УДК 621.317.3
Обґрунтування вибору стабілітронів і режимів електроживлення еталонних установок високої напруги постійного струму Бржезицький В.О., Вендичанський Р.В., Гаран Я.О., Десятов О.М.
Розглянуто питання вибору стабілітронів для використання в еталонних установках високої напруги постійного струму, розрахунку пульсацій високої напруги за різних режимів роботи таких установок та визначення методів зменшення їх амплітуди. Проаналізовано питання забезпечення стабільного електроживлення еталонної установки залежно від вибору характеристик джерела змінної напруги та схеми перетворення цієї напруги. Виконано дослідження режимів живлення еталонної установки в діапазоні робочих напруг від 1 до 180 кВ. Встановлено, що амплітуда та характер пульсацій напруги можуть впливати на точність масштабного перетворення високої напруги, а коефіцієнт пульсацій ∆п істотно залежить від робочого режиму еталонної установки. Отримані результати показали, що при збільшенні значення опору фільтра відбувається практично пропорційне зменшення амплітуди пульсацій. Запропоновано заходи щодо зменшення амплітуди пульсацій і підвищення вимог до стабільності окремих елементів еталонних установок.
Ключові слова: еталон високої напруги постійного струму, стабілітрон, пульсація напруги, стабільність електроживлення.
7 Табл. 1. 7
УДК 621.317.789
Новий спосіб визначення симетричних складових трифазної напруги Маков Д.К.
Стаття присвячена цифровому визначенню трифазних показників якості електроенергії – коефіцієнта асиметрії по зворотній послідовності, відхилення і коливання напруги основної частоти. Ці показники характеризуються напругою зворотної (НЗП) і прямої (НПП) послідовності основної частоти. Для визначення НЗП, після аналогоцифрового перетворення з підстроюванням частоти виміру миттєвих значень міжфазної напруги, можна скористатися двома лінійними операціями – виділенням міжфазної напруги основної частоти і виділенням вимірюваної послідовності. Традиційний підхід визначення НЗП використовує саме таку послідовність виконання операцій. При цьому вимоги до точності виділення міжфазної напруги основної частоти дуже високі. В отриманих кодах міжфазної напруги домінуючою і неінформативною є НПП основної частоти. Далі за досить складним алгоритмом з багаторозрядними обчисленнями отримують НЗП основної частоти. Тому для визначення НЗП основної частоти пропонується після аналогоцифрового перетворення спочатку послабити домінуючу і неінформативну НПП, використовуючи складання зі зрушенням кодів миттєвих значень міжфазних напруг. При цьому спрощується алгоритм, у 20–50 разів знижуються вимоги до точності подальшого виділення напруги основної частоти, практично зникають НПП основної частоти і вищих гармонік, НЗП основної частоти збільшується в 3 рази порівняно з вмістом її у міжфазній напрузі. Далі виділяється НЗП основної частоти. Пропонований спосіб визначення напруги симетричних складових характеризується простотою і підвищеною точністю.
Ключові слова: показники якості електроенергії, коефіцієнт aсиметрії, напруга прямої, зворотної послідовностей.
УДК 621.311.003.13
Вибір математичної моделі для встановлення “стандартів” енергоспоживання виробничих об’єктів на основі багатокритеріального підходу Находов В.Ф., Бориченко О.В., Іванько Д.О.
Проаналізовано необхідність удосконалення підходів до контролю ефективності використання паливноенергетичних ресурсів (ПЕР), що застосовуються на сьогодні в Україні і ґрунтуються на системі нормування питомих витрат палива та енергії. З цією метою показана можливість застосування систем оперативного управління ефективністю використання ПЕР, яка являє собою сукупність так званих систем контролю і планування енергоспоживання. Розглянуто кілька методів математичного моделювання обсягу витрат енергоресурсів, що можуть бути застосовані для встановлення “стандартів” енергоспоживання в системах оперативного контролю ефективності використання палива та енергії. Запропоновано підхід до вибору математичної моделі за низкою кількісних критеріїв їх адекватності з урахуванням додаткових “якісних” критеріїв, які дають змогу брати до уваги інші переваги та недоліки моделей, що розглядаються. Наведено методику визначення числових значень “якісних” критеріїв за допомогою математичного апарату нечіткої логіки. З метою вибору методу моделювання за кількома критеріями одночасно розглянуто можливість застосування методики ранжування критеріїв за “важливістю”, а також методу аналізу середовища функціонування (DEAаналіз).
