Journal articles on the topic 'Діапазон потужності'

Метод електрокардіографії високої роздільної здатності (ВРЗ) дає можливість відокремити і проаналізувати низько- амплітудні (5-20мкВ з частотами від 20Гц) сигнали, які недоступні для аналізу з використанням традиційних методів і містять важливу діагностичну інформацію. Смуга частот, що займає кардіокомплекс, охоплює діапазон від 0,05 до 800Гц. Звуження цього частотного діапазону з боку нижніх частот призводить до спотворення сегмента ST, T і U хвиль, а з боку високих - до згладжування QRS-комплексу і зниження крутизни його схилів і амплітуди R-хвилі. Використання потужних математичних методів для статистичної обробки зашумлених сигналів принципово поступається в точності прямій реєстрації. Метою статті є дослідження впливу частоти квантування, оптимального розподілу підсилення по каскадах, формування АЧХ та фільтрації для покращення реєстрації слабких сигналів. Верхня частота смуги пропускання більшості сучасних вітчизняних електрокардіографів дорівнює 1-2Гц. В іншому діапазоні частот він не відповідає вимогам стандартів з точки зору похибки вимірювання напруги. Зі збільшенням кількості активних розрядів АЦП частота верхньої межі смуги катастрофічно падає. Задача формулюється наступним чином: вибрати частоту дискретизації, яка забезпечує перетворення вхідного сигналу в цифрову форму з потрібною похибкою дискретизації верхньої гармоніки вхідного сигналу. Складність полягає у тому, що з ростом частоти збільшується можлива похибка, тим більше, що амплітуда цих компонентів зменшується з ростом частоти в силу природнього обмеження потужності джерела сигналу. Тому впровадили в програмне забезпечення всіх електрокардіографів підсилений режим, Це дозволяє метрологічно правильно вимірювати цей параметр. Важливим є правильне проектування цифрових фільтрів, частотні характеристики яких є періодичними. Моделювання введення аналогового фільтру перед АЦП показало суттєве зменшення амплітуди періодичних смуг пропускання цифрового фільтру. Ключові слова: частота квантування, похибка вимірювання, смуга пропускання, придушення мережевої перешкоди, фільтрація

До основних показників системи стабілізації руху ракети прийнято відносити запас стійкості і точність, а також вимога до потужності виконавчого пристрою. Запас стійкості кількісно можна оцінити як відстань робочої точки у просторі коефіцієнтів закону регулювання до межі області стійкості і як запас за амплітудою і фазою частотної характеристики. В цій роботі він визначений на площині коренів характеристичного поліному як відстань від уявної осі комплексної площини до найближчого кореня. Для оцінки точності стабілізації вибрана приведена статична похибка кута рискання. Вимоги до потужності виконавчого пристрою визначаються як робота еквівалентного рульового органу на перехідному процесі компенсації постійного збурення. В умовах конкурентного середовища є необхідність вдосконалення методики встановлення залежності названих показників від параметрів ракети і закону регулювання. Об’єктом дослідження є система стабілізації плоского обертального руху ракети, предметом дослідження є точність, запас стійкості і приведена робота виконавчого пристрою на перехідному процесу компенсації збурення залежно від параметрів контуру управління. Мета полягає у розробці алгоритму встановлення залежності названих показників від наявності в законі регулювання доданків, пропорційних куту і кутовій швидкості еквівалентного рульового органу. Прийнята лінійна стаціонарна в околі певної точки траєкторії модель плоского обертального руху ракети із врахуванням інерції виконавчого пористою. Для випадку, коли з чотирьох координат вектору стану в законі регулювання враховуються тільки два, встановлені обмеження зверху запасу стійкості від параметрів виконавчого пристрою і діапазон розташування коренів характеристичного поліному на прямій, паралельній уявній осі комплексної площини. Для варіанту, у якому в законі регулювання беруться до уваги всі координати вектору стану, розроблений алгоритм оптимізації запасу стійкості і статичної похибки стабілізації. Оцінка вимоги до потужності виконавчого пристрою отримана з використанням моделі еквівалентного рульового органу у вигляді коливальної ланки, параметрами якої є жорсткість, коефіцієнт демпфування і момент інерції. Показано, що від розташування двох заданих коренів на прямій, паралельній уявній осі комплексної площини, залежать похибка стабілізації і вимога до потужності виконавчого пристрою без зміни запасу стійкості. Шляхом моделювання встановлено, що врахування в законі регулювання кута і кутової швидкості еквівалентного рульового органу виконавчого пристрою може дати покращення вибраних показників системи на 10 – 20 %. Матеріали роботи доповнюють методичну базу проектування системи стабілізації ракети.

Актуальність теми дослідження. Стандарти функціональної підготовленості осіб різного віку й статі потребують систематичного оновлення, оскільки з часом утрачають свою об’єктивність. Мета дослідження – установлення стандартів оцінки аеробної та анаеробної продуктивності організму молоді 20–22 років Подільського регіону. Методи дослідження – педагогічне спостереження; педагогічний експеримент із використанням методів велоергометрії, пульсометрії, сфігмоманометрії, хронометрії; методи математичної статистики. Нами досліджено показники аеробної й анаеробної продуктивності 842-х чоловіків і 678 жінок 20–22 років, які проживають у межах Подільського регіону. Порівнювались індивідуальні значення показників потужності та ємності аеробної й анаеробної продуктивності організму з розробленими нами стандартами функціональної підготовленості, які сформовано на основі середніх арифметичних ( ) таких показників, як максимальне споживання кисню (VO2 max), поріг анаеробного обміну (ПАНО), максимальна кількість зовнішньої механічної роботи за 10 с (ВАнТ10), 30 с (ВАнТ30), за 1 хв (МКЗР) і середніх квадратичних відхилень (σ). Результати роботи. Розробляли критерії функціональної підготовленості за рівнями: «середній»; «вищий від середнього»; «нижчий від середнього»; «високий»; «низький»; «дуже високий»; «дуже низький». За середній рівень узяли діапазон похибки середнього квадратичного відхилення від середнього арифметичного варіаційного ряду значень дослідженого нами контингенту ( ±σ). На основі даних отриманих експериментальним шляхом розробили критерії оцінки аеробної й анаеробної продуктивності організму молоді 20–22 років Подільського регіону. Висновки. Нові стандарти функціональної підготовленості потрібно розробляти за середнім значенням показника, отриманого в результаті обстеження великої кількості осіб однорідного контингенту. Градація стандартів установлюється в межах діапазону середнього квадратичного відхилення – σ. Розроблені нами стандарти функціональної підготовленості охоплюють увесь спектр показників аеробної та анаеробної продуктивності організму молоді 20–22 років Подільського регіону.

Здійснено аналіз варіантів, зокрема з урахуванням досвіду технічного переоснащення енергоблоку ст. № 4, виконано передпроектні розрахунки технологічних схем для системи приготування пилу, подачі пилу в котел та спалювання в котлі ТПП-210А блоку ст. № 3 Трипільської ТЕС вугілля марок Г та ДГ з максимальним збереженням компоновки наявного обладнання за різних навантажень, пусків і зупинів, оцінено досяжний діапазон потужності блоку під час роботи на вугіллі марок Г та ДГ та обґрунтовано сукупність технічних рішень для переведення котла ст. № 3 на газове вугілля. Виконано позонний тепловий розрахунок топки за визначеними варіантами за різних навантажень. Проведено розрахункову оцінку діапазону навантаження для забезпечення умов РШВ, запобігання шлакуванню ширм та збереження наявних температурних умов експлуатації стінок НРЧ під час спалювання газового вугілля різної якості. Виконано повіркові теплові розрахунки котла ТПП-210А ст. № 3 згідно з Нормативним методом з використанням довідкових даних для визначення можливості несення котлом номінального та часткових навантажень. Загалом було виконано 9 варіантів розрахунків (на антрациті з калорійністю 5500 ккал/кг на номінальному навантаженні – для верифікації застосованого методу та вихідних даних щодо котла; на двох розрахункових паливах на навантаженнях 100, 90, 80 та 70 % від номінального). Для розрахунку використовували фактичні значення присмоктів у топку, елементи конвективної шахти та РПП. Підтверджено можливість та доцільність реалізації схеми зі скиданням відпрацьованого сушильного агенту до скидних пальників як витратно-швидкісними розрахунками пилосистем і пальників, так і повірковими позонними розрахунками топки для обох видів розрахункового вугілля на навантаженнях від 100 до 70 % від номінального. Показано, що температура газів та питоме теплове навантаження променесприймальної поверхні у всіх зонах топки під час спалювання газового вугілля не перевищують ті, що реалізуються під час спалювання антрациту, що свідчить про непогіршення наявних (як під час спалювання антрациту) температурних умов експлуатації стінок НРЧ під час спалювання газового вугілля у всіх зонах топки.

