УДК 621.577+697.1
Безродный М.К., Притула Н.А.
Оптимальная работа теплового насоса в низкотемпературных системах отопления с использованием теплоты грунта
С. 7–12.
Ил. 4. Библиогр.: 13 назв.
Исследована оптимальная работа теплового наноса в низкотемпературных системах отопления с использованием теплоты грунта. Обнаружено, что при использовании теплоты грунта в теплонасосной системе отопления существует оптимальная степень охлаждения соляного раствора в испарителе теплового насоса, которой соответствуют минимальные суммарные затраты электроэнергии на теплонасосную систему отопления в целом. Установлено, что она в основном зависит от комплекса постоянных величин А и слабо зависит от расчетной температуры теплоносителя на отопление в диапазоне 30–50 °С, температуры соляного раствора на входе в испаритель в диапазоне 2–5 °С и температуры окружающей среды. Получено соотношение для определения оптимальной степени охлаждения соляного раствора в испарителе в зависимости от комплекса постоянных величин А.
УДК 621.039.50
Гальченко В.В., Ковальчук В.С.
Сравнительный анализ подготовки малогрупповых констант с распределением температуры теплоносителя по радиусу кассеты и с использованием ее осредненного значения
С. 13–18.
Ил. 8. Табл. 1. Библиогр.: 9 назв.
Изучено влияние учета распределения температуры теплоносителя по радиусу ТВС на величины макроскопических сечений взаимодействия с помощью программных продуктов SolidWorks и WIMSD-5B. Макроскопические сечения взаимодействия определялись в зависимости от композиции топлива, его выгорания, положения органов регулирования, плотности и температуры теплоносителя, температуры топлива и концентрации жидкого поглотителя. Методика подготовки данных заключается в усреднении указанных параметров топлива и теплоносителя по сечению ТВС. Проведенные исследования показали, что учет распределения температуры теплоносителя по сечению ТВС существенно не повлиял на гомогенизированные макроскопические характеристики системы в “тепловой” области энергий, но выявил серьезное влияние на характеристики в “быстрой” области энергий нейтронов и на некоторые эффекты реактивности. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего проведения исследований в этом направлении.
УДК 536.245
Дешко В.И., Суходуб И.О.
Особенности процессов тепломассообмена рекуператора “воздух–воздух” с паропроницаемой стенкой в отопительный период
С. 19–26.
Ил. 8. Библиогр.: 18 назв.
Проведено математическое моделирование процессов тепло- и массообмена перекрестноточного рекуперативного мембранного теплообменника систем вентиляции с учетом режимов конденсации и замораживания в отопительный период. Результаты представлены в виде распределения по поверхности коэффициентов тепло- и массопередачи и температур теплоносителей. Приведены зависимости критических условий по замораживанию теплообменника и поправки к температурному коэффициенту эффективности как функции относительной влажности воздуха в помещении и температуры наружного. Рассмотрены влияние положения теплообменника и направленности потоков воздуха на процессы конденсации и замораживания, отличие зон конденсации для теплообменника явной и полной теплоты, а также методы борьбы с замораживанием и стратегии размораживания теплоутилизаторов систем вентиляции.
УДК 621.314.5
Курило И.А., Грудская В.П.
Сравнительный анализ вариантов схемы системы регулирования выпрямленного напряжения с вольтодобавочными трансформаторами
С. 27–33.
Ил. 8. Библиогр.: 8 назв.
Проведен сравнительный анализ наиболее перспективных схемных вариантов систем регулирования выходного напряжения трехфазных выпрямителей с вольтодобавочными трансформаторами. Сопоставлены энергетические показатели различных систем регулирования, исследовано влияние токов и напряжений нулевой последовательности. Сделан вывод о целесообразности практического применения системы с вольтодобавочным трансформатором, вторичные обмотки которого включены в линейные провода соединенной треугольником первичной обмотки основного трансформатора.
УДК 662.997
Пуховой И.И., Новаковский Е.В.
Коэффициенты ориентации солнечных коллекторов по отношению к южному направлению в зависимости от их углов наклона и азимута для условий Украины
С. 34–39.
