Модемное оборудование на основе SDR-технологии для тропосферных станций нового поколения /М.Е. Ильченко, Н.Н. Кайденко, С.А. Кравчук - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Модемное оборудование тропосферных линий связи является важным компонентом современных средств связи. Исследование теоретических и практических аспектов выбора лучшего варианта модемного оборудования с учетом совокупных показателей качества остается актуальным.
Цель исследований. Представление особенностей создания модемного оборудования тропосферных станций нового поколения, которые могут обеспечивать высокие скорости передачи данных с гарантированным качеством обслуживания в сложных условиях стационарных и нестационарных помех, присущих тропосферным каналам связи.
Методика реализации. Поставленная цель достигается за счет использования новых технических и архитектурных решений при создании модемного оборудования на основе технологии SDR, спектрально эффективных видов модуляции и кодирования, алгоритмов эффективной адаптации к изменяющимся условиям эксплуатации. Возможность реализации предложенных подходов к построению модемного оборудования была показана на прототипе оборудования, который был создан на базе отладочных модулей HSMC.
Результаты исследований. Представлены особенности построения модемного оборудования тропосферной станции с высокой скоростью передачи данных. Для достижения предельных параметров таких станций предложено применение в модемном оборудовании новых технических и архитектурных решений, спектрально-эффективных видов модуляции (OFDM плюс линейная модуляция) и помехоустойчивого кодирования, эффективных алгоритмов адаптации к изменяющимся условиям работы, технологии SDR, структуры кадров физического уровня. Предложены варианты конфигурации модемного оборудования по отношению к режимам работы малогабаритной тропосферной станции.
Выводы. Предложенные подходы к повышению эффективности модемного оборудования позволяют реализовать компактные тропосферные радиорелейные станции с высокой скоростью передачи информации.
Ключевые слова: программно-обусловленные устройства радиосвязи; тропосферная станция; модем; адаптация; режимы работы.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КУМУЛЯТИВНОГО ВЗРЫВНОГО ЯДРА ВО ВРЕМЯ ВЗРЫВО-МЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ /О.М. Терентьев, П.А. Гонтарь - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Современные способы разрушения тратят до 90 % энергии на подготовку горных пород к извлечению. Удельная энергоемкость при этом достигает 120 кВт·ч/м3. Данное исследование предлагает новое энергосберегающее разрушение горных пород комбинированными взрыво-механическими нагрузками.
Цель исследований. Доказательство отсутствия отдачи установки взрыво-механического действия во время детонации зарядов взрывчатого вещества.
Методика реализации. Определение фактора, который вызывает отдачу установки во время взрыва; изучение поведения кумулятивного взрывного ядра во время столкновения с забоем; изучение ускорения, скорости и энергии отдачи.
Результаты исследований. Доказано, что кумулятивное взрывное ядро выполняет функцию динамического индентора, направленного на забой. После столкновения с забоем “растекается” в стороны, чем формирует сколы и микротрещины в радиусе 20 мм от эпицентра взрыва.
Выводы. Полученные параметры отдачи установки (ускорение 0,0002 м/с2; энергия 0,02 Дж) доказывают отсутствие ее горизонтальных и вертикальных перемещений во время взрыво-механического разрушения горных пород.
Ключевые слова: разрушение горных пород; взрыво-механическое бурение; энергосбережение; комбинированная нагрузка; кумулятивное взрывное ядро.
Обробка невизначеностей при моделюванні нестаціонарних часових рядів з використанням систем підтримки рішень /П.І. Бідюк, О.М. Трофимчук, О.П. Гожий, О.П. Бідюк - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Прогнозування нелінійних нестаціонарних часових рядів (ННЧР) – важлива задача для економіки, маркетингу, промисловості, екології та багатьох інших галузей науки і практичної діяльності. Для успішного розв’язання цієї задачі необхідно розробляти сучасні комп’ютерні системи підтримки прийняття рішень (СППР), які дадуть можливість отримувати надійні оцінки прогнозів в умовах наявності невизначеностей різних типів і природи.