У роботі представлено результати аналітичних досліджень щодо стану та перспектив розвитку сонячної теплової енергетики у світі та в Україні. Завдяки екологічним перевагам сонячних теплових технологій їх широке застосування є одним із перспективних напрямів декарбонізації світової енергетики. Розвитку сонячної теплоенергетики у світовій енергетиці приділяється серйозна увага і підтримка. Детальний огляд загальних світових тенденцій із документуванням сонячної теплової потужності, визначенням внеску сонячних теплових систем у постачання енергії та обсягів зменшення викидів вуглекислого газу за рахунок їх застосування показує постійно зростаючий попит на такі системи. У країнах з високим рівнем впровадження сонячного теплового обладнання створено повний комплекс нормативно-правового забезпечення даного процесу, на основі нормативно-методичного забезпечення і пакету засобів економічної підтримки діють ефективні державні програми. Завдяки наявності значного енергетичного потенціалу сонячного випромінювання широке впровадження теплоенергетичного обладнання в Україні є ефективним практично на всій території. Сонячне теплове обладнання має широкий діапазон використання в різних галузях господарювання України, його встановлення не потребує спеціальних дозволів, що значно скорочує терміни впровадження. Теплові процеси, які використовують енергію сонячного випромінювання, досліджені та опрацьовані майже для всіх напрямів теплових технологій, на ринку сонячного енергетичного обладнання є широка гама необхідних пристроїв та обладнання, однак в Україні практично відсутні моніторинг та заходи стимулювання їх впровадження. Для забезпечення масштабного впровадження сонячних теплових технологій в Україні необхідно створити комплекс нормативно-правового забезпечення даного процесу і розробити заходи щодо економічної підтримки як виробників енергетичного обладнання, так і споживачів теплової енергії. Відповідним державним органам необхідно підвищити рівень моніторингу даних щодо ефективності їх встановлення та експлуатації на території України. Важливим напрямом роботи є створення розгалуженої інфраструктури теплової сонячної енергетики з підрозділами на рівні місцевих територіальних громад. Бібл. 7, рис. 1.

Метою даної роботи є визначення оптимального співвідношення різних джерел відновлюваної енергії в гібридних енергосистемах, базуючись на оцінках випадкової складової потужностей генерації та споживання електроенергії. Для цього розглядаються короткотермінові коливання потужності, спричинені природними змінами сонячної та вітрової енергії в діапазоні менше години. Такі зміни впливають на можливості регулювання частоти й напруги, а також стійкості систем електропостачання. Предметом дослідження є пропорція вітрової та сонячної генерації, а також її загальний рівень у споживанні електроенергії, а предметом оптимізації – варіативність сукупної генерованої потужності. Особливістю роботи є синхронне співставленні рівнів генерації енергії та її споживання різними локальними споживачами. Методи дослідження – математична модель комбінації випадкових процесів та безпосереднє використання статистичних даних в якості експериментальних. Методом оптимізації обрано побудову поверхні відгуку, що забезпечує візуалізацію результатів при задовільній точності. При необхідності результат уточнюється методом дихотомії. Результати дослідження порівнюються за рівнем впливу погодних факторів, для чого розглядаються дані різних пір року. Отримані залежності дозволяють також оцінити вплив енергетичної ефективності вітрової та сонячної енергетики як технологічного фактору. Істотним результатом є оцінка впливу точності прогнозування потужностей генерації і споживання на енергетичний баланс при складанні графіків роботи енергосистеми – так, наявність добового прогнозу дозволяє в півтора рази збільшити потужність ВДЕ при збереженні рівня варіативності. Встановлено наявність оптимальних співвідношень потужності ВЕС та СЕС, при яких мінімізується загальна варіативність енергобалансу. В умовах України це складає приблизно третину номінальної потужності ВДЕ за рахунок ВЕС та дві третини СЕС, однак результати суттєво залежать від сезону. Запропоновано критерії оптимальності, що враховують випадкову природу досліджуваних процесів, це дає можливість імовірнісної оцінки результатів. Бібл. 13, рис. 6.

На сьогоднішній день основним підходом до організації моніторингу радіочастотного спектра є повністю автоматичний безперервний аналіз заданого діапазону частот. Переважна більшість програмних продуктів світових лідерів, що спеціалізуються на розробленні засобів радіомоніторингу, має відкриту архітектуру, що дозволяє користувачам реалізовувати власні модулі оброблення сигналів. Тому вдосконалення програмно-алгоритмічного забезпечення існуючих аналізаторів спектра дозволить підвищити ефективність виявлення зайнятих ділянок частот та формування приймальних каналів. У роботі для виявлення частотних каналів запропоновано використовувати динамічний енергетичний детектор у частотній області. Динамічність детектора полягає у послідовному формуванні порогу виявлення залежно від значення тестової статистики. Як тестову статистику використано коефіцієнт варіації частотних відліків. Сутність запропонованого методу полягає у розрахунку коефіцієнта варіації із використанням відліків спектральної щільності потужності прийнятого сигналу, порівняно з її граничним значенням, у разі перевищення якого розраховується поріг для розділення частотних відліків на сигнальні та шумові. Надалі процедура повторюється, доки не будуть виявлені усі сигнальні відліки. Для забезпечення роботи алгоритму необхідно задати лише параметри періодограми Уелча, вектор порогових значень тестової статистики та ймовірність хибної тривоги. Програмна реалізація запропонованого підходу дозволить виявляти та визначати частотні межі сигналів у широкому динамічному діапазоні, за невідомих значень завантаженості смуги частот аналізу та потужності шуму. Зростання швидкодії розробленого алгоритму, порівняно з аналогічними, залежить від рівня зайнятості радіочастотного спектра, динамічного діапазону сигналів і довжини швидкого перетворення Фур’є та може становити десятки разів.

Визначено умови, за яких виникають найбільші енергетичні витрати під час роботи компресора автомобільного транспортного засобу (АТЗ). Розроблено методику оцінювання витрат енергії на привод компресора. Запропоновано у ролі показника експлуатаційної ефективності автомобільного компресора величину питомої приводної потужності. Показником експлуатаційної ефективності компресора, окрім надійного живлення гальмівної системи та надійності конструкції, є витрати енергії для його привода. Зазначений показник безпосередньо впливає на паливну ощадливість автомобіля та опосередковано – на надійність конструктивних елементів гальмівної системи і автомобіля загалом. Метою дослідження є спроба розробити методику оцінювання величини енергетичних витрат для привода компресора автомобіля з урахуванням умов і режимів експлуатації. Для запобігання тривалій безперервній роботі компресора і його частих вмиканням, а також для підтримання нормального тиску в системі в разі випадкових збільшень витрат повітря, у АТЗ застосовують компресори, масова продуктивність яких у 4…6 разів більша від масової витрати повітря на одне повне гальмування. Значення витрат потужності двигуна на привод компресора у будь-який момент часу знаходиться у діапазоні, мінімальне значення якого відповідає відсутності протитиску на виході компресора, а максимальне відповідає нагнітанню компресора при протитиску, рівному номінальному значенню тиску в пневмосистемі. Величина приводної потужності компресора складається із двох складових: постійної і змінної. Постійна становить витрати потужності за відсутності протитиску. Змінна залежить від умов експлуатації, тобто інтенсивності гальмувань, що визначають тривалість роботи компресора під повним навантаженням. Для мінімізації витрат потужності двигуна для привода компресора, важливою є його експлуатаційна ефективність. Показником експлуатаційної ефективності компресора доцільно прийняти величину його питомої потужності привода – відношення приводної потужності компресора до його продуктивності. Питома потужність привода компресорів одного і того самого діапазону потужності може значно відрізнятися – практично у півтора раза. Це пояснюють значною різницею механічних ККД компресорів. Під час вибору компресора для живлення пневмосистеми АТЗ, окрім необхідної продуктивності, потрібно враховувати і питому потужність привода для зменшення енерговитрат двигуна для привода компресора. Результати роботи: визначено умови, за яких виникають найбільші енергетичні витрати під час роботи компресора АТЗ; розроблено методику оцінювання витрат енергії двигуна АТЗ для привода компресора; показником експлуатаційної ефективності автомобільного компресора доцільно прийняти величину питомої потужності привода.

