Енергетика: економіка, технології, екологія: науковий журнал, № 4 (62)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Очищення стічних вод від іонів важких металів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Жукова, Н. І.; Крючков, А. І.; Зайченко, С. В.; Смоляр, В. Г.У статті розглянута проблема очищення стічних вод промислових підприємств, що містять іони важких металів. Оскільки при недостатньому очищенні стічних вод від іонів важких металів вони потрапляють у екологічні системи, накопичуються в них та спричиняють токсичний вплив на фіто та зооценоз навіть у незначних концентраціях, що в свою чергу призводить по порушення рівноваги екосистем та їх деградацію. Тому очищення промислових стоків з часом набуває все більшого значення. Розглянуто та проаналізовано застосування існуючих методів та сорбентів для очищення промислових стоків від іонів важких металів. Однак існуючі комбіновані методи очищення стоків та сорбенти по відношенню до важких металів мають незначну ефективність. В роботі пропонується застосування сорбентів на основі глини. Метою досліджень є обґрунтування доцільності застосування сорбентів на основі глин родовищ України для очищення стічних вод промислових підприємств від іонів важких металів. Глини вітчизняних родовищ не є дефіцитними, недорогі в порівнянні з існуючими сорбентами. Досліджувалися зразки сорбентів на основі глини, розроблявся та аналізувався їх склад. Розроблено методику отримання сорбентів на основі глини. В якості активуючої добавки використовувалися такі матеріали, як торф, деревний попіл та доломіт. Досліджено склад та структуру розроблених сорбентів, а також їх сорбційну ємність і здатність до важких металів. Доведено, що ці сорбенти є ефективним матеріалом для очищення промислових стоків від іонів важких металів і можуть бути рекомендовані для використання.Документ Відкритий доступ Формування складу впливаючих шкідливих і небезпечних факторів виробничої системи(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Калінчик, В. П.; Калінчик, В. В.; Побігайло, В. А.; Мельник, Д. О.В статті проведений аналіз виробничої системи та сформований склад впливаючих шкідливих та небезпечних факторів. В якості об‘єкта дослідження аналізуються підприємства з вироблення скла і скляних виробів. Представлена технологія вироблення скла і скляних виробів. Показано, що технологія отримання скла складається з двох виробничих циклів: циклу технології приготування скломаси і циклу технології отримання скляних виробів. Скловаріння проводиться в трьох стадіях: перша стадія – варіння у скловарних печах, коли відбувається хімічна взаємодія та освітлювання в'язкої маси, друга стадія – освітлення, відбувається видалення бульбашок, а також розчинення нерозчинених зерен піску. Третя стадія – охолодження скломаси до температури найбільш зручної для виготовлення виробів. У такій технології можна виділити характерні виробничі процеси, які характеризуються наявністю небезпечних та шкідливих для людини факторів. Транспортування сировини характеризується впливом шуму, впливом на дихальні шляхи аерозолів, впливом ергономічних факторів, виробничим травматизмом. Випалювання і плавлення характеризуються впливом продуктів згоряння, впливом димів і аерозолів вихідної сировини, пожежами або вибухами, впливом інфрачервоного випромінювання розплавленого матеріалу, електротравматизмом, впливом шумів. Ручні операції в процесі виробництва, переробки, фасувально-пакувальних робіт і зберігання на складі, відновлювальні роботи та реконструкція характеризуються різного роду травматизмом. Наведені чинники складають факторне поле небезпечних для людини впливів, яке містить чотири групи факторів: механічні – шум, ергономічні фактори виробництва, виробничий травматизм; температурні – теплове випромінювання, вплив продуктів згоряння, пожежі та вибухи, теплові удари та опіки; вплив аерозолів на дихальні шляхи людини, вплив допоміжних хімічних речовин; електричні – електротравматизм, вплив електромагнітних полів, а також вплив мікроклімату виробничих приміщень, який визначається діючими на організм людини поєднаннями температури, вологості і швидкості руху повітря, температури навколишніх його поверхонь. Показано,що рівень впливу небезпечних та шкідливих факторів експертно може бути встановлений, використовуючи відомий метод рангової кореляції. Одержані результати можуть бути використані для попереднього експертного оцінювання впливу небезпечних та шкідливих факторів на персонал підприємства з вироблення скла і скляних виробів.Документ Відкритий доступ Теплоаеродинамічна ефективність тепловідвідних поверхонь для охолодження елементів електронних пристроїв(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Терех, О. М.; Рогачов, В. А.; Баранюк, О. В.; Жукова, Ю. В.; Руденко, О. І.