Моделирование и оценка риска отказа системы электроснабжения собственных нужд атомной электростанции от внешних независимых источников питания / Бардик Е.И. – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. В условиях объективно существующего старения электрооборудования, ухудшения климатических условий, напряженного режима работы оперативного персонала современных электроэнергетических систем (ЭЭС) c атомными электростанциями (АЭС) обостряется проблема обеспечения надежности и безопасности функционирования АЭС при возникновении аварийных ситуаций в энергосистеме, что требует проведения комплексного анализа риска эксплуатации подсистем ЭЭС с АЭС при отказе электрооборудования.
Цель исследования. Разработка математического и программного обеспечения, оценки надежности схем и риска отказа системы электроснабжения собственных нужд (СН) АЭС от внешних независимых источников питания в условиях потери внутреннего электроснабжения СН для обеспечения режима расхолаживания и пуска блока “ с нуля”.
Методика реализации. В условиях существенной неполноты и неопределенности статистической информации по отказам электрооборудования внешней электрической сети для оценки риска отказа системы электроснабжения СН АЭС от внешних независимых источников предложен метод формирования функций распределения отказов электрооборудования. Этот метод основывается на использовании статистических данных по отказам генеральной совокупности единиц электрооборудования определенного типа и класса напряжения и экспертных оценках интенсивности отказа конкретных единиц оборудования.
Результаты исследования. Разработаны гибридные нечетко-вероятностные модели отказов основного силового и коммутационного оборудования энергосистем и собственных нужд АЭС и оценки риска отказа систем электроснабжения СН от внешних источников. Для четырех вариантов схем подачи питания на шины распределительного устройства высокого напряжения АЭС проведены оценивание вероятности безотказной работы и нечеткое ранжирование по надежности; выполнена оценка риска отказа системы внешнего электроснабжения от удаленных электростанций и подстанций.
Выводы. Для оценки надежности схем и риска отказа электрооборудования и системы электроснабжения СН от удаленных источников разработаны нечеткие математические модели и выполнена оценка риска отказа четырех схем подачи питания на шины высокого напряжения АЭС.
Ключевые слова: атомная электростанция; надежность; риск; отказ; нечеткие множества; вероятность; электроснабжение.
Системный подход к прогнозированию / Бидюк П.И., Трофимчук А.Н., Бидюк А.П. – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для дальнейшего повышения качества прогнозирования динамики развития финансово-экономических процессов (ФЭП) необходимо разрабатывать новые методы и подходы в рамках современных концепций создания информационных систем поддержки принятия решений (СППР).
Цель исследования. Главная цель исследования: рассмотреть принципы системного анализа, которые могут быть использованы для решения задачи краткосрочного прогнозирования; разработать эффективную систему обработки данных, которая базируется на принципах системного анализа, реализованных в СППР; проанализировать возможные типы неопределенностей, встречающихся при построении математических моделей и оценивании прогнозов, а также предложить методы их описания и учета в процессе обработки данных.
Методика реализации. При создании СППР для прогнозирования ФЭП и оценивания финансовых рисков использованы такие принципы системного анализа: иерархичность архитектуры системы, идентификация и обработка возможных неопределенностей, получение альтернативных решений и сопровождение вычислительных процедур на всех этапах выполнения вычислений. СППР имеет модульную архитектуру, которая легко расширяется новыми функциями предварительной обработки данных, оценивания параметров, а также процедурами вычисления оценок прогнозов и возможных рисков финансовых потерь.
Результаты исследования. Основным результатом исследования является системная методология моделирования ФЭП, которая реализована в рамках предложенной СППР. Высокая точность окончательных результатов достигается благодаря сопровождению вычислительных процессов с помощью соответствующих множеств статистических критериев. Приведен пример математического моделирования и оценивания финансового риска. Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный системный поход имеет хорошие перспективы для практического использования.
Выводы. Предложен системный подход к математическому моделированию и прогнозированию ФЭП, а также к оцениванию финансовых рисков. Применение этого подхода дает возможность получать высококачественные оценки прогнозов на основе статистических данных.
Ключевые слова: неопределенности в моделировании и прогнозировании; системный подход; система поддержки принятия решений.