Вітроустановки малої потужності мають високе значення величини кутової швидкості обертання ротора. Крім того, під час їх експлуатації необхідно враховувати випадковість характеру вітрового потоку та зміни його величини в широких межах. З огляду на це вітроустановки малої потужності, особливо вітроелектричні (ВЕУ), повинні бути обладнані системами регулювання кутової швидкості обертання ротора. Зважаючи на те, що основними власниками ВЕУ є приватні особи з обмеженими територіальними ресурсами, ВЕУ здебільшого розміщуються в безпосередній близькості до будівель. Тому серед багатьох вимог до ВЕУ на перший план, крім простоти її конструкції та невеликої вартості, виходить безпека експлуатації. Серед великої кількості систем регулювання вітроустановок малої потужності найбільшою мірою цим вимогам відповідають системи з використанням відцентрових регуляторів різноманітних конструкцій. Відомі засоби їх розрахунку вимагають вибір відповідної загальної теореми динаміки. Для систем з декількома ступенями свободи вирішення задач значно ускладнюється, тому, що при цьому вимагається сумісне застосування деяких загальних теорем та інших співвідношень динаміки, вибір яких інколи викликає значні труднощі. Для конструювання нових систем регулювання інженерам-конструкторам необхідні спрощені методи розрахунку параметрів регулятора, щоб визначитись з основними масогабаритними показниками майбутньої конструкції. В даній роботі запропонована система диференційних рівнянь руху елементів відцентрового регулятора оригінальної конструкції з використанням рівнянь Лагранжа другого роду. Рішення цієї системи рівнянь при усталеному режимі дозволило отримати вирази для визначення параметрів регулятора для забезпечення номінальних обертів ротора та вибрати жорсткість пружини для забезпечення необхідного діапазону відхилень обертів ротора від номінального значення в заданому діапазоні кутів регулювання. Ці вирази можуть бути використані для подібних за своєю конструкцією відцентрових регуляторів роторів вітроустановок. Бібл. 8, рис. 5.

Актуальність теми дослідження. Одним з-поміж основних факторів, що стримують широке впровадження систем електроживлення на основі фотоелектричних перетворювачів як у побуті, так і в складі рухомої техніки, є габаритні розміри та висока вартість таких систем. Суттєву частину вартості становить саме перетворювач, що займає помітний об’єм та містить у своєму складі високовартісні матеріали. На ринку присутній широкий вибір інверторів із різними характеристиками та ціною. Статистичний аналіз та оптимальний вибір таких пристроїв є актуальним питанням сьогодення. Постановка проблеми. Для ефективного подальшого покращення масогабаритних та вартісних параметрів перетворювача треба спочатку оцінити наявні на світовому ринку пристрої. Проаналізувати їх параметри, особливості та характеристики. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Детальний огляд сучасних досліджень та публікацій дозволив визначити такі особливості сучасних комерційних моделей перетворювачів. По-перше, виробники не розкривають особливостей внутрішньої побудови своїх виробів. По-друге, ефективність, функціональність та масогабаритні параметри сильно відрізняються залежно від потужності та вартості перетворювача. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Для ґрунтовного порівняння перетворювачів за їхньою вартістю та масогабаритами необхідно запропонувати кількісні параметри. Потрібно встановити кількісний зв’язок між вартістю, об’ємом, потужністю та ефективністю перетворювача, що раніше зводився до питомої потужності. Постановка завдання. Встановити критерії оцінки масогабаритних та вартісних характеристик інверторів, що можуть бути розраховані на основі вільно поширюваних даних. Виклад основного матеріалу. Було виконано аналіз сучасного рівня розвитку комерційних моделей перетворювачів у складі сонячних систем у широкому діапазоні потужностей. Розглянуто пристрої провідних світових виробників, потужність яких коливається в діапазоні від 200 до 5000 Вт. Одержані з відкритих джерел параметри пристроїв зведено в порівняльні таблиці. Розподіл на групи виконано за потужністю інверторів. Виділено три групи порівнюваних пристроїв: до першої належать інвертори потужністю до 1 кВт, до другої – від 1 до 3 кВт, до третьої – від 3 до 5 кВт відповідно. Було запропоновано два чисельні показники для порівняння перетворювачів. Перший показує вартість одиниці потужності, другий – питому об’ємну вартість. За результатами розрахунків побудовано стовпчикові діаграми для кожного з показників у межах своєї групи. Висновки. Запропоновані показники дозволяють оцінювати масогабаритні показники перетворювачів, зважаючи на вільно поширювані дані.

Різноманітність аеродинамічних профілів різних типів і їхня кількість викликає необхідність розроблення певних підходів для доцільного вибору аеродинамічного профілю, який би відповідав вимогам раціонального перетворення енергії вітру з максимальною ефективністю. Робота присвячена визначенню енергетичних показників ротора вітроелектричної установки при різній швидкості вітру в залежності від профілю лопаті, шляхом аналізу аеродинамічних характеристик різних типів профілів. В даній роботі використані методи аналізу аеродинамічних параметрів профілю лопаті та характеристик ротора вітроустановки. Наведені методичні вказівки щодо їх вибору при проектуванні автономних вітроенергетичних установок малої потужності. В залежності від коефіцієнта оберненої якості профілі були поділені на дві групи: 1 – традиційні профілі Р-ІІ, А-6, BS-10, BS-10 , p-11-18 – дані профілі дозволяють отримати найкращі показники коефіцієнта використання енергії вітру ротором в межах ξ = 0,36…0.4 в діапазоні швидкохідності z = 4…5; 2 – профілі серії GA(W)-1 та ламінізовані профілі FX – профілям даної групи притаманні значення коефіцієнта використання енергії вітру ξ=0,53…0,57 в діапазоні швидкохідності Z=6…11, а при Z=5…6 забезпечують коефіцієнт потужності ξ=0,49…0,53. Проведений аналіз показав, що профілі групи 1 дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності 91,8…93,3 Вт/м2 при значеннях коефіцієнтів використання енергії вітру ξ=0,33…0.44 в діапазоні швидкохідності z = 4…5. Профілі групи 2 дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності вітрового потоку, що проходить через обтікаючу вітротурбіною площу 114,3…115,8 Вт/м2 при ξ= 0,54…0,55 в діапазоні швидкохідності z = 6…7. Максимальна потужність розвивається вітроустановкою, лопаті ротора якої виконані на основі профілю FX та GA(W)-1. Інші профілі за даним показником відрізняються незначно. Отримані залежності є основою для розробки системи керування вихідною потужністю електрогенератора при змінній швидкості вітру. Бібл. 7, рис. 3.

По мірі збільшення встановлених потужностей відновлюваних джерел енергії на основі сонячних та вітроелектростанцій – збільшується необхідність у резервних джерелах потужності. До серйозних недоліків відновлюваних джерел енергії, які обмежують їх широке застосування, відносяться невисока щільність енергетичних потоків і їх мінливість у часі. Особливо цей фактор впливає на виробництво електроенергії вітро– і фото електростанціями: графік виробництва енергії має імовірнісний характер. Джерелом маневрової потужності може бути гідроакумулювальна електростанція. Гідроакумулювальні електростанції за досить тривалий час зарекомендували себе як відносно прості і надійні станції, що володіють максимальними маневреними можливостями – швидким набором та скиданням навантаження, великим діапазоном регулювання. Розроблена імітаційна модель гідроакумулювальної електростанції при живленні асинхронного двигуна відцентрового насосу від вітротурбіни з асинхронним генератором. За основу взята відома модель вітротурбіна з асинхронним генератором в складі вітродизельної системи в ізольованій електричній мережі, яка була доповнена асинхронним двигуном, перемикачами, відцентровим насосом, з'єднувальними трубопроводами, резервуарами, сенсорами і приладами для відображення необхідних характеристик. Модель реалізована у сучасному математичному пакеті MATLAB. Визначено основні переваги і недоліки асинхронного генератора. За допомогою створеної моделі були проведені теоретичні дослідження роботи вітротурбіни з асинхронним генератором при застосуванні стохастичної складової швидкості вітру. При цьому було проаналізовано вплив стохастичної складової швидкості вітру на вихідні параметри асинхронного генератора, такі як, швидкість, частота, напруга, струм. Також були проведені дослідження асинхронного двигуна з навантаженням від відцентрового насосу в динамічних і квазістатичних режимах роботи. Бібл. 25, рис. 6.