Ил. 9. Табл. 1. Библиогр.: 9 назв.
На основе статистических данных по климату Украины из отечественных и зарубежных источников найдены коэффициенты ориентации по отношению к южному направлению. Они используются в предложенной авторами зависимости, которая учитывает поток солнечной радиации при ясном небе, облачность, выраженную через энергетические коэффициенты и коэффициенты полезного действия плоских солнечных коллекторов или пассивных систем солнечного отопления. Установлено, что летом можно получить больше энергии при южной ориентации и наклоне около 30°, а также при восточной (западной) и юго-восточной (юго-западной) ориентации при наклоне к горизонту 90 и 60°. Для этих углов наклона летом коэффициенты ориентации доходят до 1,25. В зимние месяцы угол наклона солнечных коллекторов не играет большой роли из-за значительной облачности и большее влияние имеет азимут.
УДК 519-866
Бидюк П.И., Демковский Е.А., Бидюк А.П.
Анализ данных с использованием байесовских моделей
С. 40–54.
Ил. 1. Табл. 1. Библиогр.: 23 назв.
Выполнен обзор некоторых байесовских моделей анализа данных, в частности моделей с одним и несколькими параметрами. Создана методика построения вероятностных моделей в виде байесовских сетей на основе статистических данных и экспертных оценок. Методика обеспечивает возможность построения вероятностных моделей высокой адекватности для решения задач классификации и прогнозирования. Предложена интегрированная динамическая сетевая модель, которая основывается на совместном использовании вероятностного и регрессионного подходов и обеспечивает вычисление оценок многошаговых прогнозов. Выполнено сравнение качества оценок прогнозов, полученных с помощью динамической модели, и результатов, полученных с помощью логистической регрессии, комбинированной с множественной регрессией. Лучшие результаты получены в данном случае с помощью комбинированной сетевой модели.
УДК 517:519.816
Ивченко В.А.
Оценивание сценариев развития агропромышленного сектора АР Крым с использованием методологии предвидения
С. 55–63.
Ил. 3. Табл. 3. Библиогр.: 11 назв.
Исследованы и формализированы процессы стратегического планирования. Определен алгоритм построения и оценивания сценариев развития объекта исследования и его сущностей. Предложена методология решения задачи выбора политических актеров для достижения желаемого будущего состояния системы с учетом факторов доходов, расходов, возможностей и рисков. Она базируется на методе анализа иерархий и использует итерационный процесс последовательного применения прямого и обратного процессов этого метода. Предложено решение задачи расчета весов актеров опосредованно по влиянию актеров на учитывающиеся факторы, а именно: увеличение доходов, возможностей и уменьшение расходов и рисков. Применение методологии предвидения для оценивания требует интеграции с другими подходами к управлению экономическими системами.
УДК 517.977
Е.А. Капустян, В.В. Ясинский
Приближенный регулятор для эволюционного включения субдифференциального типа
С. 64–68.
Библиогр.: 10 назв.
Рассмотрена задача оптимальной стабилизации для эволюционного включения субдифференциального типа с нелипшицевой многозначной функцией взаимодействия ε ·F (y), где ε>0 – малый параметр. При условии, что при ε = 0 задача допускает оптимальный регулятор u[y], доказано, что формула u[y] обеспечивает приближенную стабилизацию исходной задачи при малых ε>0 Полученные результаты позволяют расширить арсенал методов решения бесконечномерных эволюционных задач с разрывными и многозначными коэффициентами и, на основании системного подхода, изучать вопросы прогнозирования и управляемости сложных объектов.
УДК 519.6
Касицкий А.В.
Метод покоординатного спуска с эвристикой средневзвешенного направления
С. 69–75.
Ил. 4. Табл. 6. Библиогр.: 8 назв.
Предложена эвристика для метода покоординатного спуска, существенно улучшающая сходимость метода на “плохих” для него функциях. Описано теоретическое обоснование эффективности эвристики. Предложена эффективная реализация метода покоординатного спуска с эвристикой средневзвешенного направления на языке программирования C++. На примере известных тестовых функций экспериментально получены оценки качества работы данного алгоритма по сравнению с градиентными методами и методом Розенброка. Показаны сильные и слабые стороны предложенного метода. Сделаны выводы о целесообразности использования алгоритма в различных условиях.