ПРИМИТИВНАЯ ПРОГРАММНАЯ АЛГЕБРА ВЫЧИСЛИМЫХ ФУНКЦИЙ НАД ЗАПИСЯМИ / Т.Л. Захарченко, Д.И. Редько, И.В. Редько, П.О. Яганов – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Исследование проводится в рамках композиционного подхода к программированию. Проблематика исследования – разработка научных засад генезиса решений программистских задач. Его основу составляет понятие композиции.
Цель исследования. Целью исследования является разработка общего метода получения алгебраических характеристик классов функций и применение его для описания прагматически важного класса частично рекурсивных функций над записями.
Методы реализации. Проведенные в работе построения базируются на алгебраических методах исследования программ и методиках композиционного программирования. В рамках так называемых программных алгебр строго ставятся и решаются проблемы получения характеристик репрезентативных классов вычислимых функций, проблемы нахождения порождающих совокупностей и базисов, что занимают одно из главных мест в программистской проблематике.
Результаты исследования. В работе предложен общий метод решения упомянутых проблем в примитивных программных алгебрах (ППА) над разными классами вычислимых функций. Полученные результаты изложены в виде ряда оригинальных утверждений, лемм и теорем. Они могут быть использованы при исследовании алгебраических характеристик разных классов вычислимых функций в задачах формализации семантик языков программирования.
Выводы. Полученные результаты являются фундаментом для развития направления адаптивных сред программирования. Следующие шаги будут связаны с исследованием общего понятия композиции и разработкой связанных с ним редукционных методов исследования функций как сред прагматико-обусловленной декомпозиции программистских задач.
Ключевые слова: полнота вычислимых функций; проблема полноты в ППА; полная система; пары натуральных чисел; чр-функции; чр-предикаты.
ОТДЕЛОЧНОЕ ПОЛИРОВАНИЕ ГИБКИМИ ЭЛЬБОРОВЫМИ ЛЕНТАМИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНТИФРИКЦИОННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ / А.П. Гавриш, Т.А. Роик, П.О. Киричок, С.М. Зигуля, Ю.Ю. Вицюк – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Исследования технологического процесса эльборового ленточного полирования деталей вращения из новых композиционных материалов, синтезированных на основе использования утилизированных и регенерированных шлифовальных отходов производства из алюминия АМ4,5Кд, АК12М2МгН, АК8МЗч и АК12ММгН + (9–12 %) MoS2.
Цель исследования. Установление влияния на параметры качества поверхности деталей типа эльборовой ленты, характеристик режущего слоя полировальной ленты, зернистости микропорошков и режимов резания.
Методика реализации. Обработка поверхностей деталей полиграфических машин из износостойких алюминиевых композитов отделочным шлифованием алмазными лентами с применением энергии ультразвука.
Результаты исследования. Созданы новый способ эльборового полирования деталей композитов на основе алюминия и новая полировальная лента на полиэтилентерефталатной основе для обработки поверхностей деталей трения композиционных материалов. Установлено, что минимальные значения параметров качества поверхностей обработки обеспечиваются применением для полирования гибких эластических лент на полиэтилентерефталатной основе с рабочим режущим слоем из эльбора (ЛО) зернистостью 0,5–1 мкм (М0,5–М1) при 100 %-ной концентрации.
Выводы. Доказано, что формирование высокого качества рабочих поверхностей деталей, которые изготовлены из новых композиционных материалов на основе алюминия, существенно зависит от типа полировальной ленты, режимов резания композитов и материала основы эластичной эльборовой ленты. Разработаны рекомендации для производства.
Ключевые слова: эльборовая лента; полирование поверхностей деталей вращения; шорсткость поверхности; параметры наклепа; режимы резания.