У статті проведений порівняльний аналіз теплоаеродинамічної ефективності малогабаритних теплообмінних поверхонь (радіаторів) з різним типом оребрення, які працюють в умовах вимушеної конвекції. Розглянуті пластинчасто-ребристі, голчасто-штирьові, сітчасто-дротові та пластинчасторозрізні поверхні. Зіставлені поверхні мають приблизно однакові габарити, ребра розміщені на плоскій основі розміром 70х70 мм, висота ребер складає 35 мм. Розсіювана теплова потужність та швидкість охолоджуючого потоку змінюються, відповідно, у межах (20 – 80) Вт та (1,5 – 10) м/с, а аеродинамічний опір складає (5- 75) Па. Досліджені поверхні з пластинчасто-розріним оребренням з кроком між ребрами 6,9; 5,0: 2,5 мм, товщиною ребра 1,4; 0,55 мм, глибиною розрізки від вершини ребра 14; 21; 28 мм і кутами повороту розрізаних ділянок ребер до набігаючого потоку 30о та 45о . В якості критеріїв ефективності вибрані: температура перегріву основи поверхні по відношенню до температури навколишнього середовища та комплексний параметр αпр·Y, що враховує геометричні та теплофізичні характеристики поверхонь. Порівняльний аналіз показав, що неповне розрізання пластинчатих ребер і поворот їх розрізаних частин на певний кут до охолоджуючого потоку призводить до підвищення теплоаеродинамічної ефективності. Найбільшою тепловою ефективністю серед пластинчасто-розрізних поверхонь відзначається поверхня з відносною глибиною розрізки hР/h = 0,6, без повороту ділянок ребер (j = 0), кроком між ребрами s = 2,5 мм і товщиною ребра =0,55 мм. Її ефективність на (20 – 35) % вище, ніж у гладко-ребристій поверхні з параметрами hР/h = 0; j= 0, s = 2,5 мм, =0,55 мм. Порівняно з пластинчасто-розрізними поверхнями, що мають інші параметри оребрення, її ефективність в середньому вище на (50 – 65) %. Голчасто - штирьова поверхня за ефективністю знаходиться трохи вище за пластинчасто-ребристі з s = 6,9 мм, =1,4 мм та s = 5,0 мм, =0,55 мм, проте, нижче на (15 – 25)% пластинчасто-розрізних поверхонь, які мають міжреберний крок 6,9 та 5,0 мм, товщину ребра 1,4 та 0,55 мм, кути повороту 300 , 450 і глибину розрізки 14; 21; 28мм. Найгірші результати за теплоаеродинамічною ефективністю показали сітчасто-дротові поверхні.Документ Відкритий доступ Дослідження автоматичного регулятора-стабілізатора вихідної напруги автономного інвертора(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Грудська, В. П.; Чибеліс, В. І.; Лободзинський, В. Ю.В роботі представлені результати дослідження автоматичного регулятора стабілізатора вихідної напруги автономного інвертора. Удосконалення системи управління автономного інвертора дозволило підвищити точність стабілізації вихідної напруги інвертора, що дало можливість спростити налаштування системи управління для легкого узгодження з іншими програмними елементами. Шляхом введення цифрової форми задання уставки стабілізованої напруги і цифрової форми порівняння з опорною напругою досягнуто високу точність стабілізації напруги, яка за відсутністю аналогової ланки не залежить від вибору і ретельного налаштування елементів, що визначається стабільністю генератора напруги і шириною зони чутливості. Дослідження показали, що регулювання напруги перетворювача здійснюється зміною установки рівня, пов’язаною зі зсувом зони нечутливості. Швидкість відпрацювання заданого кута регулювання залежить від частоти слідування імпульсів генератора, яка обмежується тільки частотними властивостями інтегральних мікросхем. А при рівності частот генераторів імпульсів, мінімальній ширині зони нечутливості і зміні навантаження від номінального до неробочого ходу точність стабілізації вихідної напруги інвертора склала 0,5 %.Документ Відкритий доступ Застосування теорії подібності для контролю електроспоживання промислових підприємств(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Волошко, А. В.; Бедерак, Я. С.; Шевчук, В. В.Мета публікації - використати методи теорії подібності для контролю електроспоживання на промислових підприємствах. На підставі п'ятого додаткового положення теорії подібності запропоновано застосувати стохастичні характеристики добових графіків електричного навантаження трансформаторних підстанцій. Розроблено наближений метод розрахунку коефіцієнта подібності як добових графіків електричного навантаження один з одним, так і обраного добового графіка з заявленим графіком на «Ринку подобово наперед і внутрішньодобовому ринку». Такий метод можливо використовувати на вибірках витрат різних енергоресурсів.Документ Відкритий доступ Інтегрована система енергозабезпечення із застосуванням вентиляційних систем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Степаненко, В. А.; Веремійчук, Ю. А.