Моделювання й оцінка ризику відмови системи електропостачання власних потреб атомної електростанції від зовнішніх незалежних джерел живлення / Бардик Є.І.– К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. В умовах об’єктивно існуючого старіння електрообладнання, погіршення кліматичних умов, напруженого режиму роботи оперативного персоналу сучасних електроенергетичних систем (ЕЕС) з атомними електростанціями (АЕС) загострюється проблема забезпечення надійності та безпеки функціонування АЕС при виникненні аварійних ситуацій в енергосистемі, що потребує комплексного аналізу ризику експлуатації підсистем ЕЕС з АЕС при відмовах електрообладнання.
Мета дослідження. Розробка математичного і програмного забезпечення оцінки надійності схем і ризику відмови системи електропостачання власних потреб (ВП) АЕС від зовнішніх незалежних джерел живлення в умовах втрати внутрішнього електропостачання ВП для забезпечення режиму розхолоджування енергоблоку та пуску “з нуля”.
Методика реалізації. В умовах суттєвої неповноти і невизначеності статистичної інформації по відмовах електрообладнання зовнішньої електричної мережі для оцінки ризику відмови системи електропостачання ВП АЕС від зовнішніх незалежних джерел запропоновано метод формування функцій розподілу відмов електрообладнання. Цей метод ґрунтується на використанні статистичних даних по відмовах генеральної сукупності одиниць електрообладнання певного типу і класу напруги та експертних оцінках щодо інтенсивності відмови конкретних одиниць обладнання.
Результати дослідження. Розроблено гібридні нечітко імовірнісні моделі відмов основного силового і комутаційного обладнання енергосистем і власних потреб та оцінки ризику відмови системи електропостачання ВП від зовнішніх джерел. Для чотирьох варіантів схем подачі живлення від незалежних зовнішніх джерел живлення на шини розподільчого пристрою високої напруги АЕС виконано оцінювання імовірності безвідмовної роботи і нечітке ранжування за надійністю; виконано оцінювання ризику відмови системи зовнішнього електропостачання від віддалених електростанцій та підстанцій.
Висновки. Для оцінки надійності схем і ризику відмови електрообладнання та системи електропостачання ВП від зовнішніх джерел розроблено нечіткі математичні моделі і виконано оцінювання ризику відмови чотирьох схем подачі живлення на шини високої напруги АЕС.
Ключові слова: атомна електростанція; надійність; ризик; відмова; нечіткі множини; імовірність; електропостачання.
Системний підхід до прогнозування / П.І. Бідюк, О.М. Трофимчук, О.П. Бідюк – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для подальшого підвищення якості прогнозування динаміки розвитку фінансовоекономічних процесів (ФЕП) необхідно розробляти нові методи та підходи в межах сучасних концепцій створення інформаційних систем підтримки прийняття рішень (СППР).
Мета дослідження. Головна мета дослідження: розглянути принципи системного аналізу, що можуть бути використані для розв’язання задачі короткострокового прогнозування; розробити ефективну систему обробки даних, яка ґрунтується на принципах системного аналізу, реалізованих у СППР; проаналізувати можливі типи невизначеностей, що трапляються при побудові математичних моделей та оцінюванні прогнозів, а також запропонувати методи їх опису і врахування у процесі обробки даних.
Методика реалізації. При створенні СППР для прогнозування ФЕП та оцінювання фінансових ризиків використано такі принципи системного аналізу: ієрархічність архітектури системи; ідентифікація та обробка можливих невизначеностей; обчислення альтернативних рішень і супроводження обчислювальних процедур на всіх етапах виконання обчислень. СППР має модульну архітектуру, яку можна розширювати новими функціями, що стосуються попередньої обробки даних, оцінювання параметрів моделей, обчислення оцінок прогнозів та можливих ризиків фінансових втрат.