Ключові слова: системи оперативного контролю енергоефективності, “стандарт” енергоспоживання, критерії адекватності математичних моделей, нечітка логіка, метод ранжування критеріїв за “важливістю”, DEAаналіз (Data Envelopment Analysis).
2 Табл. 7. 14
УДК 66.041.491
Особливості використання сланцевого газу в обертових печах промисловості будматеріалів Щербина В.Ю.
Аналізується можливість використання сланцевого газу в діючих обертових печах промисловості будівельних матеріалів. Розглядаються питання з визначення умов теплової роботи печей для обпалу цементу при використанні природного та сланцевого газів. Для більш повного моделювання застосовується математична модель, у якій, порівняно з відомими, додатково враховуються такі фактори, як температура газів, що відходять, та умови зношування вогнетриву футерівки в процесі роботи. Зроблено висновки про можливість роботи конструктивних елементів печі при використанні сланцевого газу: 1) істотно збільшується кількість палива, що потребує встановлення двох або навіть трьох пальників у пічному агрегаті; 2) температура газового потоку в робочому просторі печі підвищується на ~300 °C, що потребує вибору відповідного типу вогнетриву; 3) температура корпуса печі підвищується на 35–45 °С; 4) при використанні сланцевого газу кількість вторинного повітря зменшується, тому його підігрів позначиться на зменшенні витрат палива неістотно. Отже, необхідне перенастроювання холодильника, вентиляторів і повітроводів, що використовуються в технологічній схемі. Таким чином, безпосереднє застосування сланцевого газу потребує заміни апаратів або вузлів у конструкції машин. Іншим варіантом є створення комбінованого газу з чітко визначеним хімічним складом за рахунок перемішування сланцевого та природного газів.
Ключові слова: сланцевий газ, обертова піч, температура, потік газів, теплообмін, математична модель.
УДК 519.766.4
Адаптивне короткострокове прогнозування вибраних фінансових процесів Бідюк П.І., Коновалюк М.М., Кузнєцова Н.В., Пудло І.В.
Запропоновано комп’ютерну систему адаптивного моделювання і прогнозування фінансовоекономічних процесів із застосуванням принципів системного аналізу. При цьому враховувалася ієрархічність процесу прийняття рішень при оцінюванні прогнозів, а також застосовувались методи опису і врахування невизначеностей структурного, параметричного і статистичного характеру. Використання взаємодоповнювальних методів оцінювання структури і параметрів математичних моделей, а також оптимального оцінювання станів динамічних систем дає можливість врахувати деякі типи статистичних невизначеностей. Методи імовірнісного моделювання забезпечують урахування невизначеностей імовірнісного типу. Розглянуто задачу короткострокового прогнозування ціни на золото з використанням множини регресійних моделей і фільтра Калмана для отримання оптимальних оцінок стану процесу формування цін. Кращі результати прогнозування отримано з використанням оптимального фільтра за моделями, які враховують авторегресійні складові і тренди процесу. Побудовано моделі умовної дисперсії, які забезпечують прийнятні за якістю оцінки прогнозів дисперсії (волатильності), придатні для прийняття рішень при виконанні торгових операцій на біржі.
Ключові слова: адаптивне прогнозування, системний підхід, нелінійні нестаціонарні процеси, оцінювання структури і параметрів моделі, комплексний критерій.
1 табл. 3. 7
УДК 669.184
Вплив параметрів устаткування конвертера на собівартість сталі Богушевський В.С., Сухенко В.Ю., Кадигроб С.В., Шульга А.О.