Мета. Метою дослідження режимів лабораторної електротермічної печі киплячого шару продуктивністю 10 кг/год було отримання нових науково-практичних даних про вольт-амперні характеристики подібних агрегатів для подальшого вибору відповідних електричних джерел живлення.Методика. Дослідження роботи печі виконувалось шляхом математичного моделювання її теплового балансу та електричного опору у відповідних режимах. Для побудови вольт-амперних характеристик були використані залежності для електричної потужності та питомого електричного опору шару, а також рівняння загальної, корисної потужності і потужності холостого ходу за різних значень робочої температури і продуктивності.Результати. Побудовані і досліджені воль-амперні характеристики печі киплячого шару продуктивністю 10 кг/год, які включають: характеристики електротермічного киплячого шару для певних значень температури в діапазоні від 0 до 2700 °С; характеристики електротермічного киплячого шару для продуктивності печі G = 0 – 10 кг/год; криві щільності струму на поверхні центрального електроду, на поверхні футеровки і середньої за радіусом печі i(I); криві постійної потужності N = const в діапазоні 5 – 40 кВт. На основі аналізу результатів визначена область сталої роботи електротермічної печі, яка виключає ймовірність короткого замикання. Розроблені режими розігріву, зміни температури і продуктивності, а також алгоритми забезпечення заданих продуктивності й температури.Наукова новизна. Вперше науково обґрунтовано вибір режимів управління електричною потужністю електротермічної печі киплячого шару на основі її вольт-амперних характеристик та визначено область сталої роботи.Практична значущість. За результатами досліджень визначені вимоги та відповідно розроблене технічне завдання на виготовлення електричного джерела живлення лабораторної електротермічної печі киплячого шару продуктивністю 10 кг/год для умов ТОВ "Центр Матеріалознавства" (Київ, Україна).

Проаналізовано процеси, що викликають спрацьовування аварійного захисту (A3) у режимі прискореного розвантаження потужності(ПРБ) в умовах впровадження нової апаратури контролю нейтронного потокуАКНП-1. Представлено результати розрахункових досліджень режиму ПРБ, що мали місце на АЕС України, а також порівняння результате моделювання з експериментальними даними. Досліджено вплив на протікання режиму ПРБ таких факторів, як час падіння ОРСУЗ, момент кампанії, на якому виникає режим ПРБ, крок дискретизації при визначенні періоду реактора. Наведено результати розрахункового обгрунтування зміни в алгоритмі АКНП-1 кроку дискретизації при визначенні періоду реактора в діапазоні потужності 25-75% N.

В роботі розглянуто і вирішено науково-прикладні питання вибору робочого діапазону теплоутилізаційної енергоустановки (ТУЕУ), розроблення способів підвищення ефективності роботи установки на змінних режимах і при зміні атмосферних умов. Вдосконалено методику і програму термодинамічного і теплового розрахунку ТУЕУ в умовах обмеженої потужності джерела теплоти за обраним тепловим перепадом.

В Інституті газу НАН України розроблено високоефективні теплогенератори різної теплової потужності, які виробляють газоповітряні теплоносії в широкому діапазоні температур. Оснащення сушильних барабанів такими теплогенераторами забезпечує більш високий технічний і якісний рівень проведення сушильного процесу, що гарантує отримання кінцевої продукції високої якості з одночасним значним енергетичним ефекто

Збільшення потужності вітроустановки при мінімальних конструкційним змінах завжди було пріоритетним напрямком досліджень у вітроенергетиці. Жорстка залежність потужності на валу ротора вітроустановки від аеродинамічних характеристик лопаті відомі і втілені в інженерні рішення. Електромашинна частина вітроустановки комплектується загальнопромисловим виконанням синхронних або асинхронних генераторами, переваги та недоліки застосування яких всебічно відомі. Також встановлено, що відношення потужності в генераторному режимі до потужності машини в двигунному режимі, стає більше одиниці в залежності від числа пар полюсів та потужності машини. Робота присвячена визначенню підвищення потужності асинхронної машини в генераторному режимі за рахунок впливу на магнітний потік гранично припустимим зменшенням повітряного проміжку між статором і ротором. В даній роботі використана вдосконалена методики розрахунку параметрів і характеристик асинхронних машин с короткозамкненим ротором на базі уточнених Т-подібних заступних схем. В таких заступних схемах в контурі намагнічування паралельно приєднані один змінний індуктивний опір, що пов’язаний з результуючим полем взаємоіндукції, та декілька змінних активних опорів, значення яких пов’язані із змінами основних та додаткових (поверхневих та пульсаційних) втрат в магнітопроводах статора і ротора. При розрахунках, що були проведені за даною методикою, повітряний проміжок був зменшений в межах 0,05мм, але, не досягав гранично допустимого значення 0,25мм. Потужність машини приймалась від 1,1 до 4,0 кВт, як найбільш доцільною для малих вітроустановок для умов нашої країни, з числом пар полюсів 1,2 та 3. Порівняння результатів з відомими даними, для діапазону потужності 1,1…4 кВт показує збільшення коефіцієнта використання для: 2р=2 до 7%, 2р=4 до 18%, а для 2р=6 до 23%. Бібл. 6, табл.1, рис. 2.

У міру збільшення встановлених потужностей відновлюваних джерел енергії на основі сонячних та вітроелектростанцій збільшується необхідність у резервних джерелах потужності. Серед недоліків відновлюваних джерел енергії, які обмежують їх широке застосування, –невисока щільність енергетичних потоків і їх мінливість у часі. Особливо цей фактор впливає на виробництво електроенергії вітро- і фотоелектростанціями: графік виробництва енергії має імовірнісний характер. Джерелом маневрової потужності може бути гідроакумулювальна електростанція. Гідроакумулювальні електростанції за досить тривалий час зарекомендували себе як відносно прості й надійні станції, що володіють максимальними маневреними можливостями – швидким набором та скиданням навантаження, великим діапазоном регулювання. Стаття присвячена розробленню імітаційної моделі гідроакумулювальної електростанції в генераторному режимі роботи паралельно з вітроелектростанцією на автономну мережу. За основу взята відома модель –вітротурбіназ асинхронним генератором у складі вітродизельної системи в ізольованій електричній мережі, яка була доповнена блоками гідравлічної турбіни з регулятором та синхронним генератором. Модель реалізована у сучасному математичному пакеті MATLAB. За допомогою створеної моделі були проведені теоретичні дослідження роботи вітротурбіни з асинхронним генератором при застосуванні стохастичної складової швидкості вітру. При цьому було проаналізовано вплив стохастичної складової швидкості вітру на вихідні параметри асинхронного генератора, як-от швидкість, частота, напруга, струм. Також були проведені дослідження гідравлічної турбіни та синхронного генератора в динамічних і квазістатичних режимах роботи. Розроблена імітаційна модель роботи гідроакумулювальної електростанції паралельно з вітроелектростанцією на автономну мережу дозволяє досліджувати параметри електричної енергії як в стаціонарних, перехідних режимах роботи, так і в аварійних. В роботі доведено, що стохастична складова швидкості вітру суттєво впливає на частоту обертання й частоту мережі, що зумовлює зміну вихідних електричних параметрів, які впливають на всю електромеханічну систему. Бібл. 21, рис. 7.