Результати дослідження. Основним результатом дослідження є системна методологія моделювання ФЕП, яка реалізована в межах запропонованої СППР. Висока якість остаточних результатів досягається завдяки супроводженню обчислювальних процесів за допомогою належних множин статистичних критеріїв. Наведено приклад математичного моделювання й оцінювання фінансового ризику. Отримані результати свідчать, що запропонований системний підхід має хороші перспективи для практичного використання.
Висновки. Запропоновано системний підхід до математичного моделювання і прогнозування ФЕП та оцінювання фінансового ризику. Застосування цього підходу дає можливість отримувати високоякісні оцінки прогнозів на основі статистичних даних.
Ключові слова: невизначеності в моделюванні та прогнозуванні; системний підхід; система підтримки прийняття рішень.
ПРИМІТИВНА ПРОГРАМНА АЛГЕБРА ОБЧИСЛЮВАНИХ ФУНКЦІЙ НАД ЗАПИСАМИ / Т.Л. Захарченко, Д.І. Редько, І.В. Редько, П.О. Яганов – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Дослідження проводиться у рамках композиційного підходу до програмування. Проблематикою дослідження є розробка наукових засад генезису розв’язків програмістських задач. Його основу становить поняття композиції.
Мета дослідження. Метою дослідження є розробка загального методу отримання алгебричних характеристик класів функцій та застосування його для опису прагматично важливого класу частково рекурсивних функцій над записами.
Методи реалізації. Проведені в роботі побудови базуються на алгебричних методах дослідження програм та методах композиційного програмування. У рамках так званих програмних алгебр строго ставляться та вирішуються проблеми отримання характеристик репрезентативних класів обчислюваних функцій, проблеми знаходження породжуючих сукупностей та базисів, що посідають одне з чільних місць у програмістській проблематиці.
Результати дослідження. В роботі запропоновано загальний метод вирішення зазначених проблем у примітивних програмних алгебрах (ППА) над різними класами обчислюваних функцій. Отримані результати викладені у вигляді ряду оригінальних тверджень, лем та теорем. Вони можуть бути використанні при дослідженні алгебричних характеристик різних класів обчислюваних функцій у задачах формалізації семантик мов програмування.
Висновки. Отримані результати є фундаментом для розвитку напряму адаптивних середовищ програмування. Наступні кроки будуть пов’язані з дослідженням загального поняття композиції та розробкою пов’язаних із ним редукційних методів дослідження функцій як середовищ прагматикообумовленої декомпозиції програмістських задач.
Ключові слова: повнота обчислюваних функцій; проблема повноти в ППА; повна система; пари натуральних чисел; чрфункції; чрпредикати.
ОЗДОБЛЮВАЛЬНЕ ПОЛІРУВАННЯ ГНУЧКИМИ ЕЛЬБОРОВИМИ СТРІЧКАМИ ДЕТАЛЕЙ З АНТИФРИКЦІЙНИХ СПЛАВІВ НА ОСНОВІ АЛЮМІНІЮ ДЛЯ ПОЛІГРАФІЧНОЇ ТЕХНІКИ / А.П. Гавриш, Т.А. Роїк, П.О. Киричок, С.М. Зигуля, Ю.Ю. Віцюк – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Дослідження технологічного процесу стрічкового ельборового полірування деталей обертання з нових композиційних матеріалів, синтезованих на основі використання утилізованих і регенерованих шліфувальних відходів виробництва з алюмінію АМ4,5Кд, АК12М2МгН, АК8МЗч та АК12ММгН + (9–12 %) MoS2.
Мета дослідження. Встановлення впливу на параметри якості поверхні деталі типу ельборової стрічки, характеристик ріжучого шару полірувальної стрічки, зернистості мікропорошків та режимів різання.
Методика реалізації. Обробка поверхонь деталей тертя поліграфічних машин зі зносостійких алюмінієвих композитів оздоблювальним шліфуванням алмазними стрічками з використанням енергії ультразвуку.