Мета дослідження. Розробка вимог до сучасних СППР та їх формальне подання; аналіз типів невизначеностей, характерних для процесів побудови математичних моделей та прогнозування; вибір методів для врахування можливих невизначеностей; ілюстрація застосування системи до розв’язання задачі прогнозування гетероскедастичних ННЧР на основі статистичних даних.
Методика реалізації. Для досягнення поставленої мети використано такі методи: системний підхід до аналізу статистичних даних; статистичний підхід до ідентифікації та врахування можливих невизначеностей; алгоритми калмановської фільтрації; підхід на основі байєсівського програмування та множини статистичних критеріїв адекватності моделей і якості прогнозів.
Результати дослідження. Запропоновано формальний опис СППР та вимоги до їх розробки; встановлено класи мАтематичних методів, які необхідні для успішної реалізації СППР; запропоновано деякі підходи до формального врахування ймовірнісних, статистичних і параметричних невизначеностей і подано ілюстративний приклад застосування СППР.
Висновки. Системний підхід до створення СППР для розв’язання задач прогнозування нелінійних нестаціонарних часових рядів дає можливість успішно розв’язати поставлену задачу. Використовуючи запропоновану систему, можна враховувати невизначеності ймовірнісного, статистичного і параметричного типів і обчислювати високоякісні оцінки коротко- та середньострокових прогнозів ННЧР. Запропонований підхід має хороші перспективи для подальшого розвитку і розширення його можливостей.
Ключові слова: прогнозування часових рядів; системний підхід; ймовірнісні, статистичні і параметричні невизначеності; система підтримки прийняття рішень.
ПРИМЕНЕНИЕ КОГНИТИВНОГО И ВЕРОЯТНОСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ФОРМИРОВАНИЯ СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ /А.Н. Терентьев, Т.И. Просянкина-Жарова, В.В. Савастьянов - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Сложность задачи выбора направления развития национальной экономики и ее подсистем в условиях неопределенности предусматривает применение систем поддержки принятия решений, в которых будут реализованы методики анализа и прогнозирования развития социально-экономических систем, основанные на комплексном подходе, позволяющем учитывать значительное количество факторов, как способствующих, так и сдерживающих развитие социально-экономических систем регионов Украины. Предлагается методика разработки сценариев развития социально-экономических систем с использованием когнитивного и вероятностного моделирования.
Цель исследования. Целью работы является исследование применения композиции когнитивного и вероятностного моделирования в задачах разработки сценариев развития социально-экономических систем в условиях структурно-динамических преобразований.
Методика реализации. Для решения задач исследования использованы методы: системного анализа, сценарного планирования, когнитивного моделирования, вероятностного моделирования, текстовой аналитики. Предложена методика для разработки сценариев развития социально-экономической системы региона в условиях неопределенности, обоснована возможность использования ее в системах поддержки принятия решений.
Результаты исследования. На основе анализа работ отечественных и зарубежных ученых предложено усовершенствование существующей методики разработки программ социально-экономического развития регионов Украины. Предложенная методика предусматривает применение композиции методов сценарного анализа когнитивного и вероятностного моделирования. Выполнен анализ полученных результатов прогнозирования.
Выводы. С помощью предложенной методики разработаны несколько сценариев развития одного из регионов Украины, обоснован выбор наиболее вероятного из них. На основе данного сценария спрогнозирован объем валового регионального продукта области на кратко- и среднесрочную перспективу. Согласно проведенным расчетам получен качественный достоверный прогноз.
Ключевые слова: сценарий; когнитивная модель; развитие социально-экономической системы; планирование; прогнозирование; система поддержки принятия решений.
КОГНИТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НЕУСТОЙЧИВЫХ РЕЖИМОВ В СОЦИАЛЬНО-УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ СТУДЕНТА /В.Д. Романенко, Ю.Л. Милявский - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. В работе рассматривается социально-учебный процесс студента высшего учебного заведения. При этом он допускает представление в форме когнитивной карты, неустойчивый импульсный переходный процесс которой является предметом исследования в статье.