Анотація. У статті розглянуто питання структури функціонального забезпечення спеціальної роботоздатності спортсменів, які спеціалізуються на дистанції 1000 м у веслуванні на байдарках. Мета. Визначити відмінності та обґрунтувати типологічні особливості функціонального забезпечення спеціальної роботоздатності спортсменів, які спеціалізуються на дистанції 1000 м у веслуванні на байдарках. Методи. Аналіз, систематизація та узагальнення даних літературних джерел, інструментальні методи досліджень з використанням ергометрії, газоаналізу, пульсометрії, біохімічні методи, аналіз і порівняння, методи математичної статистики. Результати. Обґрунтовано відмінності та типологічні особливості функціонального забезпечення спеціальної роботоздатності спортсменів, які спеціалізуються дистанції 1000 м у веслуванні на байдарках; сформовано елементи системи оцінювання й інтерпретації показників функціонального забезпечення спеціальної роботоздатності веслувальників, які спеціалізуються на дистанції 1000 м у веслуванні на байдарках і каное. За результатами проведеного аналізу виділено типологічні групи веслувальників на байдарках, які спеціалізуються на дистанції 1000 м. Перша група, характеризується достовірно більш високими показниками ергометричної потужності роботи в умовах наростаючого стомлення – 289,00 ± 41,01 Вт (W90с, Вт), в умовах моделювання стартового розгону – 480,5 ± 57,28 Вт (W10с, Вт), досягнення рівня максимального споживання кисню в умовах східчасто-зростаючого навантаження – 218,5 ± 20,51 Вт (W VO2 max, Вт), що перебували в межах модельного діапазону спортсменів високого класу (р < 0,05). Показники потужності та ємності анаеробного енергозабезпечення були найнижчими серед інших груп спортсменів. Розходження показників достовірні при р < 0,05. Показники потужності аеробного енергозабезпечення достовірно не відрізнялися від показників спортсменів інших типологічних груп (р > 0,05). Друга типологічна група спортсменів характеризується зниженими показниками аеробного енергозабезпечення в умовах наростаючого стомлення та відмінностями показників компенсації втоми під час виконання навантаження критичної потужності. У окремих спортсменів VE ∙ СО2 –1 с.с. ум. од. перевищував VE ∙ СО2 –1 90 с, ум. од., тому у даної типологічної групи відмічено достовірно більш низький рівень – 5,1 ± 7,52 % (р < 0,05) порівняно з іншими спортсменами. Третя типологічна група спортсменів характеризується достовірно більш високими показниками потужності та ємності анаеробного енергозабезпечення – 11,12 ± 1,79 ммоль ∙ л–1 (La max 30 c) та 17,33 ± 1,13 ммоль ∙ л–1 (La max 90 c), що перебували в межах модельного діапазону спортсменів високого класу (р < 0,05). Показники кінетики лактату у цієї групи спортсменів мали індивідуальні відмінності, у окремих осіб La max був зареєстрований на 3-й хв відновного періоду і до 7-ї хв знизився на 0,37 ммоль ∙ л–1. Показники потужності аеробного енергозабезпечення достовірно не відрізнялися від показників спортсменів інших типологічних груп (р > 0,05). Ключові слова: веслування на байдарках, функціональне забезпечення, спеціальна роботоздатність.

У роботі розглянуто особливості мікрохвильових випромінювань матеріалів для фізіотерапії. На прикладі озокерито-парафінових аплікацій досліджено наявність та зміни рівня випромінювання в міліметровому діапазоні протягом технологічного циклу процедури. Показано, що важливою складовою фізіотерапевтичних процедур є мікрохвильове електромагнітне випромінювання, утворюване нагрітою озокерито-парафіновою сумішшю. З використанням розробленої авторами експериментальної установки проведено дослідження випромінювальної здатності озокериту, парафіну та їх сумішей у мікрохвильовому діапазоні. Проведено порівняння потужності випромінювання матеріалів з рівнем випромінювання тіла людини. Показано, що в процесі проведення процедури зміна температури призводить до появи позитивних та від’ємних потоків мікрохвильового випромінювання, які по-різному впливають на тіло людини. Отримані результати експериментальних досліджень дозволили оцінити взаємодію електромагнітного випромінювання озокерито-парафінових сумішей з власним електромагнітним випромінюванням людини та більш зважено підходити до вибору режимів лікування.

Вплив перетвореного фуллереном галогенового поляризованого світла на осередок болю або протибольову точку акупунктури викликає анальгетичний ефект. Раніше це було доведено нами у тварин на формаліновій моделі болю. В даному дослідженні приділено увагу особливостям анальгетичних реакцій тварин під впливом різних хвильових діапазонів галогенового та фуллеренового світла, виявленню внеску фуллеренового компонента в зниження запального болю залежно від спектру, щільності потужності й освітленості. Експерименти виконано на мишах із штучно створеним осередком запального соматичного болю (формаліновий тест). Джерелом світла був апарат Bioptron-MedAll, оснащений галогенною лампою. В окремих серіях (усього 80 тварин) досліджували дію на інтенсивність больових і небольових поведінкових реакцій світла, що пройшло крізь фуллеренові фільтри (на основі CR39 або ПММА) при аплікації його на осередок болю або на точку акупунктури Е-36. Анальгетичні ефекти порівнювали з даними, отриманими під дією поліхроматичного (480+ нм і 320+ нм) світла або 3 варіантів плацебо-світла, з урахуванням фізичних параметрів фільтрів. Встановлено, що фуллеренове світло виявилося найбільш анальгетично ефективним незалежно від виду речовини фільтрів (ПММА або CR39). При аплікації фуллеренового світла (CR39-фільтр) на осередок болю анальгезія становила 34,3 %. Виявлена також анальгетична реакція при його дії на точку акупунктури Е-36 — 32,6 %, при цьому галогенне поліхроматичне світло було слабкіше (16,2 %). Світло, що пройшло через ПММА-фуллереновий фільтр, при аплікації на осередок болю, послаблювало біль на 29,8 %. Анальгезія від застосування поліхроматичного світла 480+ нм становила 23,2 %, а 320+ нм — 14,4 %. Усі варіанти плацебо-світла були менш ефективні, хоча анальгезія також мала місце: 25,3 % (CR39 без фуллерена), 24,9 % (ПММА без фуллерена) та 27,7 % (фільтр, що створює спектр, аналогічний фуллереновому). Біологічна ефективність вивчених варіантів світла, оцінена за інтенсивністю больового синдрому, найбільш корелювала з щільністю потужності та хвильовим діапазоном світла. Фуллеренові фільтри приблизно однаково перетворюють поляризоване світло, з подібним аналгетичним результатом, однак біологічний ефект від CR39-фуллерен світла більш помітний. Фуллеренове світло в порівнянні з галогеновим має більшу анальгетичну ефективність щодо формалін-виклика-ного болю. Цей результат досягається сорбцією фуллереном частот синьої частини спектра і депресією потужності видимого спектру в цілому.

РЕЗЮМЕ. Мета роботи – дослідити стан біоелектричної активності головного мозку у пацієнтів з геморагічним півкульовим інсультом (ГПІ) у відновному періоді захворювання у зіставленні з клініко-неврологічними даними. Матеріал і методи. Проведене проспективне когортне динамічне обстеження 33 пацієнтів (19 чоловіків (57,58 %) та 14 жінок (42,42 %), середній вік хворих – (57,92±9,77) років) з ГПІ у відновному періоді захворювання. Всім пацієнтам на 30 добу ГПІ було проведене комплексне обстеження за шкалою NIHSS, шкалою Ренкіна, індексом Бартела, а також проведено компʼютерну електроенцефалографію для оцінки стану біоелектричної активності мозку. Було виконано спектральний аналіз із визначенням показників абсолютної спектральної потужності (АСП), відносної спектральної потужності (ВСП), лобно-потиличного градієнта (ЛПГ) ритмів δ-, θ-, α- та β-діапазонів та їх піддіапазонів, а також інтегральні коефіцієнти DTABR, DAR, TAR. На 180-ту добу захворювання також визначено функціональний вихід та ступінь відновлення самообслуговування у пацієнтів з ГПІ. Результати. Значення АСП повільнохвильової активності в ураженій півкулі (УП) були вищі в лобових ділянках, порівняно з каудальними відділами. Також зареєстровано відʼємні значення ЛПГ α-ритму в УП та в інтактній півкулі (ІП), при цьому зональні відмінності αlo-ритму в УП були менш вираженими, порівняно з ІП. При проведенні кореляційного аналізу було виявлено достовірний позитивний звʼязок між рівнем неврологічного дефіциту на 30-ту добу за NIHSS та АСП θ-ритму в УП (R=+0,43, р<0,05) та в ІП (R=+0,46, р<0,05), а також з АСП θhi-ритму обох півкуль (р<0,05). В той же час лише в ураженій півкулі рівень АСП θlo-діапазону мав достовірний звʼязок з рівнем неврологічного дефіциту на 30-ту добу (R=+0,42, р<0,05). Висновки. Стан біоелектричної активності головного мозку в пацієнтів з ГПІ на 30-ту добу захворювання характеризується більш високими значеннями АСП θ-ритму в УП, нижчими рівнями АСП α-, β-ритмів в ІП, а також згладжуванням зональних відмінностей ритмів αlo на стороні ураження. Пацієнти з повним відновленням рівня самообслуговування відрізнялись нижчим показником АСП βhi-ритму в ураженій півкулі та більш високим коефіцієнтом ЛПГ θlo-ритму в ураженій півкулі на 30-ту добу захворювання.