Результати дослідження. Створено новий спосіб ельборового полірування деталей із композитів на основі алюмінію та нову полірувальну стрічку на поліетилентерефталатній основі для обробки поверхонь деталей тертя з композиційних матеріалів. Встановлено, що мінімальні значення параметрів якості поверхонь оброблення забезпечує використання для полірування гнучких еластичних стрічок із поліетилентерефталатною основою та робочим ріжучим шаром з ельбору звичайної міцності (ЛО) зернистістю 0,5–1 мкм (М0,5–М1) при 100%ній концентрації.
Висновки. Доведено, що формування високої якості робочих поверхонь деталей, які виготовлені з нових композиційних матеріалів на основі алюмінію, суттєво залежить від типу полірувальної стрічки, режимів різання композитів та матеріалу основи еластичної ельборової стрічки. Розроблено рекомендації для виробництва.
Ключові слова: ельборова стрічка; полірування поверхонь деталей обертання; шорсткість поверхні; параметри наклепу; режими різання.
Оцінювання пружних властивостей тягових ланцюгів У задачах динаміки транспортувальних машин / Ю.П. Горбатенко, О.В. Закора – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Задачі дослідження динамічних параметрів транспортувальних машин з ланцюговим тяговим органом зазвичай розв’язуються без урахування особливостей конструкцій тягових ланцюгів. Аналіз динамічних моделей ескалаторів типажного ряду пов’язаний із застосуванням значної кількості типорозмірів тягових ланцюгів, тому необхідним є створення універсальної експериментальнорозрахункової методики оцінювання пружних властивостей тягових ланцюгів.
Мета дослідження. Підвищення рівня достовірності параметрів динамічної моделі тягового органу ескалаторів через поєднання методик визначення коефіцієнтів жорсткості тягових ланцюгів (фізичного експерименту і віртуального моделювання).
Методика реалізації. Експериментально визначено коефіцієнт жорсткості (фізичний експеримент). Визначено коефіцієнт жорсткості тягового ланцюга із застосуванням скінченноелементного методу. Експериментальнодослідним методом одержано значення коефіцієнтів жорсткості тягових ланцюгів, використані для оцінки динамічних характеристик тягового органу ескалатора.
Результати дослідження. Визначено коефіцієнти жорсткості віртуальної моделі ланцюга; встановлено поправкові коефіцієнти із даними, одержаними в результаті проведення фізичного експерименту. Для аналізу та порівняння наведених методів розрахунку коефіцієнта жорсткості ланцюга побудовано амплітудночастотні характеристики тягового органу за різних значень коефіцієнта жорсткості.
Висновки. Проведені розрахунки і дослідження динамічної моделі тягового органу ескалатора підтверджують можливість визначення пружних властивостей (коефіцієнтів жорсткості) тягових ланцюгів віртуальним методом із врахуванням поправкового коефіцієнта, розрахованого на основі порівняння й аналізу величин коефіцієнта жорсткості, що визначений експериментальним та віртуальним методами.
Ключові слова: тяговий орган; динамічна модель; коефіцієнт жорсткості; динамічні характеристики (АЧХ).
ЕНЕРГІЯ ФОРМУВАННЯ ВАКАНСІЙ У КВАЗІГАРМОНІЙНОМУ НАБЛИЖЕННІ З ПЕРШИХ ПРИНЦИПІВ / С.О. Замулко – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Робота присвячена теоретичному розрахунку енергії формування вакансії у контексті пошуку відповіді на два досі не вирішенні повною мірою питання. Поперше, немає однозначної відповіді на питання щодо точності розрахунків енергії формування вакансії. Подруге, існуючі феноменологічні теорії мовчазно припускають, що енергія формування вакансії та ентропія формування вакансії не залежать від температури.
Мета дослідження. Дослідити вплив фактора температури на вільну енергію формування вакансії та її компонентів у низці металів у межах квазігармонійного наближення.