УДК 004.942.001.57
Молодецкая Е.В.
Моделирование теплового поля стержня на основе алгебраических свойств дифференциальных спектров
С. 76–80.
Ил. 1. Библиогр.: 10 назв.
Приведен пример моделирования теплового поля стержня диаметром d с применением метода на основе алгебраических свойств дифференциальных спектров, что позволило снизить величину погрешности моделирования и повысить эффективность символьных математических описаний физических полей. Для этого выполнено построение прямого и обратного дифференциальных спектров физического поля стержня. Некорректная задача моделирования, которая возникает при сопряжении дискрет прямого и обратного спектров, решена методом регуляризации путем включения в баланс дифференциальных спектров начальных и граничных условий в такой форме, что позволяет расширить систему уравнений для нахождения неизвестных переменных. Проведено сравнение полученных результатов моделирования с точным решением задачи и установлено, что они согласуются.
УДК 519.6
Сокуренко В.М., Неделюк В.С.
Численное исследование стохастических методов непрерывной глобальной оптимизации
С. 81–88.
Ил. 4. Табл. 3. Библиогр.: 16 назв.
Глобальная оптимизация как способ решения сложных задач все чаще используется в физике, технике, биологии, экономике и других отраслях человеческой деятельности. С помощью разработанной компьютерной программы осуществлена проверка работоспособности и эффективности современных методов глобальной оптимизации, таких как метод проб с улучшением, метод имитационного отжига, генетический алгоритм, модифицированный метод дифференциальной эволюции и метод электромагнетизма. Сравнительные статистические исследования этих методов, проведенные с одинаковыми условиями завершения процедуры поиска на серии из 50 тестовых функций разной сложности и размерностью до 20, показали, что наиболее мощным и эффективным методом глобальной оптимизации является модифицированный метод дифференциальной эволюции, предложенный М. Али и Б. Забинским в 2009 г. В целом для нахождения глобального оптимума он требует наименьшего объема вычислений и имеет наивысший процент найденных верных решений по сравнению с другими рассмотренными методами.
УДК 621.785.5.621.793
Бобина М.Н., Соловар А.Н., Хижняк В.Г., Заболотный И.В.
Азотирование циркония в закрытом реакционном пространстве
С. 89–93.
Ил. 5. Табл. 3. Библиогр.: 6 назв.
Сегодня известны способы азотирования циркония при высоких температурах (1300–2000 °С) и длительных выдержках (до 24 ч). Поэтому целью работы была разработка нового способа азотирования циркония при низких температуре и времени выдержки с сохранением удовлетворительных механических свойств как покрытия, так и матрицы. Азотирование образцов из циркония проводили при пониженном давлении. Образцы размещали в реакционной камере, которая обеспечивала герметичность и необходимую степень разрежения. Процесс проводили при температуре 900 °С в течение 2 ч в атмосфере технически чистого азота. Количество гидрида титана ТіН2 в реакционной камере меняли с 0,01 кг/м2 до 0,035 кг/м2. На поверхности образцов образовалось покрытие, состоящее из оксида циркония ZrO2 на поверхности, нитрида циркония под ним, и твердого раствора азота в a-Zr. В зависимости от количества гидрида титана в реакционной камере эти слои отличались толщиной, содержанием азота и микротвердостью. Полученные результаты позволяют разработать способы поверхностного упрочнения азотом и кислородом циркониевых сплавов, используемых в атомной энергетике, химической и медицинской промышленности.
УДК 621.793.7:678.027.3
Бякова А.В., Юркова А.И., Гриценко М.Г.
Влияние пластической деформации на структуру порошкового квазикристаллического сплава системы Al–Fe–Cr
С. 94–98.
Ил. 4. Табл. 1. Библиогр.: 12 назв.