Впровадження інтегрованої системи енергозабезпечення є ефективним заходом підвищення енергоефективності, зменшення викидів СО2 та збільшення використання відновлюваної енергії, а також являє собою можливості для виробництва, перетворення та зберігання енергії у взаємозв’язаних інфраструктурах для операторів енергетичних систем та споживачів. Також підвищення рівня енергоефективності системи енергозабезпечення є однією з важливих стратегій уповільнення зростання попиту та пом'якшення негативного впливу на здоров'я, економіку та навколишнє середовище. В статті розглянуто інтегроване використання енергії, запровадження енергетичних хабів як складової частини майбутніх енергетичних мереж та запропоновано принципову схему інтегрованої системи енергозабезпечення у поєднанні з системами вентиляції та кондиціонування. В роботі представлено результати моделювання та проведення обчислювального експерименту функціонування систем вентиляції та кондиціонування в структурі інтегрованої системи енергозабезпечення з урахуванням технічних і експлуатаційних характеристик дахової СЕС, вимог нормативно-технічних документів та будівельних норм. За результатами дослідження встановлено, що графіки генерації СЕС і режими споживання електроенергії системами вентиляції та кондиціонування подібні, що призводить до зменшення експлуатаційних витрат та зменшення навантаження на систему електропостачання будівлі. Набуло подальшого розвитку наукове обґрунтування інтеграції системи накопичення енергії в структуру енергозабезпечення, що забезпечить надійність електропостачання та ефективність роботи сонячної електростанціїДокумент Відкритий доступ Analysis of factors for forecasting electric power generation by solar power plants(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Matushkin, D.; Bosak, А.; Kulakovskyi, L.The new model of the wholesale electricity market in Ukraine causes appearance the market for the day ahead. In this market, the generating company undertakes to supply a certain amount of electricity. So, it is necessary to carry on the most accurate forecast of possible electricity generation by solar power plant (SPP). Generation value depends on certain factors. A brief summary of different influence of parameters on the PV cell performance has been provided. The article analyzes and identifies the factors that should be included in the forecast mathematical model of electricity generation by a solar power plant for a certain short-term period. According to analyzed data from SPP located in the Kyiv region, such parameters are the intensity of solar radiation, temperature and humidity, wind speed, and atmospheric pressure. The degree of influence of these factors on the initial function of electric energy generation were estimated by analyzing the scatter plot diagrams of relationship between parameters and correlation coefficients. Thus, the analysis of the influence of factors on the magnitude of electricity generation allowed to determine the priority of including each of the parameters in the mathematical model of the SPP power forecast. It was established that the influence of certain climate parameters for target function is different in each season. Therefore, in the mathematical model for forecasting electric power generation, it is necessary to take into account seasonality. In addition, the dynamic value change of factors also affects the current magnitude of electricity generation. Moreover, at different times of the year and with different combination of the corresponding values of climatic parameters, this effect may have different magnitudes. Therefore, the data obtained from the last periods before the forecasting should have a greater impact on obtaining the predicted value than the data from previous periods.Документ Відкритий доступ Peculiarities of lightning protector of ground solar power plants in Ukraine(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Derevianko, D.; Danilin, O.; Hilevych, K.One of the most promising and developing areas in the energy sector is development of renewable energy sources. Among others technologies of solar energy and wind power are the fastest to develop in the sector. That is why solar power plants are under discussion in this paper. The increase in the Solar Power Plant’s capacity in Ukraine from 2018 to 2020 reached 7 times. Problems that may interfere with the functioning of the ground solar power plants are considered as this technology covers large areas of land and is on the 1st place on the amount of lightning strikes among the renewables. Ways to solve the problems associated with the damage from direct lightning strikes for ground solar power plants are discussed in this paper. Active and passive types of lightning protection for inland solar power plants are investigated and their modeling is carried out and presented in this paper. The measures proposed in this paper based on the implementation of an active lightning protection system ensure uninterrupted operation of the ground solar power plants, avoid reduction of service life and unnecessary economic costs for the replacement of damaged photovoltaic modules, reduced costs related to complexity of installation of passive system in comparison to active lightning protection system.