Цель исследования. Построение когнитивной карты студента и стабилизация неустойчивого импульсного процесса в описываемом ею социально-учебном процессе студента.
Методика реализации. Сначала экспертным путем установлены взаимосвязи между основными понятиями предметной области, на основе чего построена когнитивная карта. Затем с помощью метода модального управления из теории автоматического управления был разработан алгоритм стабилизации импульсного процесса этой когнитивной карты путем непосредственного варьирования ресурсами системы.
Результаты исследования. Моделирование подтвердило, что с помощью предложенной методики можно быстро стабилизировать импульсный социально-учебный процесс студента. При этом значения, на которых устанавливаются координаты вершин когнитивной карты, являются удовлетворительными с практической точки зрения.
Выводы. Проведенные в статье исследования позволили найти способ принятия решений для стабилизации динамической системы, описывающей социально-учебный процесс студента.
Ключевые слова: когнитивная карта; модальное управление; стабилизация импульсного процесса.
ПАРАМЕТРЫ НАКЛЕПА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТРЕНИЯ ПОЛИГРАФИЧЕСКИХ МАШИН ИЗ ИЗНОСОСТОЙКИХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ПРИ ТОНКОМ КУБАНИТОВОМ ШЛИФОВАНИИ /А.П. Гавриш, Т.А. Роик, П.А. Киричок, О.И. Хмилярчук, Е.С. Хлус - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Исследование технологического процесса тонкого кубанитового шлифования деталей из износостойких композитных материалов, синтезированных на основе использования утилизированных и регенерированных отходов производства из никелевых сплавов ХН55ВМТКЮ, ХН50ВТФКЮ, ЭП975 с добавками твердой смазки СаF2.
Цель исследования. Экспериментальное исследование параметров наклепа при тонком кубанитовом шлифовании деталей трения из новых композитных материалов на основе никеля и установление влияния на параметры наклепа поверхности детали зернистости кубанитового инструмента, типа его связки и режимов резания.
Методика реализации. Обработка поверхностей деталей трения полиграфических машин из износостойких композитов на основе никеля на прецизионных шлифовальных станках кубанитовыми шлифовальными инструментами зернистостью 14–20 мкм на бакелитово-резиновой связке Бр1 при 100 %-ной концентрации кубанита и с применением тонких режимов резания.
Результаты исследований. Доказано, что на параметры наклепа обрабатываемой поверхности существенно влияют зернистость, материал связки кубанитового круга и режимы тонкого кубанитового шлифования. Лучшие показатели степени наклепа, искажений ІІ-го рода и глубины наклепа, которые удовлетворяют высоким требованиям к рабочим поверхностям деталей трения полиграфических машин, обеспечивают шлифовальные круги из кубанита зернистостью 14–20 мкм на бакелитово-резиновой связке при 100 %-ной концентрации кубанита.
Выводы. Доказано, что формирование высокого качества поверхностей трения деталей, которые изготовлены из новых композитных материалов на основе никеля, существенно зависит от состава кубанитового инструмента (зернистости, типа связки) и режимов резания. Разработаны рекомендации для производства.
Ключевые слова: новые композитные материалы; инструмент; детали трения; параметры наклепа; кубанит; зернистость; тип связки; тонкое кубанитовое шлифование; режимы резания.
ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ВОДЫ УДАРОМ И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ НИЗКОНАПОРНОГО ИСТЕЧЕНИЯ ВНИЗ ЧЕРЕЗ МАЛОЕ ОТВЕРСТИЕ /И.И. Пуховой - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Низконапорное распыление воды ударом о твердую поверхность является подходящим для организации замораживания воды на вертикальных поверхностях и на горизонтальных насадках с сосульками. При размещении ряда или рядов устройств для истечения воды нужно учитывать радиусы разлета капель, а при орошении вертикальных поверхностей – ширину смоченного участка и высоту подъема капель над поверхностью удара, что зависит от траектории движения капель.