Исследовано влияние деформации экструзией на структуру порошкового композиционного квазикристаллического сплава системы Al–Fe–Cr. Использован порошковый алюминиевый сплав Al94Fe3Cr3 с мелкодисперсными квазикристаллическими частицами, полученный методом распыления водой под высоким давлением и консолидированный экструзией. Методами рентгеноструктурного анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии установлено, что консолидация порошкового сплава Al94Fe3Cr3 путем деформации экструзией, которую осуществляют при повышенных температурах (623 К) и значительном давлении (в продольном и поперечном направлениях соответственно Pl = 1,42 ГПа та Pt = 3,30 ГПа), приводит к некоторой потере содержания метастабильной квазикристаллической фазы в алюминиевой матрице в сравнении с исходящим сплавом в виде порошка, что может уменьшать упрочнение сплава в целом.
УДК 621.762+669.056.9+669.24.71849+620.17
Гавриленко А.Г., Полярус Е.Н., Жиделёва А.В., Миницкий А.В.
Влияние обработки в магнитном поле на характеристики прочности детонационных покрытий систем WC–Co і Fe–Al
С. 99–103.
Ил. 4. Библиогр.: 13 назв.
Исследовано влияние магнитной обработки на механизм разрушения детонационных покрытий из сплавов систем WC–Co и Fe–Al на стальной подложке при испытаниях на изгиб. Установлено, что магнитная обработка повышает механические свойства системы покрытие–подложка: пластическая деформация системы в момент растрескивания покрытия увеличивается с 0,15 до 0,35 %, развиваемые к моменту разрушения напряжения увеличиваются с 700 до 1300 МПа для сплава ВК-15; для сплава Fe3Al деформация увеличивается с 0,06 до 0,2 % и напряжения – с 214 до 582 МПа. Обнаруженное повышение свойств обусловлено улучшением качества адгезии на границе покрытие–подложка в результате перераспределения элементов в области границы при магнитной обработке.
УДК 621.9.06
Кузнецов Ю.Н., Дмитриев Д.А., Фиранский В.Б., Степаненко А.А.
Реализация концепции каркасных компоновок станков с механизмами параллельной структуры
С. 104–111.
Ил. 2. Табл. 1 Библиогр.: 8 назв.
Приведены изготовленные авторами опытные образцы действующих станков с механизмами параллельной структуры, построенные на принципах концепции создания станков каркасных компоновок. Приведена система основных взглядов для реализации технических решений в соответствии с требованиями к новому металлообрабатывающему оборудованию в свете современных тенденций станкостроения, таких как многовариантность, каркасное строение несущей системы, гибридность, симметричность компоновки, модульное строение компоновки, визуальное компьютерное моделирование при создании компоновок. Проиллюстрированы примеры формирования набора каркасных компоновок в зависимости от функциональных возможностей.
УДК 66:621.762
Степанчук А.Н., Демиденко А.А., Демиденко А.В., Шаповал К.О.
Компактирование порошковых материалов конструкционного назначения на основе железа с участием самофлюсующихся сплавов
С. 112–116.
Ил. 7. Библиогр.: 9 назв.
Исследовано влияние давления прессования, температуры спекания и состава композиционных материалов на основе железа, легированного самофлюсующимися сплавами в количестве 10–30 % об., на их структуру, плотность и твердость. Для изучения структуры материалов использовали оптический микроскоп МИМ-8М и растровый электронный микроскоп РЭМ-106. Измерение твердости проводили с использованием стандартной методики на приборе ТК-2М. Установлено, что на структуру, плотность и твердость материалов оказывают влияние их состав, а также условия прессования и спекания. Максимальная плотность материала достигается при спекании пропиткой. Изменяя состав исходных материалов и условия получения изделий можно получать их с заданной структурой и свойствами и, как следствие, необходимыми эксплуатационными характеристиками.
УДК 621.384.326
Ахмед Малик Лазим Аль-Мзирави, Балинский Е.Г., Колобродов В.Г.
Согласование разрешающей способности объектива и матричного приемника излучения медицинского тепловизора
С. 117–120.
Ил. 3. Библиогр.: 6 назв.