Дослідження стосується вивчення українського досвіду проведення реконструкції специфічного напряму осягнення дизайн-освіти, а саме: комунікативної сфери як особливого входження у перспективні спроможності розвитку виховних потужностей навчально-педагогічного налаштування актуалізованого повідомлення найвищого мистецького рівня, до якого потрібно підвести молоде покоління майбутніх спеціалістів з дизайну. На вітчизняних теренах таким способом входження до естетичного простору методично-виховних потужностей дизайну зуміли фахово підійти лише двоє дослідників-практиків. Відтак, наші співвітчизники Володимир Томашевський (1968–2021 рр.) та Оксана Фурса розробляли власні підходи щодо представлення планомірного всесвіту дизайну в діапазоні підкорення суперечностей предметного встановлення, передусім самого дизайну.

Вітроенергетика є екологічно чистим та ефективним засобом перетворення механічної енергії вітру на електричну. Вітроагрегати продовжують активно використовуватись до сього часу. Разом з тим проводяться активні роботи з вдосконалення вітрогенерувальних комплексів та підвищення ефективності перетворення енергії вітру на електричну. Одним зі способів підвищення ефективності перетворення енергії вітру на електричну є підмагнічування електрогенератора з постійними магнітами сторонньою статичною ємністю. Розроблено математичну модель для оцінки величини ємності, яку необхідно приєднати до обмотки статора електрогенератора, залежно від ряду умов: величини та характеру навантаження; параметрів електрогенератора; підвищення величини напруги на затискачах; підвищення активної потужності на виході електрогенератора. За результатами розрахунків отримано вираз, що дозволяє оцінити необхідну величину ємності при чисто активному навантаженні. Для діапазону потужності електрогенератора, що досліджувався, від нуля до номінального значення, величина ємності, яку необхідно приєднати до обмотки якоря електрогенератора з постійними магнітами становить 4,3–32,1 мкФ, що дає змогу забезпечити напругу на затискачах генератора близько номінальної з похибкою ±5 %. При використанні додаткової підмагнічувальної ємності для підвищення активної потужності генератора спостерігається її приріст на рівні 10–15 %. Результати розрахунку необхідної величини сторонньої ємності генератора підтверджують адекватність розробленої моделі та достовірність отриманих результатів, що дозволяє використовувати цю модель для подальших досліджень та оцінки ефективності методів і засобів підвищення ефективності перетворення енергії вітру. Бібл. 7, табл. 3, рис. 5.

У статті розглядаються недоліки існуючих систем автоматичного керування (САК) роботою холодильного обладнання овочесховищ та способи усунення цих недоліків. Запропоновано відмежуватися від традиційних методів керування та перейти до використання інтелектуальних методів, які дозволять системі гнучко адаптуватися при зміні внутрішніх параметрів об'єкту та збурювальних дій в широкому діапазоні змінення їх величин. Розроблено математичні моделі окремих елементів системи – повітроохолоджувача, зволожувача повітря та холодильної камери, на базі яких створено узагальнену модель САК холодильного зберігання, котра дозволила визначити температуру та вологовміст повітря в динаміці. Проведеними теоретичними дослідженнями взаємодії охолоджувального повітря з об'єктом зберігання встановлено визначальний вплив температури на динаміку втрат продукту та визначено основний параметр регулювання – зміна холодопродуктивності компресорної установки в функції температури повітря на виході камери шляхом зміни об'ємних витрат холодоагенту, яка здійснюється регулюванням частоти обертання вала компресора. Проведений синтез нейроінформаційної експертної системи автоматичного керування холодопродуктивністю компресора, проаналізовані графічні залежності потужності на валу компресора від вхідних параметрів. Виявилося, що мінімальна потужність компресора досягається зменшенням теплонадходжень в камеру як із зовні, так і з середини холодильної камери, а масові витрати повітря впливають тільки на швидкість охолодження. Зроблено висновок, що визначення потужності компресора за допомогою нечітких нейронних мереж відповідає поставленій задачі. Запропоновано схему для апаратної та програмної реалізації САК технологічним мікрокліматом в холодильній камері з використанням системи СКАДА.

метою вивчення особливостей ЕЕГ головного мозку при вперше виявленому депресивному епізоді протягом 2019-2021 рр. з дотриманням принципів біоетики на підставі інформованої згоди було обстежено 73 хворих (35 чоловіків і 38 жінок) із вперше виявленим депресивним епізодом, які звернулися за амбулаторною психіатричною допомогою.Матеріали та методи. Для вирішення поставленої мети були використані клініко-анамнестичний, клініко-психопатологічний, психодіагностичний, нейрофізіологічний та статистичний методи.За результатами дослідження було встановлено, що у переважної більшості обстежених (78,4%) вперше виявлений депресивний епізод характеризувався зниженням системної і когерентної взаємодії задньоскроневих і окціпітальних відділів лівої півкулі з правими лобними відділеннями, в поєднанні з підвищенням їх загальної активності.Також було встановлено прямий кореляційний зв’язок між ступенем виразності клінічних проявів депресивного розладу та підвищенням активності правобічних лобових і лівих потиличних відділів в поєднанні з посиленням загальної дисфункції глибинних структур головного мозку.Висновки. У пацієнтів із середнім та високим рівнем депресії в потиличній області кори лівої півкулі встановлений стійкий фокус підвищеної альфа-активності у поєднанні з підвищенням гамма-активності в правій лобній ділянці. Крім цього, у пацієнтів з виразними клінічними ознаками депресивного синдрому встановлено стійке збільшення потужності високочастотних діапазонів за показниками середньої спектральної потужності ритмів ЕЕГ, у порівняні з групою контролю.

Проаналізовано зовнішні швидкісні характеристики бензинових двигунів внутрішнього згорання із системами розподіленого впорскування пального. Для дослідження обрано двигуни автомобілів Skoda, Renault, Volkswagen, Ford. Проведено розрахунки швидкісних характеристик традиційним методом із застосуванням поліноміальних рівнянь. Під час розрахунків використовувались табличні значення коефіцієнтів полінома, які наведені у фаховій літературі. Встановлено, що отримані розрахункові результати недостатньо точно описують наявні експериментальні дані. Запропоновано уточнити значення коефіцієнтів розрахункових залежностей шляхом апроксимації наявних експериментальних даних щодо залежності ефективної потужності бензинового двигуна із системою розподіленого впорскування від частоти обертання його колінчастого валу поліноміальною функцією третього ступеня. Апроксимація здійснювалась із застосуванням програми Microsoft Excel шляхом побудови лінії тренда. Для побудови кривої потужності в якості аргументу використано не абсолютне значення частоти обертання, а відношення її поточного значення до номінального. За результатами проведених досліджень визначено коефіцієнти полінома, які доцільно застосовувати при розрахунках зовнішніх швидкісних характеристик автомобільних бензинових двигунів, обладнаних системою розподіленого впорскування пального. Для проведення наближених розрахунків тягово-швидкісних властивостей автомобілів, а також проведення розрахунків із навчальною метою запропоновано усереднені значення коефіцієнтів полінома. Проведені розрахунки швидкісних характеристик та аналіз експериментальних і розрахункових значень коефіцієнтів пристосовуваності двигунів за крутним моментом і за частотою обертання показали зменшення похибки розрахунків у випадку застосування запропонованих у роботі коефіцієнтів полінома. У той же час суттєві похибки у визначенні коефіцієнтів пристосовуваності двигуна за частотою обертання мають місце при розрахунках зовнішніх швидкісних характеристик двигунів із регульованими фазами газорозподілу та двигунів, які мають близький до постійного крутний момент у широкому діапазоні частот обертання колінчастого валу.