Документ Відкритий доступ Оцінка ефективності охолодження повітряного конденсатора при зміні термічного опору трубок(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Цзянгоу, Ц.; Варламов, Г. Б.; Романова, К. О.; Сюсянг, Л.; Джиганг, Л.У роботі проведено дослідження з використанням математичної моделі умов та особливостей процесів конденсації з впливом зміни внутрішнього та зовнішнього термічних опорів руху робочих тіл, що виникають під час забруднення ззовні та всередині металевих труб поверхонь теплообміну повітряного конденсатора водяної пари у складі потужної паротурбінної установки на ефективність процесів енергообміну конденсатора. Особливої уваги приділено вибору, деталізації та визначенню понад двадцяти основних параметрів, що характеризують роботу блоку прямого охолодження конденсаційної установки для літнього періоду, умовам протікання процесів теплопередачі між робочими тілами з врахуванням наявності оребрення зовнішньої поверхні еліптичних за формою трубок конденсатора. Проаналізовано результати експериментів на математичній моделі та визначено вплив швидкості набігаючого повітря та температури навколишнього середовища на вихідний тиск пари у системі прямого повітряного охолодження конденсатора у межах зміни внутрішнього та зовнішнього термічного опорів у діапазоні 0-0,001 (м2 К)/Вт внаслідок забруднення охолоджувальних трубок повітряного конденсатора паротурбінної установки. Визначено умови, характер та особливості впливу теплового опору забруднення в трубках охолодження на тиск пари на виході з них, основні фактори, що визначають тиск пари на виході, обґрунтовано необхідність організації контролю термічного опору забруднення в трубі під час роботи агрегату при змінних умовах експлуатації та доцільність проведення тестових досліджень експлуатаційних режимів з одночасним врахуванням впливу термічного опору зовнішнього та внутрішнього забруднення на теплову ефективність агрегату охолодження. Дослідження показали, що при фіксованому значенні теплового навантаження вихлопної пари тиск виходу пари збільшується зі збільшенням температури навколишнього середовища та зменшенням швидкості набігаючого повітря.Документ Відкритий доступ Система захисту вікон від сонячного випромінювання з одночасним отриманням води для гарячого водопостачання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Пуховий, І. І.; Махров, М. А.Проблеми. Влітку вікна пропускають у приміщення велику кількість сонячної енергії, що спричинює додаткові витрати на охолодження повітря за допомогою кондиціонування. Відомо, що межею комфорту є температура 26o С. Для зниження температури використовуються кондиціонери, яким на 10 м2 житла потрібно 0,3 ... 0,5 кВт електричної потужності. Дослідження стосується захоплення сонячної енергії водою та використання її для побутових водних потреб (ГВП). Мета дослідження. Експериментальна перевірка запатентованих розробок та розрахунки кількості гарячої води, що отримується на добу, економії енергії та економічних показників. Методи реалізації. Експерименти проводились на південному вікні кімнати, з перекачуванням води насосом та періодичним вимірюванням температури повітря та води на виході з системи ртутним термометром. Розрахунки проводились із використанням методів, розроблених авторами. Дослідження проводились протягом трьох днів листопада. Температура всередині коливалася в приміщенні від 19 до 23 C. Система працювала в циркуляційному режимі на резервуарі для водної батареї, розташованому під поглиначем. Ізоляція поглинача з боку кімнати була зроблена з прозорої харчової плівки. Результати досліджень. Температура води досягала 45 C за 1,5-2 години. Споживання води посилюється завдяки ефекту термосифона, коли вода рухається знизу вгору. У ясний день весни та осені ви можете нагріти на 50-70% більше води, ніж середній за середній день місяців теплої пори року. Для приготування гарячої води з 1 м2 поглинача можна отримати 45-50 кВт год тепла за кожен місяць з березня по вересень, беручи до уваги хмарність. Підраховано економію від використання гарячої води та від зменшення споживання електроенергії в кондиціонері. Висновки. Термін окупності системи, враховуючи вартість тепла для ГВП та економію електроенергії для електричного кондиціонера, становить приблизно 4-5 років. Вартість системи близька до вартості домашнього кондиціонера для приміщення з єдиним вікном, орієнтованим на південь. Щодо фактору енергозбереження, додатковою перевагою є екологічність системи порівняно з кондиціонером.