Досліджено вплив технологічних і людських факторів, удосконалення процесу й організації виробництва на собівартість сталі. До технологічних факторів належать основність шлаку, стійкість футерівки, інтенсивність подачі кисню, зміна частки азоту в металі, чистота дуття, умови шлакоутворення. Отримано статистичну залежність між стійкістю футерівки й основністю шлаку. Встановлено, що одними з найважливіших факторів, що впливають на стійкість футерівки, є температура ванни, хімічний склад шлаку, тривалість продувки й простою агрегату. Отримано статистичну залежність впливу середньої кількості повалок конвертера за плавку на стійкість футерівки. В результаті досліджень встановлено, що автоматизована система керування технологічним процесом дає можливість реалізувати основні резерви зниження собівартості конвертерної сталі, що пов’язані з підвищенням частки брухту в металошихті, стійкості футерівки агрегату і виходу корисного, зменшенням витрати матеріалів, удосконаленням технологічного процесу й організації виробництва, що дає змогу скоротити тривалість продувки і плавки в цілому. Наведено показники отримання з першої повалки основних параметрів плавки – вмісту вуглецю і температури ванни, а також одночасного досягнення цих параметрів.
Ключові слова: конвертер, параметри плавки, собівартість сталі, АСК ТП.
УДК 669.715 ¢721¢782¢74–143/–126.4::669.017.16
Природне старіння ливарного сплаву AlMg5Si2Mn Бойко В.В., Прач О.Л., Трудоношин О.І., Михаленков К.В.
Наведено литу структуру та структуру після гомогенізації виливків зі сплаву AlMg5Si2Mn, отриманих литтям у кокіль і за допомогою лиття під високим тиском. Зразки було досліджено методами диференціальної скануючої калориметрії, трансмісійної електронної мікроскопії, енергодисперсійного рентгенівського аналізу та визначення мікротвердості. Усередині зерен aAl в обох сплавах було виявлено вигнуті пластинчаті виділення. Дослідженням цих виділень встановлено ряд особливостей, а саме: 1) їх склад дуже близький до стехіометричного складу Mg2Si; 2) включення розподіляються уздовж дислокацій; 3) щільність включень значно вища для виливків, відлитих під високим тиском, оскільки в них матриця aAl містить більше дислокацій, ніж у виливках, отриманих литтям у постійну форму; 4) включення випадковим чином розподілені в середині зерен aAl, між ламелями Mg2Si включень не спостерігалося; 5) гомогенізація сплаву призводить до повного розчинення включень, і при штучному старінні формуються нові голчасті виділення.
Ключові слова: алюмінієві ливарні сплави, зміцнювальні включення, розподіл елементів, дисперсійне зміцнення.
5 Табл. 3. 10
УДК 621.923.6:621.318.4:621.002.1
Миттєві контактні температури при тонкому алмазному шліфуванні деталей із композитних матеріалів на основі відходів інструментальних сталей / Гавриш А.П., Роїк Т.А., Киричок П.О., Віцюк Ю.Ю. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 1. – С. 54–57.
Наведено результати експериментальних досліджень миттєвих контактних температур, що утворюються на вершині ріжучої кромки алмазного зерна при тонкому алмазному шліфуванні деталей тертя з нових композиційних матеріалів на основі утилізованих і відновлених шліфувальних відходів інструментальних сталей 86Х6НФТ, 5Х3В3МФС і 7ХГ2ВМФ. Досліджено вплив структури алмазного круга та режимів різання на рівень температур. Показано, що тип алмазних зерен, структура інструмента, зернистість і матеріал зв’язки алмазного круга істотно впливають на температурне поле при тонкому шліфуванні поверхонь деталей. Доведено, що для формування високих параметрів якості робочих поверхонь деталей із нових композитів необхідно застосовувати алмазні шліфувальні круги на базі синтетичних алмазів зернистістю 14–20 мкм на еластичній зв’язці. Експериментально показано, що зменшення в 2–2,5 разу зернистості алмазного круга веде до істотного зниження рівня контактних температур. Встановлено, що мінімізувати температурне поле в ріжучій зоні при тонкому алмазному шліфуванні нових композитних сплавів на основі шліфувальних відходів інструментального виробництва можливо застосуванням дрібнозернистих алмазних інструментів.
Ключові слова: композитні сплави, миттєві контактні температури, алмазні інструменти, режими шліфування.
Табл. 4. Бібліогр.: 11 назв.