ОЦЕНКА УПРУГИХ СВОЙСТВ ТЯГОВОЙ ЦЕПИ В ЗАДАЧАХ ДИНАМИКИ ТРАНСПОРТИРОВОЧНЫХ МАШИН / Ю.П. ГОРБАТЕНКО, О.В. ЗАКОРА – К.: НАУКОВІ ВІСТІ НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Задачи исследования динамических параметров транспортировочных машин с цепным тяговым органом обычно решаются без учета особенностей конструкций тяговых цепей. Анализ динамических моделей эскалаторов типажного ряда связан с применением значительного количества типоразмеров тяговых цепей, поэтому необходимо создание универсальной экспериментально-расчетной методики оценки упругих свойств тяговых цепей.
Цель исследования. Повышение уровня достоверности параметров динамической модели тягового органа эскалаторов путем сочетания методик определения коэффициентов жесткости тяговых цепей (физического эксперимента и виртуального моделирования).
Методика реализации. Выполнено экспериментальное определение коэффициента жесткости (физический эксперимент). Определен коэффициент жесткости тяговой цепи с применением конечноэлементного метода. Полученные экспериментально-опытным путем значения коэффициентов жесткости тяговых цепей использованы для оценки динамических характеристик тягового органа эскалатора.
Результаты исследования. Определены коэффициенты жесткости виртуальной модели цепи; установлены поправочные коэффициенты с данными, полученными в результате проведения физического эксперимента. Для анализа и сравнения приведенных методов расчета коэффициента жесткости цепи построены амплитудно-частотные характеристики тягового органа при различных значениях коэффициента жесткости.
Выводы. Проведенные расчеты и исследования динамической модели тягового органа эскалатора подтверждают возможность определения упругих свойств (коэффициентов жесткости) тяговых цепей виртуальным методом с учетом поправочного коэффициента, рассчитанного на основе сравнения и анализа величин коэффициента жесткости, определенного экспериментальным и виртуальным методами.
Ключевые слова: тяговый орган; динамическая модель; коэффициент жесткости; динамические характеристики (АЧХ).
ЭНЕРГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВАКАНСИЙ В КВАЗИГАРМОНИЧЕСКОМ ПРИБЛИЖЕНИИ ИЗ ПЕРВЫХ ПРИНЦИПОВ / С.А. Замулко – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Представленная работа посвящена теоретическому расчету энергии формирования вакансии в контексте поиска ответа на два до сих пор не решенных в полной мере вопроса. Во-первых, нет однозначного ответа на вопрос о точности расчетов энергии формирования вакансии. Во-вторых, существующие феноменологические теории молчаливо предполагают, что энергия формирования вакансии и энтропия формирования вакансии не зависят от температуры.
Цель исследования. Исследовать влияние фактора температуры на свободную энергию формирования вакансии и ее компонентов в ряде металлов в пределах квазигармонического приближения.
Методика реализации. Представлены результаты определения энергии формирования вакансии и энтропии в ГЦК Al, Ag, Pd в зависимости от температуры с помощью первопринципных методов в квазигармоническом приближении.
Результаты исследования. Показано, что энергия формирования вакансии существенно увеличивается с ростом температуры во всех случаях, связанных с тепловым расширением кристаллической решетки. Такое увеличение энергии формирования вакансий компенсируется вкладом от колебательной энтропии формирования вакансии и сильно растет с температурой.
Выводы. С помощью термодинамического анализа установлено, что увеличение энергии формирования вакансий, при ее расчете, в значительной степени недооценивается. Недооценка связана с определенными проблемами в квазигармоническом приближении.
Ключевые слова: теория функционала плотности; энергия формирования вакансии; первые принципы; квазигармоническое приближение.
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ МИКРОТВЕРДОСТЬЮ И МАГНИТНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ СПЛАВОВ Fe-Cr И Fe-Ni / Е.В. Колесник, А.П. Клименко, А.Н. Дудка – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для тонких металлических покрытий косвенное определение показателей механических свойств является актуальной задачей, решение которой требует установления зависимостей между различными группами свойств покрытий.
Цель исследования. Целью работы является выявление взаимосвязи между показателями механических и магнитных свойств тонких электроосажденных покрытий на примере сплавов на основе железа.
Методика реализации. Исследованы сплавы Fe-Cr и Fe-Ni толщиной 50 мкм, полученные при температуре 55 C и катодной плотности тока 10 А/дм2 из сульфатных электролитов, содержащих ионы железа (80 г/л) и ионы хрома или никеля (от 1 до 40 г/л), с определением микротвердости, магнитного сопротивления, морфологии поверхности, фазового состава и преимущественных ориентировок кристаллов.
