо самостійного опрацювання та виконання індивідуального завдання, перелік рекомендованої літератури.
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.
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 %.
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.
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.