УДК 621.791.763
Визначення механічних властивостей зварних з’єднань, виконаних точковим контактним зварюванням із застосуванням зовнішніх електромагнітних дій / Кочубей В.В., Рижов Р.М., Сидоренко П.Ю. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 1. – С. 58–63.
У роботі визначалися механічні властивості з’єднань, отриманих точковим контактним зварюванням із застосуванням зовнішніх електромагнітних дій (ЕМД). Наведено результати досліджень впливу зовнішніх ЕМД на механічні властивості зварних з’єднань з конструкційних і нержавіючих сталей, а також з’єднань із різнорідних матеріалів. Проведено аналіз і запропоновано типи зразків, які доцільно використовувати при статичних випробуваннях точкових з’єднань для мінімізації спотворення експериментальних даних. Наведено результати випробувань на зріз і на відрив зразків різної товщини з конструкційної сталі Ст3, нержавіючої сталі 12Х18Н10 та різнорідних з’єднань із вказаних матеріалів. Визначено тенденції зміни механічних властивостей з’єднань з конструкційних і нержавіючих сталей, а також з’єднань із різнорідних матеріалів різної товщини за різних значень індукцій керуючого магнітного поля. На основі аналізу даних статистичних випробувань визначено діапазон значень величини магнітної індукції, при якому вплив на механічні властивості вказаних зварних з’єднань є максимальним. Застосування зовнішніх ЕМД при точковому контактному зварюванні з оптимальним значенням індукції магнітного поля конструкційних та нержавіючих сталей і з’єднань з різнорідних матеріалів різної товщини дає змогу збільшити руйнівне зусилля на зріз до 10 %, а руйнівне зусилля на відрив – до 50 %.
Ключові слова: точкове контактне зварювання, зовнішні електромагнітні дії, статичні випробування, механічні властивості з’єднань.
Іл. 5. Табл. 1. Бібліогр.: 6 назв.
УДК 621.6.078
Особливості течій у внутрішніх каналах шестеренних насосів із зовнішнім евольвентним зачепленням Стрічек Я., Костюк Д.В., Яхно О.М.
Наведено результати дослідження шестеренного насоса із зовнішнім зачепленням шестерень з евольвентним профілем зуба, метою якого було отримання картини потоків у камерах всмоктування і нагнітання, а також в області зачеплення шестерень, і вивчення впливу на них робочих параметрів насоса. Картини течії були отримані візуалізацією потоку рідини із застосуванням високошвидкісної відеозйомки процесу роботи насоса з кришкою, виконаною з прозорого матеріалу. В результаті аналізу відеозйомки було виявлено появу каверн у рідині, замкненій у відсіченій порожнині. Розглянуто процес появи кавітаційної бульбашки, її росту і схлопування. Наведено розрахункові залежності, які зв’язують розміри кавітаційних бульбашок і тиск в оточуючій рідині. Визначено зміну розмірів відсіченої порожнини для цього насоса і характер зміни тиску в ній. З використанням πтеореми отримано залежності в безрозмірному вигляді, проведено критеріальний аналіз отриманих результатів, який показав залежність тиску у відсіченій порожнині від низки комплексів, наприклад від відцентрового числа Рейнольдса. Виявлено, що у відсіченій порожнині виникають компресія рідини і кавітація, інтенсивність яких залежить від умов роботи насоса.
Ключові слова: шестеренний насос, візуалізація потоку, відсічена порожнина, кавітація.
8 Табл. 1. 7
УДК 535.51; 537.5
Поляризаційні характеристики електролюмінесценції, що супроводжує електричний пробій p–nструктур на карбіді кремнію Генкін О.М., Генкіна В.К., Гермаш Л.П.