Результаты исследования. Зависимости микротвердости и магнитного сопротивления сплавов Fe-Cr и Fe-Ni от концентрации легирующих элементов в электролите носят общий нелинейный характер и хорошо коррелируют с результатами прецизионного измерения периода кристаллической решетки сплавов. При этом содержание хрома и никеля в составе покрытий не является определяющим фактором влияния на свойства.
Выводы. Выявленный идентичный характер изменения микротвердости и магнитного сопротивления сплавов указывает на значительное влияние остаточных макронапряжений на механические и магнитные свойства исследованных сплавов. Причиной нелинейного изменения макронапряжений в исследованных сплавах являются особенности их структурообразования, которые прослеживаются в формировании морфологии поверхности и преимущественных ориентировок кристаллов.
Ключевые слова: электроосажденные покрытия; сплав; Fe-Cr; Fe-Ni; микротвердость; магнитное сопротивление; макронапряжения; морфология поверхности; преимущественные ориентировки кристаллов.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОЗДАНИЯ ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЯХ ДЕТАЛЕЙ ВРАЩЕНИЯ / А.Н. Степанчук, М.Б. Шевчук, Л.О. Бирюкович, А.П. Воробей – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Создание теоретических и технологических основ получения толстослойных покрытий из композиционных материалов на поверхностях вращения является актуальной задачей, решение которой требует установление зависимости свойств покрытий от характеристик исходных материалов и условий их получения.
Цель исследования. В работе была поставлена цель провести модельные исследования процесса получения толстослойных покрытий из композиционных материалов на основе твердых тугоплавких соединений и самофлюсующихся сплавов на деталях с горизонтально расположенной осью вращения. Предполагалось исследовать влияние плотности гранул, угловой скорости вращения формы, размера частиц (гранул) и размера формы на силу уплотнения при центробежной пропитке и, как следствие, на плотность получаемых изделий.
Методика реализации. Разработан действующий стенд получения толстослойных покрытий на внешних и внутренних поверхностях деталей вращения центробежной пропиткой гранул из твердых тугоплавких соединений расплавами металлов и сплавов с использованием индукционного нагрева. Изучение свойств и структуры полученных материалов проводилось с использованием современных методик определения плотности композиционных материалов и оптической и электронной микроскопии, компьютерных технологий.
Результаты исследования. Разработаны физическая и математическая модели получения толстослойных покрытий на поверхностях деталей вращения, которая позволила оценить влияние плотности гранул, угловой скорости вращения формы, размера частиц (гранул) и размера формы на силу уплотнения при центробежной пропитке и, как следствие, на плотность получаемых изделий. Установлено, что зависимость силы уплотнения от плотности порошка имеет линейный характер, зависимость от радиуса частиц – кубическая, от угловой скорости – квадратичная, а от радиуса формы – линейная. Получены реальные образцы покрытий и изучены их плотность и структура в зависимости от гранулометрического состава частиц твердой составляющей покрытий. Полученные результаты адекватны теоретическим зависимостям, предложенным в работе.
Выводы. Установлены зависимости формирования структуры и свойств толстослойных композиционных покрытий, полученных центробежной пропиткой, от состава исходных материалов и условий получения.
Ключевые слова: толстослойные покрытия; твердые тугоплавкие соединения; самофлюсующиеся сплавы; центробежная пропитка; гранулометрический состав; структура, плотность.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОПОРЯДКОВЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ ЛИНЗ / В.Г. Колобродов, И.О., Кучугура Е.О. Кучугура – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Многопорядковые дифракционные линзы (МПДЛ) отличаются от обычных дифракционных линз (ДЛ) тем, что работают одновременно в нескольких порядках дифракции, что достигается увеличением их толщины. Это улучшает технологичность изготовления ДЛ.
Цель исследования. Целью статьи является разработка метода проектирования МПДЛ, который обеспечивает заданные оптические характеристики линзы.