Методика реалізації. Подано результати визначення енергії формування вакансії та ентропії в ГЦК Al, Ag, Pd залежно від температури за допомогою першопринципних методів у квазігармонійному наближенні.
Результати дослідження. Показано, що енергія формування вакансії істотно збільшується зі зростанням температури у всіх випадках, що пов’язані з тепловим розширенням кристалічної решітки. Таке збільшення енергії формування вакансій компенсується внеском від коливальної ентропії формування вакансії та сильно зростає з температурою.
Висновки. За допомогою термодинамічного аналізу встановлено, що збільшення енергії формування вакансій, при її розрахунку, значною мірою недооцінюється. Недооцінка пов’язана з певними проблемами у квазігармонійному наближенні.
Ключові слова: теорія функціоналу щільності; енергія формування вакансії; перші принципи; квазігармонійне наближення.
ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК МІЖ МІКРОТВЕРДІСТЮ І МАГНІТНИМ ОПОРОМ ЕЛЕКТРООСАДЖЕНИХ СПЛАВІВ FeCr І FeNi / Є.В. Колесник, О.П. Клименко, А.М. Дудка – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для тонких металевих покриттів непряме визначення показників механічних властивостей є актуальною задачею, розв’язання якої потребує установлення залежностей між різними групами властивостей покриттів.
Мета дослідження. Метою роботи є виявлення взаємозв’язку між показниками механічних і магнітних властивостей тонких електроосаджених покриттів на прикладі сплавів на основі заліза.
Методика реалізації. Досліджено сплави FeCr та FeNi завтовшки 50 мкм, одержані за температури 55 °C і катодної щільності струму 10 А/дм2 із сульфатних електролітів, що містять іони заліза (80 г/л) та іони хрому або нікелю (від 1 до 40 г/л), з визначенням мікротвердості, магнітного опору, морфології поверхні, фазового складу та переважних орієнтувань кристалів.
Результати дослідження. Залежності мікротвердості і магнітного опору сплавів FeCr і FeNi від концентрації легувальних елементів в електроліті мають спільний нелінійний характер і добре корелюють з результатами прецизійного вимірювання періоду кристалічної решітки сплавів. При цьому вміст хрому та нікелю в складі покриттів не є визначальним фактором впливу на властивості.
Висновки. Виявлений ідентичний характер зміни мікротвердості і магнітного опору сплавів вказує на значний вплив залишкових макронапружень на механічні та магнітні властивості сплавів FeCr і FeNi. Причиною нелінійної зміни макронапружень у досліджених сплавах є особливості їх структуроутворення, що простежуються у формуванні морфології поверхні та переважних орієнтувань кристалів.
Ключові слова: електроосаджені покриття; сплав; FeCr; FeNi; мікротвердість; магнітний опір; макронапруження; морфологія поверхні; переважні орієнтування кристалів.
Ззакономірності створення товстошарових покриттів на поверхнях деталей обертання / А.М. Степанчук, М.Б. Шевчук, Л.О. Бірюкович, А.П. Воробей – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Створення теоретичних і технологічних засад отримання товстошарових покриттів з композиційних матеріалів на поверхнях обертання є актуальною задачею, розв’язання якої потребує установлення залежностей властивостей покриттів від характеристик вихідних матеріалів та умов їх отримання.
Мета дослідження. У роботі поставлено за мету провести модельні дослідження процесу отримання товстошарових покриттів із композиційних матеріалів на основі твердих тугоплавких сполук і самофлюсівних сплавів на деталях з горизонтально розміщеною віссю обертання. Передбачалось дослідити вплив щільності гранул, кутової швидкості обертання форми, розміру частинок (гранул) та розміру форми на силу ущільнення при відцентровому просочуванні і, як наслідок, на щільність отримуваних виробів.