Документ Відкритий доступ Аналіз впливу енергоефективних режимів опалення на енергоспоживання будівель на основі математичного моделювання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Дешко, В. І.; Білоус, І. Ю.; Буяк, Н. А.; Петрученко, О. В.Світові тенденції підвищення рівня енергетичної ефективності будівель спрямовані на зменшення споживання енергії до майже нульового споживання (nZEB). Для досягнення рівня nZEB потрібне впровадження комплексу енергозберігаючих заходів з покращення теплофізичних властивостей огороджень, інженерних систем будівлі та використання відновлювальних джерел енергії. Одним з малозатратних та енергоефективних заходів з підвищення рівня енергетичної ефективності будівель є впровадження енергоефективних переривчастих режимів опалення будівель. Зазвичай, даний захід є доцільним та можливим після термомодернізації будівлі. Визначення енергетичних характеристик будівель за впровадження переривчастих режимів опалення потребує використання математичних моделей. В роботі проведено порівняння застосування різних математичних моделей та методів для оцінки економії теплової енергії при термомодернізації та впровадженні переривчастих режимів опалення. Розрахунок проведений для житлової будівлі та гімназії, розташованої в місті Києві. Впровадження комплексу заходів з термомодернізації огороджень будівель дозволить зменшити споживання теплової енергії на 60 та 35% для ЖБ та гімназії, відповідно. Впровадження переривчастих режимів опалення для будівель після термомодернізації сучасних будівель дозволяє заощадити на опаленні понад 15% - визначено на основі програми RETScreen, 10% - на основі динамічної сіткової моделі 5R1C, 22% - на основі квазістаціонарного методу, за стандартом ДСТУ Б А.2.2-12:2015, для житлового будинку та будівлі гімназії, розташованих в м. Київ.Документ Відкритий доступ Застосування ймовірнісно-статистичного підходу для побудови електробалансів аміачного цеху(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Находов, В. Ф.; Бориченко, О. В.; Олійник, В. В.У статті розглянуто удосконалення методології побудови балансів споживання електроенергії, що ґрунтується на використанні методів отримання більш об’єктивної та обґрунтованої вихідної інформації, зокрема методів збору та оброблення необхідних статистичних даних. Тобто для поліпшення результатів побудови енергобалансів виробничих об’єктів необхідно застосовувати ймовірнісностатистичні методи. Складання електробалансів виробничих об’єктів із застосуванням ймовірнісностатистичного підходу може ґрунтуватися на побудові багатофакторних математичних моделей споживання електричної енергії підприємством в цілому та його підрозділами, на встановленні довірчих інтервалів до цих моделей, на визначенні варіантів можливих обсягів використання електроенергії окремими підрозділами підприємства або на виробництво окремих видів продукції, а також на виявленні найбільш імовірного варіанта розподілу енергії на об’єкті. Застосовуючи ймовірнісно-статистичний підхід, який пропонується використовувати в умовах невизначеності вихідних даних, можна будувати більш достовірні баланси споживання електричної енергії виробничо-господарських об’єктів, ніж за допомогою розрахунково-аналітичного методу. Однак можливість застосування ймовірнісностатистичного методу побудови електробалансів може виявитися суттєво ускладненою для виробництв, що мають широкий асортимент продукції, та складну, розгалужену схему технологічного процесу, коли у виготовленні окремих видів продукції беруть участь багато підрозділів.Документ Відкритий доступ Енергоефективність теплонасосноадсорбційної системи консервування енергетичного обладнання з урахуванням реальних робочих процесів в адсорбційному роторі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Безродний, М. К.; Майстренко, О. О.В роботі виконано аналіз енергетичної ефективності теплонасосно-адсорбційної системи консервування енергетичного обладнання з урахуванням реальних процесів осушення і зволоження повітря в адсорбційному роторі в порівнянні з енергоефективністю стандартної системи з електричним нагрівачем регенераційного повітря. В результаті аналізу показано, що теплонасосно-адсорбційна система є багаторазово більш енергоефективною за умови не тільки теоретичних, але і реальних (неізоентальпійних) робочих процесів в адсорбційному роторі. Показано також, що існують оптимальні значення температури регенераційного повітря після конденсатора теплового насоса на вході в ротор, при яких енергетична ефективність теплонасосно-адсорбційної системи досягає максимальних значень. Встановлено, що оптимальні значення температури регенераційного повітря змінюються в вузькому діапазоні (на рівні 60… 65 0 С), а максимальні значення коефіцієнра енергоефективності суттєво зменшуються для стандартної системи з електронагрівачем і збільшуються для теплонасосноадсорбційної системи при зменшенні температури навколишнього повітря.