Запропоновано методологію управління портфелями проектів енергозбереження на металургійних підприємствах, яка формує парадигму предиктивної адаптації, що базується на взаємопов'язаних адаптивних системах планування, моніторингу і управління змінами та дозволяє на основі прогнозування енергоспоживання для складних технологічних процесів і виробництв, а також моделювання і оцінки якості паливно-енергетичного балансу, в умовах обмеженості ресурсів і ризиків здійснювати формування і відбір для реалізації проектів енергозбереження при узгодженні пріоритетів бізнес-стратегії і стратегії енергоефективності металургійного підприємства. Побудовано агентну імітаційну модель для вирішення завдань з управління розподілом енергоресурсів, яка заснована на взаємодії агентів постачальників, споживання, виробництва і перетворення, виконуючих пошук відповідності на внутрішньозаводському ринку наявних енергоресурсів або зовнішньому енергоринку, що дозволяє комплексно з урахуванням динаміки виробничих процесів проводити аналіз та вибір варіантів реалізації проектів портфеля енергозбереження. За допомогою цього програмного комплексу проводиться порівняння допустимих значень і коригування величини прогнозованого споживання активної потужності металургійним підприємством за кожен фіксований момент часу. Система обчислює діапазони регулювання дугових електропечей, допустимі для забезпечення безперервності розливання сталі при плавці певного сортаменту стали за відповідним технологічним маршрутом. Також в модель закладені алгоритми управління транспортним устаткуванням, які мінімізують розриви в роботі машин безперервного лиття. Проведено аналіз результатів імітаційного моделювання процесів енергоспоживання на металургічному підприємстві. В результаті моделювання вдалося підвищити продуктивність групи дугових сталеплавильних печей і агрегатів піч-ківш, знизити максимальне споживання активної потужності металургійним підприємством за фіксований час доби. Проведено експериментальні дослідження методів планування енергоспоживання на основі реальних даних з вироблення металопродукції і електроспоживання виробничими підрозділами ПрАТ “Дніпроспецсталь”.

Розглянуто алгоритм, який дозволяє для дискретної вибірки із N значень на проміжку часу [–T/2, +T/2] оцінювати спектр потужності за допомогою фільтра з тією ж самою вузькою спектральною смугою у прямокутному часовому вікні, але з рівнем бічних пелюсток, менших на 4,3 дБ. Наведено приклади декількох «енергетичних» фільтрів. При цьому показано відгуки енергетичного фільтра порівняно з фільтром на основі традиційних часових вікон. Виникають можливості керування як шириною смуги фільтра, так і формою його вершини. Також суттєво збільшується розмірність простору змінних варіювання. Стосовно спектрального аналізу, йдеться відносно випадку, коли перетворення Фур’є виконується з двома різними часовими вікнами у часі. Підсумок формується із множників дійсних і недійсних частин першого та другого перетворення. При цьому не потрібно певних оптимальних властивостей від кожного із часових вікон, окремо оптимізується тільки кінцевий підсумок. Це ефективно, якщо одне із часових вікон нагадує вікно Кайзера-Бесселя. При цьому проведення згортки після перетворення Фур’є стає трудомістким, потребує багато обчислювальних операцій, та часове вікно краще використовувати безпосередньо до сигналу, який аналізується перед перетворенням Фур’є. Для таких часових вікон будування «енергетичного» фільтра збільшує час аналізу приблизно у два рази. Але швидкість обчислювань не зав­жди є визначальним фактором, а сумісне використання двох різних вікон замість одного розширює можливості аналізу. Результати роботи можуть бути використані під час фільтрації приймальної потужності сигналу для різних систем, зокрема, для систем з максимальним придушенням шумової завади. Перспективно оптимізувати приймальну систему з горизонтальним робочим напрямком приймання. Задачу оптимізації у цьому випадку вирішують з урахуванням робочого діапазону як для середньої, так і для максимальної завади.

Синхронні явнополюсні генератори знаходять широке застосування в складі вітро- та гідроелектричних установок малої потужності. На сьогодні набуває актуальності задача застосування потужних автономних вітроелектричних установок з синхронними генераторами для накопичення частини генерованої ними енергії на гідроакумулювальних електростанціях. Розроблення раціональних схемо-технічних рішень реалізації даної технології для багатоагрегатних вітроелектростанцій потребує аналізу навантажувальних режимів роботи всіх складових в широкому діапазоні робочих швидкостей вітру і частоти обертання. Ефективне моделювання та проведення розрахункових досліджень перебігу електромеханічних процесів в даних системах може бути реалізовано шляхом застосування заступних електричних схем генераторів та двигунів, проте для явнополюсного синхронного генератора неможливо побудувати точну заступну електричну схему для електрорушійної сили обмотки якоря. В рамках цього дослідження розроблено наближену заступну електричну схему фази явнополюсного синхронного генератора та виконано оцінку можливих похибок результатів розрахунку параметрів навантажувального режиму схеми за різних значень частоти обертання ротора. Схема базується на послідовному ввімкненні активного опору обмотки якоря та індуктивних опорів розсіювання і поперекової реакції якоря, а також індуктивного опору, зумовленого сумісною дією поперекової та повздовжньої реакцій якоря. Очікувані похибки визначення розрахункових параметрів напруги споживачів автономної системи електроживлення на основі вітро- та гідроелектричних установок з синхронними явнополюсними генераторами за використання розробленої заступної електричної схеми не перевищують 2,5% по модулю та 1,5 електричних градусів по фазі для довільного значення частоти обертання ротора генератора в діапазоні 0,6...1,2 номінального значення. Застосування розробленої заступної електричної схеми явнополюсного синхронного генератора надає можливості проведення автоматизованих багатоваріантних розрахункових досліджень електромеханічних перехідних процесів в системах електроживлення на основі вітро- та гідроелектричних установок з урахуванням пульсацій швидкості вітру, зміни витрат та напорів води, зміни навантаження. Бібл. 24, табл. 3, рис. 3.

Засоби, які забезпечують виявлення оптичних та оптикоелектронних приладів, стають невід’ємною складовою сучасного озброєння, оскільки вони надають інформацію щодо наявності спостереження протилежною стороною, а найголовніше дозволяють визначити точне місце знаходження засобів спостереження, зброї та техніки, яка містить їх у собі, що безперечно підвищить імовірність їх ураження вогневими засобами. Зрозуміло, що провідні країни світу мають такі засоби озброєння та вдосконалюють їх. Майже всі останні воєнні конфлікти характеризувались наявністю таких засобів – лазерних приладів оптичної протидії. Не виключенням є застосування проросійськими бойовиками подібних засобів насході на шої держави. Визначено, що однією з основних демаскуючих ознак оптичних та оптико-електронних приладів є світловітбиття, яке може бути оцінено показником світловідбиття, коефіцієнтом світловідбиття, коефіцієнтом сили світла, пеленгаційною характеристикою світловідбиття. Проведено оцінювання впливутакої характеристики, як показник світловідбиття на дальність виявлення оптичних приладів спостереження, що є на озброєнні прикордонних підрозділів. В умовах застосування противником лазерних приладів оптичної протидії однією з вимог, що висуваються до оптичних приладів, які виробляються (закуповуються) для потреб прикордонної служби, є оптичні прилади з низьким показником світловідбиття. При недостатньо низькому показнику світловідбиття або внаслідок лазерної локації в імпульсному режимі при підвищеній потужності випромінювання лазерного приладу оптичної протидії можливими варіантами щодо зниження показника світловідбиття є використання спеціальних бленд та обмеження спектрального діапазону об’єктива за рахунок використання IR-Cut фільтрів.