Методика реалізації. Розоблено діючий стенд отримання товстошарових покриттів на зовнішніх і внутрішніх поверхнях деталей обертання відцентровим просочуванням гранул із твердих тугоплавких сполук розплавами металів та сплавів із використанням індукційного нагріву. Вивчення властивостей та структури отриманих матеріалів проводилось із використанням сучасних методик визначення щільності композиційних матеріалів і оптичної та електронної мікроскопії, комп’ютерних технологій.
Результати дослідження. Розроблено фізичну та математичну моделі отримання товстошарових покриттів на поверхнях деталей обертання, яка дала змогу оцінити вплив щільності гранул, кутової швидкості обертання форми, розміру частинок (гранул) та розміру форми на силу ущільнення при відцентровому просочуванні і, як наслідок, на щільність отримуваних виробів. Встановлено, що залежність сили ущільнення від густини порошку має лінійний характер, залежність від радіусу частинок є кубічною, від кутової швидкості – квадратичною, а від радіусу форми – лінійною. Отримано реальні зразки покриттів та вивчено їх щільність і структуру залежно від гранулометричного складу частинок твердої складової покриттів. Отримано результати, адекватні теоретичним залежностям, запропонованим у роботі.
Висновки. Встановлено залежності формування структури та властивостей товстошарових композиційних покриттів, одержаних відцентровим просоченням, від складу вихідних матеріалів та умов отримання.
Ключові слова: товстошарові покриття; тверді тугоплавкі сполуки; самофлюсівні сплави; відцентрове просочення; гранулометричний склад; структура; щільність.
ПРОЕКТУВАННЯ БАГАТОПОРЯДКОВИХ ДИФРАКЦІЙНИХ ЛІНЗ /В.Г. Колобродов, І.О. Кучугура, Є.О. Кучугура – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Багатопорядкові дифракційні лінзи (БПДЛ) відрізняються від звичайних дифракційних лінз (ДЛ) тим, що працюють одночасно в декількох порядках дифракції, що досягається збільшенням їх товщини. Це покращує технологічність виготовлення ДЛ.
Мета дослідження. Метою статті є розроблення методу проектування БПДЛ, який забезпечує задані оптичні характеристики лінзи.
Методика реалізації. Проведено теоретичне дослідження властивостей БПДЛ, в результаті якого була виявлена залежність розподілу енергії по порядках дифракції від коефіцієнта товщини. Запропоновано метод розрахунку БПДЛ, відповідно до якого здійснено моделювання лінзи.
Результати дослідження. Визначено, що, розрахувавши оптимальне значення коефіцієнта товщини, можна спрямувати необхідну кількість енергії в сусідні дифракційні порядки. Наводиться приклад розподілення енергії по 40,5 % у кожну точку. Запропоновано методику обчислення числа стрибків фази m, яке визначає товщину лінзи.
Висновки. У статті подано метод розрахунку БПДЛ, завдяки якому можна досягти мультифокальності, зокрема подано приклад розрахунку біфокальної лінзи. Змодельована запропонованим методом багатопорядкова біфокальна лінза забезпечує різке бачення об’єктів, розміщених на відстані 33 см та у нескінченності. Її можна використовувати як інтраокулярну лінзу в оптичній системі моделі ока “рогівка + лінза”.
Ключові слова: біфокальна багатопорядкова дифракційна лінза; інтраокулярна лінза; коефіцієнт товщини; порядок дифракції.
ДИФУЗНИЙ ВИПРОМІНЮВАЧ ЗМІННОЇ ЯСКРАВОСТІ НА ОСНОВІ МАТРИЦІ СВІТЛОВИПРОМІНЮВАЛЬНИХ ДІОДІВ З РОЗСІЮВАЧЕМ / Л.А. Міхеєнко, О.В. Калмикова – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Останнім часом спостерігається швидкий розвиток цифрових оптикоелектронних систем з матричними приймачами випромінювання, однак подальше вдосконалення таких систем значною мірою стримується недостатнім рівнем методів і засобів вимірювання їх енергетичних характеристик.