Цель исследования. Задачей работы является детальное изучение первичного (после истекания из отверстия (сопла)), а также вторичного измельчения жидкости на капли и, особенно, высоты разлета капель и ширины и высоты смачивания вертикальной поверхности в зависимости от расстояния к центру удара.
Методика реализации. При орошении горизонтальных насадок соседние отверстия для истечения воды располагают на расстоянии, близком или меньшем величины максимального радиуса разлета капель, учитывая снижающуюся плотность орошения с увеличением радиуса. В случае орошения вертикальных поверхностей расстояние от центра удара до поверхности выбирают зависимо от требований к плотности орошения и исходной точке орошения над поверхностью удара, которая составляет от 60 до 150 мм для условий исследования в наивысшей точке.
Результаты исследования. В результате проведенных экспериментальных исследований характеристик разлета первичных (после истечения из отверстия малого диаметра) и вторичных (после удара о горизонтальную поверхность) капель воды было установлено, что максимальная высота подъема капель вверх возрастает с высотой их падения и смещается по горизонтали в сторону от центра удара. Ширина смоченного участка вертикальной поверхности определяется геометрическим путем на основе максимальных радиусов разлета в плоскости удара.
Выводы. Зависимость расхода от напора для отверстий диаметром около 1-2 мм в изученном диапазоне напоров (до 350 мм вод. ст.) является прямолинейной, в отличии от степени 0,5 зависимости, известной для отверстий больших диаметров. Получены зависимости для определения радиуса разлета первичных капель после истекания из отверстия и экспериментальные данные относительно ширины смоченного участка вертикальной поверхности и наибольшей высоты подъема капель над плоскостью удара.
Ключевые слова: разлет капель; орошение; напор; смачивание поверхности.
ПАССИВНЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КОГЕРЕНТНЫМИ ВИХРЕВЫМИ СТРУКТУРАМИ В ВИХРЕВЫХ КАМЕРАХ. ЧАСТЬ 2. ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ /В.Н. Турик, В.А. Кочин - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Повышение эффективности рабочих процессов энергетических и технологических машин и аппаратов вихревого типа.
Цель исследования. Статистический анализ новых методов управления энергонесущими когерентными вихревыми структурами, влияние которых на процессы переноса массы, импульса и энергии в закрученных потоках в большой мере определяет эффективность работы установок.
Методика реализации. Данные спектральных оценок предложенных в части 1 статьи методов управляющего воздействия искусственных вихревых возмущений на энергонесущее когерентное образование подвергнуты более детальной численной обработке на основе цифровых технологий.
Результаты исследования. Анализ распределений усредненных величин актуальной скорости сложного закрученного течения, а также степени интенсивности пульсационного движения в характерной области наиболее энергонесущей когерентной вихревой структуры свидетельствует о ее полной устойчивости и квазистационарности движения. На основе этого вдоль исследуемой области проведена детальная оценка энергетического баланса пульсационного движения в соответствии с отдельно определенными характерными частотными диапазонами. Показаны особенности воздействия различных типов вихрегенераторов с точки зрения “жесткости” управления процессами переноса. Дисперсионный анализ подтвердил данные спектральной обработки информации, приведенные в части 1 статьи, об обнаруженном явлении “обратного распада вихрей”, наиболее типичном для работы двумерного вихрегенератора (ВГ № 1).
Выводы. Разработанные методы, как и возможные их модификации, открывают перспективу эффективного и малоза- тратного управления на микроуровне гидромеханическими, тепловыми и химическими процессами в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, в вихревых горелках, камерах сгорания ракетных двигателей, топочных устройств, плазматронов, в смесителях, химических реакторах, ядерных энергоустановках и т.п.