Методика реализации. Проведено теоретическое исследование свойств МПДЛ, в результате которого была обнаружена зависимость распределения энергии по порядкам дифракции от коэффициента толщины m. Предложен метод расчета МПДЛ, согласно которому произведено моделирование линзы.
Результаты исследования. Определено, что, рассчитав оптимальное значение коэффициента толщины, можно направить необходимое количество энергии в соседние дифракционные порядки. Приводится пример распределения энергии по 40,5 % в каждую точку из двух. Предложена методика вычисления числа скачков фазы m, которое определяет толщину линзы.
Выводы. В статье представлен метод расчета МПДЛ, благодаря которому можно достичь мультифокальности, в частности приведен пример расчета бифокальной линзы. Смоделированная предложенным методом многопорядковая бифокальная линза обеспечивает резкое видение объектов, расположенных на расстоянии 33 см и в бесконечности. Ее можно использовать как интраокулярную линзу в оптической системе модели глаза “роговица + линза”.
Ключевые слова: многопорядковая дифракционная линза; интраокулярная линза; коэффициент толщины; порядок дифракции.
ДИФФУЗНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОЙ ЯРКОСТИ НА БАЗЕ МАТРИЦЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ С РАССЕИВАТЕЛЕМ / Л.А. Михеенко, Е.В. Калмыкова – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. В последнее время наблюдается быстрое развитие цифровых оптико-электронных систем с матричными приемниками излучения, однако дальнейшее совершенствование таких систем в значительной степени сдерживается недостаточным уровнем методов и средств измерения их энергетических характеристик.
Цель исследования. Целью работы является разработка нового метода расчета и анализа излучателя переменной яркости на базе матрицы светодиодов с рассеивателем.
Методика реализации. В качестве схемы построения излучателя использована система с матрицей светодиодов и рассеивающего стекла. В работе исследуется зависимость яркости на выходной апертуре такого излучателя от его конструктивных параметров. Проводится его математическое моделирование и поиск наиболее целесообразных значений отдельных параметров.
Результаты исследования. Разработан метод расчета излучателя с рассеивателем и анализа с учетом влияния пространственной структуры матрицы и функции рассеяния точки или функции рассеивания линии рассеивающего элемента. Приведены основные параметры излучателя с рассеивателем. Определено, при каком шаге матрицы светодиодов и коэффициенте индикатрисы достигаются минимальная неоднородность излучения и максимальная яркость выходной апертуры.
Выводы. Полученные результаты показали, что предложенная схема излучателя является перспективной для измере-ния энергетических характеристик матричных приемников излучения цифровых оптико-электронных приборов.
Ключевые слова: метрология; радиометрические измерения; цифровые оптико-электронные системы; оптическая радиометрия; матричные приемники излучения.
ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ УЧАСТКОВ ДЕЙСТВУЮЩЕГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА С ПОМОЩЬЮ ПАЯНО-СВАРНЫХ МУФТ / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Сложность достижения высокой эффективность усиления трубопроводов малого и среднего диаметра с помощью клеесварных муфт из-за низкого модуля упругости применяемых для формирования подмуфтового слоя компаундов.
Цель исследования. Разработка технологии повышения прочности участков магистральных трубопроводов высокого давления при помощи сварных муфт.
Методика реализации. Повышение прочности участков действующего трубопровода с помощью паяно-сварных муфт.
Результаты исследования. Предложена методика повышения прочности участков трубопроводов с помощью муфт, заполняемых расплавленным металлом, обладающим высоким модулем упругости. Предложены операции формирования подмуфтового слоя с параметрами, обеспечивающими достижение максимального значения степени снижения напряжений в усиливаемой трубе при обеспечении равномерного распределения нагрузки между стенкой ремонтируемого участка трубопровода и оболочкой муфты.
Выводы. Предложенная методика позволяет повысить эффективность усиления труб малых и средних диаметров.
Ключевые слова: муфта; неразрушающий; контроль; диагностика; ремонт; газопровод; трубопровод, давление.
ПРОЕКЦИОННО-СЕТОЧНЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРУГОЙ ДИНАМИКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ / А.С. Цыбенко, А.С. Конюхов – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Развитие эффективных проекционно-сеточных методов решения начально-краевых задач упругой динамики летательных аппаратов.