Мета дослідження. Метою роботи є розроблення нового методу розрахунку й аналізу випромінювача змінної яскравості на базі матриці світлодіодів з розсіювачем.
Методика реалізації. Як схему побудови випромінювача використано систему з матрицею світлодіодів та розсіюючого скла. В роботі досліджується залежність яскравості на вихідній апертурі такого випромінювача від його конструктивних параметрів. Проводиться його математичне моделювання та пошук найдоцільніших значень окремих параметрів.
Результати дослідження. Розроблено метод розрахунку випромінювача з розсіювачем і аналізу з урахуванням впливу просторової структури матриці та функції розсіювання точки чи функції розсіювання лінії розсіювального елемента. Наведено основні параметри випромінювача з розсіювачем. Визначено, при якому кроку матриці світлодіодів та коефіцієнті індикатриси досягаються мінімальна неоднорідність випромінювання та максимальна яскравість вихідної апертури.
Висновки. Отримані результати показали, що запропонована схема випромінювача є перспективною для вимірювання енергетичних характеристик матричних приймачів випромінювання цифрових оптикоелектронних приладів.
Ключові слова: метрологія; радіометричні вимірювання; цифрові оптикоелектронні системи; оптична радіометрія; матричні приймачі випромінювання.
ТЕХНОЛОГІЯ ПІДВИЩЕННЯ МІЦНОСТІ ДІЛЯНОК ДІЮЧОГО МАГІСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДУ ЗА ДОПОМОГОЮ ПАЯНОЗВАРНИХ МУФТ / Г.С. Тимчик, О.О. Подолян – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Складність досягнення високої ефективності посилення трубопроводів малого і середнього діаметра за допомогою клеєзварних муфт через низький модуль пружності компаундів, що застосовуються для формування підмуфтового шару.
Мета дослідження. Розробка технології підвищення міцності ділянок магістральних трубопроводів високого тиску за допомогою зварних муфт.
Методика реалізації. Технологія підвищення міцності ділянок діючого трубопроводу за допомогою паянозварних муфт.
Результати дослідження. Запропоновано методику підвищення міцності ділянок трубопроводів за допомогою муфт, що заповнюються розплавленим металом, який має високий модуль пружності. Запропоновано операції формування підмуфтового шару з параметрами, що забезпечують досягнення максимального значення ступеня зниження напружень в посилюваній трубі при забезпеченні рівномірного розподілу навантаження між стінкою ремонтованої ділянки трубопроводу та оболонкою муфти.
Висновки. Запропонована методика дає можливість підвищити ефективність посилення труб малих і середніх діаметрів.
Ключові слова: муфта; неруйнівний контроль; діагностика; ремонт; газопровід; трубопровід; тиск.
ПРОЕКЦІЙНОСІТКОВІ МЕТОДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ ПРУЖНОЇ ДИНАМІКИ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ / О.С. Цибенко, О.С. Конюхов– К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Розвиток ефективних проекційносіткових методів розв’язання початковокрайових задач пружної динаміки літальних апаратів.
Мета дослідження. Теоретичне дослідження числових методів розв’язання задач пружної динаміки літальних апаратів з метою створення узагальненої методики числового інтегрування початковокрайових дискретноконтинуальних задач.
Методика реалізації. Як узагальнений математичний опис початковокрайових задач використано операторне формулювання з головною частиною першого порядку. Наближений розв’язок початковокрайових задач пружної динаміки літальних апаратів подано у вигляді лінійної форми на класі допустимих функцій невиродженого проекційного базису. Алгебризація по просторових змінних реалізується ортогоналізацією нев’язок рівнянь і граничних умов до системи функцій, що визначають невироджений ваговий базис. Найбільший обчислювальний ефект досягається при збігу елементів проекційного та вагового базисів у поєднанні з “ослабленим” формулюванням методу Гальоркіна у формі методу скінченних елементів. Узагальнена форма методу скінченних різниць використовується для алгебризації шуканих функцій з тимчасового аргументу. Для розв’язку систем нелінійних алгебричних рівнянь на тимчасових шарах застосовуються метод Ньютона і його модифікації.