Уперше отримано спектральну залежність ступеня лінійної поляризації електролюмінесценції, що супроводжує електричний пробій сплавних p–nструктур, виготовлених на основі політипів SiC–4Н, 6Н, 15R, а також кубічного карбіду кремнію в діапазоні 1,4–3,8 еВ. Структури розміщували на гранях кристалів, паралельних і перпендикулярних до кристалографічної осі С. Випромінювання виводили з боку тонкої робласті перпендикулярно та під гострим кутом до робочої грані кристала. Виявлено компоненти випромінювання, що мають лінійну поляризацію у площині, паралельній і перпендикулярній до осі С (Е||С, Е^С) та паралельній до вектора F напруженості електричного поля у p–nпереході (Е||F). Енергетичне положення та інтенсивність компонент, пов’язаних із напрямком осі С, мають суттєві відмінності в різних політипах. Загальною рисою для всіх політипів є наявність поляризації (зі ступенем 0,3–0,4) у площині Е||С в області фундаментального поглинання та прилеглій ділянці. Відповідність поляризаційних характеристик випромінювання даним по оптичному поглинанню має місце лише в окремих випадках. Поляризація Е||F досягає ступеня 0,5 та має тенденцію до зростання в бік великих енергій фотона.
Ключові слова: карбід кремнію, електричний пробій, пробійна електролюмінесценція, лінійна поляризація.
УДК 528.7:629.78
Теорія формування поля освітленості на внутрішній поверхні інтегруючої сфери фотометрів для вимірювання світлового потоку світлодіодів Міхеєнко Л.А., Коваленко А.В.
Запропоновано спрощені математичні моделі формування поля освітленості на внутрішній поверхні кульового фотометра для трьох загальноприйнятих схем конструктивного розміщення світлодіода. Моделі засновані на поєднанні методу послідовних відбивань з інтегруванням освітленостей елементарних кілець навколо сегмента, вісесиметрично освітленого світлодіодом. Кожна модель враховує основні конструктивні параметри фотометра, які впливають на рівень освітленості, коефіцієнт відбивання внутрішнього покриття, а також направленість просторової індикатриси випромінювання світлодіода. Порівняльний аналіз розрахунків схем з типовими параметрами демонструє високу інформативність результатів. Показано, що при значенні коефіцієнта відбиття більше 0,98, а також діаметра сфери менше 0,6 м значно збільшується вплив нестабільності цих параметрів на загальну похибку фотометра. При звуженні індикатриси світлодіода сумарна освітленість зменшується при його розміщенні на стінці сфери та зростає при розміщенні в центрі. Результати розрахунків можна використати для вибору оптимальної схеми фотометра за заданих параметрів СД і підбору оптимальних значень параметрів його конструкції.
Ключові слова: метрологія, оптична радіометрія, фотометрія, вимірювання потоку світлодіодів.
УДК 615.47
Біокерована система магнітофонотерапії на основі оцінки фізіологічних показників людини Рудик В.Ю., Терещенко М.Ф., Тимчик Г.С.
На сучасному етапі розвитку медичного приладобудування актуального значення набуває розробка апаратів магнітотерапії зі зворотним зв’язком, які автоматично коректують параметри лікувального впливу відповідно до фізіологічних параметрів пацієнтів під час сеансу магнітотерапії. У роботі досліджується вплив магнітного поля на зміну фізіологічних показників людини для розробки системи магнітофонотерапії з алгоритмом контролю параметрів впливу магнітного поля та ультразвуку на біологічну тканину. Проаналізовано сучасні клінічні дослідження зміни фізіологічних показників людини при магнітотерапії. Проведено експериментальне дослідження зміни пульсу, насичення гемоглобіну киснем (сатурації), артеріального тиску, температури до, під час та по закінченні сеансу магнітотерапії верхніх кінцівок. Розглянуто адаптивні можливості формування адекватних впливів системи магнітофонотерапії на основі аналізу контрольованих фізіологічних показників пацієнта та регулювання параметрів магнітного поля. Запропоновано принципи побудови автоматизованого багатофункціонального апарата магнітофонотерапії з алгоритмом контролю впливу магнітного поля та ультразвуку на біологічну тканину.
Ключові слова: магнітне поле, магнітотерапія, апарат магнітофонотерапії.
4 Табл. 1. 21 а
УДК 535(075)
Метод визначення аметропії та довжини фокусної області ока людини / Чиж І.Г., Голембовський О.О. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 1. – С. 93–98.