Ключевые слова: когерентные вихревые структуры; управление; вихревая камера; плотность распределения вероятности; взаимное восприятие вихрей; дисперсия; энергия пульсаций скорости.
Влияние атмосферы термической обработки на формирование структуры и фазового состава пленочных композиций FePt/Cu/FePt /А.Ю. Черныш, А.В. Фигурная, И.А. Владимирский, Ю.Н. Макогон - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Перспективным материалом для использования в качестве носителей сверхплотной магнитной записи являются наноразмерные пленки на основе FePt с упорядоченной магнитотвердой фазой L10-FePt. Упорядоченная фаза L10-FePt формируется из неупорядоченной фазы А1-FePt при высокотемпературном отжиге или при осаждении пленки на нагретую подложку. Однако для практического использования данных материалов необходимо добиться снижения температуры образования фазы L10-FePt, а также получить структуру с преимущественной ориентацией зерен.
Цель исследования. Определение влияния атмосферы отжига на формирование структурно-фазовых состояний в пленочных композициях на основе FePt с промежуточным слоем Cu.
Методика реализации. Пленочные композиции получены магнетронным методом, их структура до и после термической обработки исследована методами рентгеноструктурного фазового анализа.
Результаты исследования. С помощью рентгеноструктурного фазового анализа установлено, что в наноразмерной пленочной композиции FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) независимо от состава атмосферы отжига фазовое преобразование A1-FePt→L10-FePtСu начинается при термической обработке при температуре 773 К. При повышении температуры отжига до 973 К увеличивается степень упорядочения тройной фазы L10-FePtСu.
Выводы. Обнаружено, что отжиги в температурном интервале 973–1073 К в атмосферах Ar и N2 пленочных композиций FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) приводят к формированию текстуры тройной фазы L10-FePtСu с преимущественной ориентацией ее зерен в направлении [001]. Высокотемпературная термическая обработка пленочной композиции FePt(15 нм)/ Cu(15 нм)/FePt(15 нм) в атмосферах N2 и Ar приводит к резкому росту зерен.
Ключевые слова: магнитная запись; наноразмерные пленочные композиции; FePt; фазовые превращения.
ОБОБЩЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМОСТОЙКОСТИ ХРОМОАЛЮМИНИЕВЫХ СТАЛЕЙ /М.М. Ямшинский, Г.Е. Федоров - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. В условиях быстрых нагреваний-охлаждений в объеме детали возникают неравномерные температурные поля, которые приводят к накоплению термических напряжений. Такие напряжения могут превышать предел текучести сплава и разрушать материал детали. Характер разрушения деталей зависит от свойств металла и условий эксплуатации. Типичным характером разрушения является растрескивание. Анализом эксплуатации жаростойких деталей теплоэнергетического оборудования установлено, что выбор сплава с высокой окалиностойкостью является необходимым, но недостаточным для обеспечения заданной долговечности жаростойких изделий, поскольку в условиях теплосмен в первую очередь проявляется термостойкость металла.
Цель исследования. Целью работы является установление влияния углерода и редкоземельных металлов на термостойкость жаростойких хромоалюминиевых сталей для работы в экстремальных условиях, а также исследование кинетики и механизма разрушения металла.
Методика реализации. Образцы длиной 90 мм и диаметром 12 мм подвергали нагреванию в камерной печи до 1100 °С и резкому охлаждению в проточной воде. Оценку термостойкости осуществляли по появлению на их боковой поверхности или на торцах трещин термической усталости. Фазовый состав и структуру исследовали современными рентгеноструктурными и металлографическими методами.
Результаты исследований. Установлены механизм и кинетика разрушения литого металла в условиях теплосмен. Выбор хромоалюминиевой стали для работы в экстремальных условиях необходимо осуществлять с учетом ее механических, физических, физико-химических и технологических свойств, а также конструктивных особенностей конкретной отливки.