Рассматривается взаимосвязь между радиусом кружка рассеяния объектива и периодом матричного приемника излучения модуляционной передаточной функции (МПФ) при согласовании объектива и приемника излучения. Предложены два критерия согласования объектива и приемника излучения. Первый критерий: равенства МПФ объектива и приемника излучения на уровне M0, второй критерий: равенство МПФ объектива приемника излучения на частоте Найквиста. Приведенная зависимость нормированного радиуса кружка рассеяния ro/VD объектива от значения контраста согласования M0.
УДК 535.2
Бантыш А.К., Остроух А.П., Иванова В.В., Тараненко В.Б.
Моделирование дискретных бездифракционных пучков
С. 121–125.
Ил. 5. Библиогр.: 4 назв.
Предложен расчет схемы голографической записи на фотополимере фотонных структур, создаваемых для получения различных дискретных бездифракционных пучков. Исследовано, как именно, количество, взаимное расположение и относительные фазовые сдвиги записывающих лазерных пучков влияют на вид периодического поперечного распределения интенсивности и фазы в результирующей интерференционной картине. Показаны численно смоделированные такие виды структур как полосатые, квадратные, треугольные и гексагональные, в частности, кагомные и сотовые. Специальным расчетом начальных фазовых сдвигов смоделированы вихревые структуры, характеризующиеся точечными и линейными фазовыми дислокациями. Приведены результаты экспериментальной записи структур по рассчитанной схеме. Установлено, что внесение в схему записи дополнительного центрального лазерного пучка позволяет получить ряд трехмерных структур.
УДК 623.4.084.7
Ткаченко Е.А., Чиж И.Г.
Термодефокусирование изображений в оптических системах
С. 126–131.
Ил. 3. Библиогр.: 7 назв.
Получены рабочие формулы, которые позволяют аналитическим методом анализировать влияние температуры оптических и механических элементов оптической системы на величину температурного дефокусирования изображения, сформированного оптической системой. Для определения отрезка, который указывает положение плоскости изображения относительно последней оптической поверхности оптической системы и является зависимым от величины температуры, использован инвариант Аббе. Формулы позволяют рассчитывать величину температурного перемещения плоскости изображения по данным о конструктивных параметрах оптической системы, конструкции механических деталей, а также о температурных коэффициентах оптических материалов и материалов механических деталей. Возможен учет локального распределения температур среди оптических и механических деталей оптического блока прибора. Метод также позволяет решать задачи синтеза оптических блоков, в которых положение плоскости изображения должно быть неизменным при колебаниях температуры в заданном интервале.
УДК 676.18
Барбаш В.А., Трембус И.В.
Обоснование методики определения содержания холоцелюлозы в недревесном растительном сырье
С. 132–136.
Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 8 назв.
Предложена методика определения содержания холоцелюлозы в недревесном растительном сырье, которая учитывает особенности их анатомического строения и химического состава. Показано, что постоянный уровень концентрации перуксусной кислоты и пероксида водорода устанавливается после семи суток насыщения раствора. Установлена зависимость содержания холоцелюлозы от продолжительности обработки различных представителей однолетних растений. Рекомендуется проводить обработку недревесного растительного сырья раствором перуксусной кислоты в течение 30 минут. Сравнено содержание холоцелюлозы в недревесном растительном сырье, которое определено по предложенной методике, с литературными данными для различного растительного сырья. Применение предлагаемой методики позволяет унифицировать определение содержания холоцелюлозы и более точно определять ее содержание в различных представителях недревесного растительного сырья.
УДК 66.084
Коваль И.З., Старчевский В.Л.
Интенсифицирующие действие барботированных газов в процессах ультразвукового обеззараживания воды
С. 137–140.
Ил. 2. Табл. 2. Библиогр.: 10 назв.