Обґрунтовано потребу здійснення вимірювань величини обсягу псевдоакомодації (або довжини фокусної області оптичної системи ока) при вживлянні в око штучних звичайних або акомодуючих кришталиків. Вказано на необхідність виявлення впливу аберацій елементів системи вимірювача та діаметра зіниці ока на похибки вимірювань величини аметропії ока й обсягу псевдоакомодації методом, що запропонований авторами. Використаний у роботі метод дослідження – комп’ютерне моделювання оптичної системи вимірювача та аметропічного ока з дифузнорозсіювальною сітківкою. При моделюванні оптичної системи вимірювача використовувалися параксіальні анабераційні або реальні абераційні компоненти. Результати моделювання підтвердили неістотний вплив аберацій реальних компонентів вимірювача на похибки вимірювань наявної в оці аметропії. Довжина фокусної області розраховувалася з використанням RMS спотдіаграм зображення світлової мікроплями на сітківці, сформованої оптичною системою ока у зворотному ході променів. Доведено незначний вплив зворотного ходу променів на похибку вимірювання аметропії ока та визначення обсягу псевдоакомодації. Показано залежність обсягу псевдоакомодації від діаметра зіниці ока, що втратило функцію акомодації.
Ключові слова: фокусна область ока, обсяг псевдоакомодації.
Іл. 5. Табл. 2. Бібліогр.: 8 назв.
УДК 61565
Багатокритеріальна оптимізація процесу дублення за модифікованим методом Хука Дживса Брановицька С.В., Бондаренко С.Г., Данилкович А.Г., Сангінова О.В., Червінський В.О.
Розв’язано задачу багатокритеріальної умовної оптимізації хромового дублення шкіряного напівфабрикату із застосуванням модифікованого методу Хука–Дживса. Критерій оптимальності сформульований у вигляді узагальненої адитивної цільової функції. Локальні критерії цільової функції нормовані і приведені до безрозмірного вигляду. Вагові коефіцієнти отримані на основі експертних оцінок. Алгоритм модифікованого методу Хука–Дживса покладено в основу програмного модуля, який реалізовано за допомогою об’єктноорієнтованої мови програмування Visual Basic for Application. У програмному модулі передбачена можливість роботи з явними і неявними обмеженнями. Розроблений програмний модуль використаний для пошуку оптимальних значень узагальненої цільової функції. Для маловідходної технології дублення шкіряного напівфабрикату з використанням сухого хромового дубителя отримано її математичний опис і визначено обмеження на технологічні параметри процесу. Запропонований метод може бути використаний для оптимізації аналогічних технологічних процесів.
Ключові слова: оптимізація, критерій оптимальності, алгоритм, шкіряний напівфабрикат, дублення.
І2 Табл. 2. і і 12
УДК 546.18+54.183
Сорбція фосфатів оксигідратами заліза (ІІІ) різної модифікації Ліснича Т.В., Теріковська Т.Є., Зикова О.П., Ходаковська Т.А., Вислогузова Н.М., Кириллов С.О.
Методами осадження синтезовано FeOOH (аморфний оксигідроксид заліза), aFeOOH (гетит) і gFeOOH (лепідокрокіт). Фізикохімічні параметри синтезованих сполук було охарактеризовано із залученням рентгенівських досліджень, порометрії, рНпотенціометрії. За допомогою рентгенограм встановлено, що aFeOOH і gFeOOH мають кристалічну структуру, тоді як FeOOH аморфний. Вивчено сорбційну активність оксигідратів заліза різної модифікації відносно фосфатйонів. Синтезовані оксигідрати заліза мають мезопористу структуру з переважними розмірами пор 2 нм для FeOOH (аморфного) і gFeOOH та 16 нм для aFeOOH. рНметричні дослідження показали, що FeOOH (аморфний) є амфолітом із максимальною обмінною ємністю 3 ммоль/г у кислому та 3,5 ммоль/г у лужному середовищах. Порівняльна оцінка сорбційної здатності оксигідратів заліза різної модифікації відносно фосфатйонів виявила, що найкращі показники має FeOOH (аморфний), сорбційна ємність якого дорівнює 237,5 мг/г у кислому і 104,5 мг/г у лужному середовищах.
Ключові слова: сорбція, фосфати, осадження, оксигідрат заліза (ІІІ).
5 Табл. 1. 10