Выводы.Для достижения высокой термостойкости в условиях высоких переменных температур хромоалюминиевая сталь должна содержать 25–30 % хрома, 1,0–3,0 % алюминия, 0,3–0,6 % титана, 0,2–0,4 % углерода и 0,15–0,40 % редкоземельных металлов.
Ключевые слова: углерод; редкоземельные металлы; Cr-Al-сталь; структура; термостойкость.
ВЗАИМОСВЯЗЬ ФУНКЦИЙ РАССЕЯНИЯ ТОЧКИ АБЕРРАЦИОННОГО И ДИФРАКЦИОННО ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕКТИВОВ МАТРИЧНЫХ ТЕПЛОВИЗОРОВ /В.Г. Колобродов, Б.Ю. Пинчук - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Тепловизоры нашли широкое применение во многих областях, но приоритетным является их использование для военных нужд, где основная задача сосредоточена на выявлении и распознавании объектов в сложных погодных условиях. Качество тепловизионного изображения оценивают модуляционной передаточной функцией (МПФ), которую получают путем преобразования Фурье от функции рассеяния точки (ФРТ).
Цель исследования. Получить соотношение, которое бы устанавливало взаимосвязь между ФРТ аберрационного и дифракционно ограниченного объективов матричных тепловизоров.
Методика реализации. В качестве ФРТ аберрационно ограниченного объектива было предложено рассматривать аппроксимацию ФРТ в виде функции Гаусса.
Результаты исследования. На основе анализа функций концентрации энергии установлена взаимосвязь между ФРТ для аберрационного и дифракционно ограниченного объективов. При этом была получена формула, которая обобщает все формулы с соответственно различными условно выбранными уровнями, на которых определяют радиус кружка рассеяния ФРТ аберрационной оптической системы (АОС).
Выводы. Анализ полученной взаимосвязи для ФРТ аберрационного и дифракционно ограниченного объективов показал, что максимумы освещенности полученных ФРТ отличаются между собой в 2 раза при условии, когда радиус кружка рассеяния АОС минимальный. Получена формула для расчета минимального радиуса кружка рассеяния, при котором АОС считают дифракционно ограниченной.
Ключевые слова: тепловизор; модуляционная передаточная функция; функция рассеяния точки; радиус кружка рассеяния объектива.
ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ /Г.С. Тымчик, М.В. Филиппова, М.А. Демченко - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Статья посвящена проблеме количественной оценки напряженного состояния фасонных профилей металлических конструкций в процессе эксплуатации без разгрузки с использованием акустического метода контроля.
Цель исследования. Совершенствование акустической диагностики напряженного состояния фасонных профилей металлических конструкций достигается использованием акустического метода контроля.
Методика реализации. Для достижения цели исследования предложено использование зеркально-теневого метода прозвучивания.
Результаты исследования. Определены акустоупругие коэффициенты связи для фасонных профилей металлических конструкций, учитывающие толщину и плотность контактной жидкости, силу прижима преобразователей к объекту контроля, угол ввода ультразвуковой волны и материал объекта контроля, с использованием участка нейтральной линии фасонного профиля, что позволяет повысить точность диагностики.
Выводы. Экспериментальные исследования на металле с известным химическим составом позволили установить акустоупругие коэффициенты связи для фасонных профилей металлических конструкций. Проведенный сравнительный анализ значений напряжений, полученных теоретически и с помощью предложенного метода акустической диагностики, показал абсолютную погрешность для одноосных напряжений 10 МПа, что не превышает 3 % от предела текучести материала.
Ключевые слова: фасонные профили; зеркально-теневой метод; металлические конструкции.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО РЕАКТОРА ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИЕЙ С УЧЕТОМ ДЕЗАКТИВАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА /И.Д. Лучейко - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Математическое моделирование непрерывных химико-технологических процессов в нестационарных условиях их проведения является актуальной проблемой. Решение конкретной задачи численными методами на ЭВМ может обеспечить только формальную адекватность модели оригиналу. Следовательно, аналитические решения имеют неоспоримые преимущества перед численными. В случае гетерогенного катализа имеет место дезактивация твердого катализатора (Kt) со снижением селективности процесса, что ведет к экономическим потерям. Поэтому рациональный (максимально выгодный) срок эксплуатации Θmax>>1 – существенная часть проблемы подбора промышленного Kt.