Цель исследования. Теоретическое исследование численных методов решения задач упругой динамики летательных аппаратов с целью создания обобщенной методики численного интегрирования начально-краевых дискретно-континуальных задач.
Материалы и методы. В качестве обобщенного математического описания начально-краевых задач использована операторная формулировка с главной частью первого порядка. Приближенное решение начально-краевых задач упругой динамики летательных аппаратов представлено в виде линейной формы на классе допустимых функций невырожденного проекционного базиса. Алгебраизация по пространственным переменным реализуется в результате ортогонализации невязок уравнений и граничных условий к системе функций, определяющих невырожденный весовой базис. Наибольший вычислительный эффект достигается при совпадающих элементах проекционного и весового базисов в сочетании с “ослабленной” формулировкой метода Галеркина в форме метода конечных элементов. Обобщенная форма метода конечных разностей используется для алгебраизации искомых функций по временному аргументу. Для решения систем нелинейных алгебраических уравнений на временных слоях применяются метод Ньютона и его модификации.
Результаты исследований. Разработан общий подход к решению задач упругой динамики летательных аппаратов с использованием процедуры алгебраизации на основе проекционно-сеточных схем метода взвешенных невязок. Даны апостериорные оценки точности, сходимости и устойчивости полученных численных решений задач упругой динамики летательных аппаратов.
Выводы. Разработанная методика алгебраизации задач упругой динамики летательных аппаратов может найти широкое применение в имитационном моделировании динамики жидкостных ракет-носителей на различных участках полета.
Ключевые слова: динамика летательных аппаратов; начально-краевая задача; метод Галеркина; метод конечных элементов; конечно-разностные схемы; точность; сходимость; устойчивость.
ПЕРЕРАБОТКА ФОСФОГИПСА В КОМПЛЕКСНОЕ УДОБРЕНИЕ / И.M. Астрелин, Г.В. Kримец, A.И. Moлюга, В.И. Супрунчук – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. При производстве фосфорсодержащих удобрений и экстракционной фосфорной кислоты происходит накопление экологически небезопасного отхода – фосфогипса. На сегодняшний день на территории Украины в отвалах находится около 30 млн т фосфогипса.
Цель исследования. Целью работы является получение из фосфогипса по безотходной технологии комплексного NPCaS-удобрения.
Методика реализации. Переработка фосфогипса при относительно “мягких” технологических условиях, без привлечения высокотемпературных (1173–1753 К) процессов. Проведено исследование двухстадийной утилизационной переработки типового фосфогипса в комплексное удобрение состава 7,9 % N, 37 % P2O5, 35 % Ca, 1,8 % S с содержанием фосфора в виде Сa(H2PO4)2, СaHPO4 (при соотношении P2O5(водораств.) /P2O5(усв.) = 94 %), азота – в виде (NH4)2SO4. Первая стадия процесса проводится разложением фосфогипса при температуре (323 ± 5) К растворами (NH4)2СO3 при pH > 5,1 с получением осадка (суспензии) СаСO3 в растворе (NH4)2SO4. На второй стадии полученная густая суспензия обрабатывается (без фильтрационного отделения СаСO3) растворами некондиционной фосфатной кислоты без наружного подогрева при поддержании pH среды 6,8–6,9. Конечная суспензия высушивается в аппарате типа “кипящий слой” при температуре (390–423) К.
Результаты исследования. Получено конечное твердое удобрение, потребительское качество которого проверено на образцах почв сельскохозяйственного назначения.
Выводы. На основе фосфогипса получено комплексное минеральное удобрение за малостадийной безотходной технологией в экологически целесообразных условиях.
Ключевые слова: фосфогипс; комплексное удобрение; суспензия; малостадийная технология; некондиционная фосфатная кислота.
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ НЕДРЕВЕСНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ / В.А. Барбаш, Ю.Н. Нагорная – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Для стран, у которых нет больших свободных запасов древесины, в частности для Украины, актуальной проблемой остается поиск альтернативных источников растительного сырья для производства целлюлозосодержащей продукции, в частности микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). Сегодня основным сырьем для производства МКЦ остается импортированная хлопковая и сульфатная беленая целлюлоза.