Результати досліджень. Розроблено загальний підхід до розв’язку задач пружної динаміки літальних апаратів з використанням процедури алгебризації на основі проекційносіткових схем методу зважених нев’язок. Наведено апостеріорні оцінки точності, збіжності та стійкості отриманих числових розв’язків.
Висновки. Розроблено методику алгебризації завдань пружної динаміки літальних апаратів, яка може отримати широке застосування в імітаційному моделюванні динаміки рідинних ракетносіїв на різних ділянках польоту.
Ключові слова: динаміка літальних апаратів; початковокрайова задача; метод Гальоркіна; метод скінченних елементів; схеми скінченних різниць; точність; збіжність; стійкість.
ПЕРЕРОБКА ФОСФОГІПСУ В КОМПЛЕКСНЕ ДОБРИВО / I.M. Астрелін, Г.В. Kримець, A.I. Moлюга, В.І. Супрунчук – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. При виробництві фосфоровмісних добрив та екстракційної фосфатної кислоти відбувається накопичення екологічно небезпечного відходу – фосфогіпсу. На сьогодні на території України у відвалах міститься близько 30 млн т фосфогіпсу.
Мета дослідження. Метою роботи є одержання з фосфогіпсу за безвідходною технологією комплексного NPCaSдобрива.
Методика реалізації. Переробка фосфогіпсу у відносно “м’яких” технологічних умовах, без залучення високотемпературних (1173–1753 К) процесів. Проведено дослідження двостадійної утилізаційної переробки типового фосфогіпсу в комплексне добриво складу 7,9 % N, 37 % P2O5, 35 % Ca, 1,8 % S з вмістом фосфору у вигляді Сa(H2PO4)2, СaHPO4 (при співвідношенні P2O5(водорозч.)/P2O5(засв.) = 94%), азоту – у вигляді (NH4)2SO4. Перша стадія процесу реалізується розкладанням фосфогіпсу за температури (323 ± 5) К розчинами (NH4)2СO3 за pH > 5,1 з одержанням осаду (суспензії) СаСO3 у розчині (NH4)2SO4. На другій стадії утворена густа суспензія обробляється (без фільтраційного відділення СаСO3) розчинами некондиційної фосфатної кислоти без зовнішнього нагріву за витримки pH середовища у межах 6,8–6,9. Кінцева суспензія висушується в апараті типу “киплячий шар” за температури (390–423) К.
Результати дослідження. Отримано кінцеве тверде добриво, споживча якість якого перевірена на зразках ґрунтів сільськогосподарського призначення.
Висновки. На основі фосфогіпсу отримано комплексне мінеральне добриво за малостадійною безвідходною технологією в екологічно доцільних умовах.
Ключові слова: фосфогіпс; комплексне добриво; суспензія; малостадійна технологія; некондиційна фосфатна кислота.
ТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ МІКРОКРИСТАЛІЧНОЇ ЦЕЛЮЛОЗИ ІЗ НЕДЕРЕВНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ / В.А. Барбаш, Ю.М. Нагорна – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для країн, які не мають вільних запасів деревини, зокрема для України, актуальною проблемою залишається пошук альтернативних джерел рослинної сировини для виробництва целюлозовмісної продукції, зокрема мікрокристалічної целюлози (МКЦ). На сьогодні основною сировиною для виробництва МКЦ залишається імпортована бавовняна та сульфатна вибілена целюлоза.
Мета досліджень. Дослідження можливості одержання МКЦ із більш дешевої, щорічно відновлюваної сировини, яка вирощуються в Україні у великій кількості, а саме волокон технічних і стебел зернових рослин (льону, конопель, кенафу, кукурудзи, міскантусу) з використанням екологічно безпечних способів її одержання.