Цель исследования. Аналитическое решение задачи описания режима работы изотермической системы “РИВ (τL) ++ реакция
1
k01, n1=1
Kt, kД1
α2A2k02, n2=1
Kt, kД2
α3A3+ Kt (kД(i))" при действии дестабилизирующего фактора дезактивации Kt; расчет рационального времени Θmax=τmax/τL его эксплуатации.
Методика реализации. Использована модифицированная математическая модель для расчета влияния дезактивации Kt на режим работы системы. Отличительные черты модели: переменная длина реактора идеального вытеснения при постоянной скорости потока, одинаковые начальные и граничные условия.
Результаты исследования. Для условий дезактивации промышленного Kt аналитически рассчитаны в линейном приближении относительные отклонения | εη2|~kД1τ1 выхода продукта A2и εS2~kД1τ селективности от номиналов. Установлено, что величины εη2 и εS2 определяются соотношением γД/γ0k симплекса γД=kД2/kД2 констант скоростей дезактивации Kt и симплекса γ0k=k01/k02 номинальных констант скоростей стадий.
Выводы. Доказано, что в отношении выхода A2 имеет место эффект саморегулирования (εη2=0) режима. Рассчитана номограмма для определения 1Θmax(kД1τL)-1 по максимально допустимому значению εдопη2max1 . Например, при степени превращения x0=75% реагента A1 и εдопη2max=1%, γД/γ0k =1 ⇒ Θmax ≈1,2•103(kД1τL=10-5). Рациональное время Θmax эксплуатации Kt увеличивается (примерно прямо пропорционально) с уменьшением соотношения γД/γ0k симплексов.
Ключевые слова: математическое моделирование; реактор идеального вытеснения; последовательная необратимая реакция; дезактивация твердого катализатора; срок эксплуатации катализатора.
СПЕКТРЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА СИСТЕМЫ ЛИТИЙ–СЕРА–БИС(ТРИФТОРМЕТАН)СУЛЬФОНИМИД ЛИТИЯ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ /Е.Д. Першина, В.А. Сирош, Н.И. Глоба - К.: Научные вести НТУУ "КПИ". 2016, № 5. С.
Проблематика. Литий-серные источники тока являются наиболее перспективными современными источниками тока. Но их широкое использование ограничивается отсутствием надежных методов, которые диагностируют образование малорастворимых пленок на поверхности электрода и сепаратора.
Цель исследования. Целью работы является использование метода спектроскопии электрохимического импеданса (СЕИ) для диагностики параметров, которые влияют на электрохимические свойства Li–S источников тока.
Методика реализации. Проведены исследование и моделирование спектров электрохимического импеданса Li–S-элемента с LiTFSI в диметиловом эфире тетераэтиленгликоля в качестве электролита. Предложены метод расчета изменения емкости и анализ механизмов электрохимических процессов с использованием метода СЕИ.
Результаты исследования. Определенно, что использование нескольких методов расчета и моделирования спектров СЕИ позволяет не только диагностировать состояние Li–S источников тока от степени разряда и температуры, но и корректировать количественный состав катодной массы и электролита.
Выводы. В статье представлены методы расчетов спектров СЕИ, позволяющие анализировать влияние компонентного состава и конструкционных особенностей на состояние Li–S источников тока. Идентифицированы области спектров, которые отвечают за реализацию разных процессов в исследуемой электрохимической системе, что позволило установить особенности появления эффекта заряда при нагревании разряженных элементов за счет увеличения количества наноразмерных частиц серы в результате разрядного процесса в катодном пространстве.
Ключевые слова: литий; сера; аллотропия; электрохимический импеданс; сульфиды; полисульфид.