Цель исследований. Исследование возможности получения МКЦ из более дешевого, ежегодно восстановимого сырья, которое выращивается в Украине в больших количествах, а именно волокон технических и стеблей зерновых растений (льна, конопли, кенафа, кукурузы и мискантуса) с использованием экологически безопасных способов ее получения.
Методика реализации. Получение МКЦ из волокон технических и стеблей зерновых культур производилось с использованием щелочно-сульфитно-спиртовой делигнификации, щелочной, кислотной и окислительно-органосольвентной обработки. Сокращено количество стадий технологического процесса получения микрокристаллической целлюлозы за счет объединения процессов отбелки и гидролиза целлюлозы с использованием смеси растворов уксусной кислоты и пероксида водорода в соотношении 70:30 %.
Результаты исследования. Полученные МКЦ из волокон льна и конопли соответствуют требованиям европейской и национальной фармакопеи. МКЦ из волокон кенафа и стеблей мискантуса и кукурузы не соответствует показателям по содержанию сульфатной золы и удельной электропроводности, что связано с еще относительно высоким остаточным содержанием минеральных веществ в этих образцах целлюлозы.
Выводы. Предложенный технологический режим получения микрокристаллической целлюлозы из лубяных волокон позволяет получить МКЦ, которая соответствует требованиям государственной и европейской фармакопеи и рекомендуется для использования в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя для производства лечебных таблеток.
Ключевые слова: органосольвентная делигнификация; растительное сырье; окислительно-органосольвентная обработка; микрокристаллическая целлюлоза.
УДАЛЕНИЕ АНИОННОГО КРАСИТЕЛЯ (БРОМФЕНОЛОВОГО СИНЕГО) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА МЕТОДОМ ФЛОТОЭКСТРАКЦИИ / T.И. Обушенко, Н.М. Толстопалова, O.Ю. Кулеша, И.М. Aстрелин – К.: Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2015. – № 2. – С.
Проблематика. Накопление токсичных компонентов сточных вод представляет существенную опасность для водного потенциала государства. Это особенно касается загрязнителей сточных вод, относящихся к II–IV классам опасности, таких как красители и растворители.
Цель исследования. Изучить основные закономерности извлечения из воды бромфенолового синего технологией флотоэкстракции и определить оптимальные условия процесса.
Методика реализации. Бромфеноловый синий, анионный краситель, удалялся из водных растворов флотоекстракцией комплекса бромфеноловый синий – гексадецилпиридиний (сублат) в изопентанол. рН растворов определялся с помощью потенциометрического метода. Концентрации красителя образцов растворов измерялись методом абсорбционной спектрофотометрии.
Результаты исследования. Был экспериментально исследован характер воздействий на флотоэкстракцию следующих параметров: рН среды, молярное соотношение ПАВ:краситель, продолжительность процесса, природа органического растворителя, размер пузырьков, сгенерированных разбрызгивателем, добавки электролитов (как KCl) и негидрофобных органических соединений (как этанол). С помощью MS Excel 2003 путем построения центрального композиционного ортогонального плана и вывода математической модели второго порядка было установлено, что максимальная эффективность описанного процесса может быть достигнута при следующих оптимальных условиях: Т = 10 °С, мольное соотношение ПАВ:краситель = 1,95:1, продолжительность процесса – 15,3 мин.
Выводы. В ходе исследования были изучены основные закономерности извлечения из воды бромфенолового синего. Экспериментально-статистическая модель второго порядка была выведена с использованием центрального композиционного ортогонального плана. Максимальное относительное отклонение равно 4,7 %. Были определены оптимальные условия. Согласно полученным результатам, высшая степень извлечения бромфенолового синего, достигнутая в ходе эксперимента, равна 97,5 % и остаточное содержание красителя не превышало предельно допустимой концентрации кислотных красителей 0,25 мг/дм3.
Ключевые слова: краситель; бромфеноловый синий; оптимальные условия; математическая модель; сублат; спектрофотометрия.