Методика реалізації. Одержання МКЦ із волокон технічних і стебел зернових культур здійснювалось із використанням лужносульфітноспиртової делігніфікації, лужної, кислотної та окиснювальноорганосольвентної обробки. Скорочено кількість стадій технологічного процесу одержання МКЦ за рахунок об’єднання процесів вибілювання та гідролізу целюлози з використанням суміші розчинів оцтової кислоти та пероксиду водню в об’ємному співвідношенні 70:30 %.
Результати дослідження. Одержано МКЦ із волокон льону та конопель, які відповідають вимогам європейської та державної фармакопеї. МКЦ із волокон кенафу та стебел міскантусу і кукурудзи не відповідають показникам за вмістом сульфатної золи та питомої електропровідності, що пов’язано зі ще відносно високим залишковим вмістом мінеральних речовин у цих зразках целюлози.
Висновки. Запропонований технологічний режим одержання мікрокристалічної целюлози із луб’яних волокон дає змогу одержати МКЦ, яка відповідає вимогам державної та європейської фармакопеї і рекомендується для використання у фармацевтичний галузі як наповнювач для виготовлення лікарських пігулок.
Ключові слова: органосольвентна делігніфікація; рослинна сировина; окиснювальноорганосольвентна обробка; мікрокристалічна целюлоза.
ВИДАЛЕННЯ АНІОННОГО БАРВНИКА (БРОМФЕНОЛОВОГО СИНЬОГО) З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ МЕТОДОМ ФЛОТОЕКСТРАКЦІЇ / T.І. Обушенко, Н.М. Толстопалова, O.Ю. Кулеша, I.М. Aстрелін – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Накопичення токсичних компонентів стічних вод є суттєвою небезпекою для водного потенціалу держави. Це особливо стосується забруднювачів стічних вод, що належать до II–IV класів небезпеки, таких як барвники та розчинники.
Мета дослідження. Вивчити основні закономірності вилучення з води бромфенолового синього технологією флотоекстракції та визначити оптимальні умови процесу.
Методика реалізації. Бромфеноловий синій, аніонний барвник, видалявся з водних розчинів флотоекстракцією комплексу бромфеноловий синій–гексадецилпіридиній (сублат) в ізопентанол. рН розчинів визначався за допомогою потенціометричного методу. Концентрації барвника зразків розчинів вимірювались методом абсорбційної спектрофотометрії.
Результати дослідження. Було експериментально досліджено характер впливу на флотоекстракцію таких параметрів: рН середовища, молярне співвідношення ПАР:барвник, тривалість процесу, природа органічного розчинника, розмір пухирців, згенерованих у розприскувачі, додавання електролітів (як KCl) та негідрофобних органічних сполук (як етанол). З допомогою MS Excel 2003 через побудову центрального композиційного ортогонального плану та виведення математичної моделі другого порядку було виявлено, що максимальна ефективність описаного процесу може бути досягнута за таких оптимальних умов: Т = 10 °С, мольне співвідношення ПАР:барвник = 1,95:1, тривалість процесу – 15,3 хв.
Висновки. У ході дослідження було вивчено основні закономірності вилучення з води бромфенолового синього. Експериментальностатистична модель другого порядку була виведена з використанням центрального композиційного ортогонального плану. Максимальне відносне відхилення дорівнювало 4,7 %. Було визначено оптимальні умови. Відповідно до отриманих результатів, найвищий ступінь вилучення u1073 бромфенолового синього, досягнутий у ході експерименту, дорівнював 97,5 % і залишковий вміст барвника не перевищував гранично допустимої концентрації кислотних барвників 0,25 мг/дм3.
Ключові слова: барвник; бромфеноловий синій; оптимальні умови; математична модель; сублат; спектрофотометрія.