Исследовано влияние газов различной природы на процесс разрушения микроорганизмов в условиях ультразвуковой обработки воды. При одновременной действия газа и ультразвука достигнут эффективного отмирания бактерий рода Bacillus при меньшей продолжительности процесса по сравнению с применением каждого агента в отдельности. Эффективность обеззараживания воды при барботирования газа в ультразвуковом поле на 1,0–1,6 % превышает действие самого ультразвука и в среднем на 50 % – действие самих газов, зависит от природы барботированного газа. Обнаружена интенсификация дезинфекции воды при одновременном применении газа и ультразвука указывает на целесообразность и практическую значимость данного метода при обработке инфицированного водной среды. Рассчитаны величины эффективных констант скорости инактивации микробных клеток и установлены зависимости степени разрушения бактерий от времени и условий процесса. Показано, что процесс очистки воды от микроорганизмов описывается кинетическим уравнением реакции первого порядка.
УДК 541.138.2
Кушмирук А.И., Косогин А.В., Линючева О.В., Мирошниченко Ю.С.
Електрохимический газовый сенсор для определения содержания сероводорода в воздухе и технологических средах
С. 141–148.
Ил. 5. Табл. 1. Библиогр.: 20 назв.
Определена область потенциалов электрохимической стабильности и коррозионной стойкости титана и каталитически активных электродов на его основе в 5 моль/кг растворе HClO4. Установлено, что безтоковые потенциалы этих электродов в присутствии сероводорода отвечают компромиссным потенциалам сопряженных реакций восстановления адсорбированного кислорода и окисления сероводорода. На основе проведенных исследований свойств электрокатализаторов из полупроводниковых оксидов переходных металлов разработаны газодиффузионные электроды, что позволило достичь селективного анодного окисления сероводорода и создать на их основе амперометрический сенсор сероводорода для мониторинга воздушной и технологических сред, который превышает по основным техническим характеристикам существующие аналоги ведущих зарубежных производителей. Разработанный сенсор сероводорода будет способствовать повышению уровня безопасности труда на производстве, что даст возможность интенсифицировать разработку нефтяных и газовых месторождений, улучшить эксплуатацию объектов коммунального хозяйства, упростить экспресс-анализ криминалистических экспертиз.
УДК 544.72.02
Турелик М.П., Горобец С.В., Македонская А.А., Горбик П.П.
Биофункционализация нанокомпозитов на основе магнетита, модифицированного мезо-2,3-димеркаптосукциновой кислотой
С. 149–154.
Ил. 6. Табл. 1. Библиогр.: 16 назв.
Статья посвящена синтезу магниточувствительных нанокомпозитов на основе магнетита, модифицированного мезо-2,3-димеркаптосукциновой кислотой с иммобилизированными биологично активными компонентами (нормальным иммуноглобулином человека (Ig), 2-меркаптоникотиновой кислотой (2-МНК) и исследованию физико-химических характеристик наноколлоидных магнитных суспензий на их основе. Разработана методика химического модифицирования поверхности однодоменного магнетита тиольными группами. Биофункционализацию полученного нанокомпозита нормальным иммуноглобулином человека проведено с использованием гетеробифункционального реагента sulfo-SMCC. Совершена иммобилизация модельного биологически активного вещества 2-МНК на поверхность магниточувствительного нанокомпозита по реакции тиолдисульфидного обмена с использованием дипиридилдисульфида. Методами РФС и ИК-Фурье-спектроскопии доказано наличие дисульфидных мостиков и SH-групп на модифицированной поверхности, определено количественное содержание тиольных групп.
УДК 620.22.546.07
Феденко Ю.Н., Донцова Т.А., Астрелин И.М.
Турбодиметрический метод оценки размеров наночастиц в “белых золях” ZrO2
С. 155–158.
Ил. 4. Табл. 1. Библиогр.: 8 назв.
Определена возможность использования метода турбодиметрии для экспресс-оценки размеров частиц в “белых золях” оксида циркония (IV), получаемые гидротермальным способом. В синтезированном оксиде циркония (IV) определено фазовое содержание, состоящее в основном из тетрагональной модификации. Найдены размеры частиц полученного оксида циркония (IV) турбодиметрическим методом и с помощью прибора ZetaSizer, которые равны 62 и 65 нм соответственно. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования турбодиметрии как экспресс-метода для измерения размеров частиц ZrO2, синтезированного гидротермальным способом.