У статті представлено аналіз моделі управління термоелектричним пристроєм забезпечення теплових режимів радіоелектронної апаратури, показники надійності якої суттєво визначаються температурою елементів. Модельні дослідження проведено для умов неоднорідного температурного поля в діапазонах типових перепадів температур, струмових режимів роботи та потужності розсіяння. Аналіз проведено для різних відношень висоти до площі перетину гілок термоелектричних елементів. Розкрито перевагу розподіленого активного термоелектричного охолодження радіоелектронних систем із просторово рознесеними теплонавантаженими елементами порівняно із загальним охолодженням. Розглянуто можливість оптимального управління тепловим режимом комплексу термоелектричних охолоджувачів із послідовним електричним з’єднанням за різного рівня охолодження й теплового навантаження. Визначено основні параметри, показники надійності та динамічні характеристики охолоджувачів. Проаналізовано струмові режими у процесі побудови комплексу з урахуванням енергетичних, масогабаритних характеристик і характеристик надійності. Проведено порівняльний аналіз основних параметрів, показників надійності та динамічних характеристик комплексу термоелектричних охолоджувачів за різного рівня охолодження, заданої уніфікації геометрії гілок термоелементів і струмових режимів роботи. Результати досліджень показали можливість управління тепловим режимом комплексу термоелектричних охолоджувачів за рахунок вибору теплового режиму роботи з урахуванням значущості кожного з обмежувальних факторів за масогабаритними, енергетичними й динамічними характеристиками. У процесі вибору струмових режимів ураховано взаємний вплив кожного з обмежувальних факторів, за допомогою зміни яких під час проєктування системи забезпечення теплових режимів можна вибрати компромісні режими роботи.

Надійність, відносна простота конструкції та невисока собівартість відцентрових регуляторів сприяла їх широкому використанню в різноманітних пристроях у різних галузях машинобудування та приладобудування. Використання цих регуляторів у вітроустановках малої потужності дозволяє спростити конструкцію установки та забезпечити її надійну роботу в період експлуатації. Теоретичні положення та вироблені на їх основі практичні рекомендації для проєктування регуляторів цього типу постійно удосконалюються. Сучасні тенденції виготовлення лопаті направлені на максимальне наближення реального профілю лопаті до розрахункового, тобто розширення лопаті від кінця до комеля до 1:4 і закруту до 30°. Відповідно виникає необхідність урахування кута між хордою лопаті та її вектором моменту інерції, що і було враховано при розробленні удосконаленої математичної моделі відцентрового регулятора ротора вітроустановки при флюгерному регулюванні в Інституті відновлюваної енергетики. В ряді робіт був проведений аналіз впливу параметрів відцентрового регулятора на його статичні характеристики. В даній роботі аналогічний аналіз проведений для удосконаленої математичної моделі, відповідно з урахуванням кута між хордою лопаті та її вектором моменту інерції, також проведено порівняння отриманих результатів з результатами, отриманими за попередніми математичними моделями. Аналіз статичних характеристик відцентрового регулятора при різних кутах між хордою лопаті та вектором моменту інерції лопаті показав, що при кутах до 5°, тобто в лопатях з незначним закрутом, відхилення статичних характеристик є незначним, але з його збільшенням відхилення між характеристиками зростає. Так при діапазоні регулювання 40° різниця за величиною відхилення обертів ротора для кута закруту лопаті 20° становитиме до 50 %. Також, якщо не враховувати кут між хордою лопаті та її вектором моменту інерції при налаштуванні відцентрового регулятора на номінальні оберти ротора, це призводить до зниження ефективності роботи ротора. Так, відхилення від номінальних обертів регулятора і, відповідно, ротора без урахування закруту лопаті в 10° становитиме 17 % у порівнянні з лопаттю, що не має закруту. Бібл. 10, рис. 10.

Актуальність теми дослідження. Перколяційні методи показують високу ефективність під час дослідження речовини, генезису й еволюції зв'язкових областей у матеріалах. У таких задачах вивчається і кластерна система фізичного тіла, і її вплив на об’єкт загалом. Вивчення структури та властивостей перколяційних кластерів дозволить досліджувати і прогнозувати поведінку об’єктів (твердих тіл) у різних умовах зовнішнього середовища, генезис їх утворень у часі. Постановка проблеми. Практичне дослідження кластерних систем у твердих тілах пов’язано зі складністю і трудомісткістю експериментів. Основні проблеми полягають у тому, що для отримання достовірної інформації про структуру і властивості необхідно синтезувати кластери із широким діапазоном параметрів і створити надійну систему їх діагностики. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У статті наведено огляд останніх публікацій в українських і закордонних журналах, включаючи експериментальні й теоретичні роботи, що містять дослідження самоорганізованої критичності. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. У наведених дослідженнях розширюються можливості опису процесів генерації та еволюції кластерних систем у твердих тілах; міститься гіпотеза, що дозволяє істотно збільшити кількість варіантів кластероутворення. Постановка завдання. Провести імітаційне моделювання кластероутворення із взаємодіючими елементами за допомогою методу Монте-Карло. Визначити залежності параметрів перколяційних систем, що самоорганізуються, від ступеня самоорганізації, довжини кореляції, швидкості генерації системи та інших параметрів. Отримати аналітичні вирази залежностей та значення відносної похибки. Виклад основного матеріалу. Для вирішення задач, пов’язаних із практичним дослідженням кластерних систем, розроблено програмний комплекс моделювання кластероутворення, у якому імітується взаємодія кластеркластер і кластер-частка. У моделі вирішується багатовимірна перколяційна задача. Як алгоритм зростання кластерів використовується шлях послідовного нарощування заданої кількості часток. Висновки відповідно до статті. Комп'ютерні розрахунки, проведені, зокрема, методом Монте-Карло, дають найбільш надійні передбачення властивостей перколяційних систем. У роботі отримані аналітичні вирази для залежностей потужності нескінченного кластера, радіус-вектора центра мас, ступеня анізотропії та фрактальної розмірності від відстані агрегації, від кількості часток, генерованих на кожній ітерації, та від кількості актів взаємодії між елементами кластерної системи.

Мета – розробити інтегральні критерії прогнозування летального виходу гострого періоду спонтанного супратенторіального внутрішньомозкового крововиливу на тлі консервативної терапії, які ґрунтуються на результатах комплексного клініко-нейровізуалізаційно-електроенцефалографічного дослідження. Матеріал і методи. Проведено проспективне когортне порівняльне дослідження 156 пацієнтів у гострому періоді спонтанного супратенторіального внутрішньомозкового крововиливу на тлі консервативної терапії, які були госпіталізовані протягом 24 годин від дебюту захворювання. Клініко-неврологічне дослідження включало оцінку за шкалою коми Full Outline of UnResponsiveness та National Institute of Health Stroke Scale. Візуалізацію церебральних структур здійснювали методом комп’ютерної томографії. Електроенцефалографічне дослідження проводили в перші 48 годин, при цьому окремо для ураженої гемісфери та інтактної гемісфери визначали рівні абсолютної спектральної потужності ритмів дельта-, тета-, альфа-, бета-діапазонів із наступним розрахунком інтегральних коефіцієнтів, які відображають різні співвідношення зазначених вище ритмів. Для розробки критеріїв прогнозування застосовували логістичний регресійний аналіз та ROC-аналіз. Результати. Летальний вихід протягом гострого періоду захворювання був зафіксований в 42 (26,9 %) випадках. На підставі мультиваріантного логістичного регресійного аналізу було встановлено, що з ризиком летального виходу гострого періоду спонтанного супратенторіального внутрішньомозкового крововиливу на тлі консервативної терапії незалежно асоційовані такі клініко-нейровізуалізаційно-електроенцефалографічні критерії оцінки тяжкості ураження церебральних структур у дебюті захворювання: сумарний бал за шкалою коми Full Outline of UnResponsiveness (ВШ (95 % ДІ) = 0,29 (0,13–0,69), р=0,0050), обсяг осередку ураження (ВШ (95 % ДІ) = 1,05 (1,01–1,10), р=0,0270), значення коефіцієнта DTABR в ураженій гемісфері (ВШ (95 % ДІ) = 1,70 (1,14–1,53), р=0,0092) та коефіцієнта DTR в інтактній півкулі (ВШ (95 % ДІ) = 1,60 (1,02–2,53), р=0,0412). Висновки. Розроблена математична модель для прогнозування летального виходу гострого періоду спонтанного супратенторіального внутрішньомозкового крововиливу на тлі консервативної терапії, яка ґрунтується на результатах комплексного клініко-нейровізуалізаційно-електроенцефалографічного дослідження в дебюті захворювання (AUC=0,99, p<0,0001; точність прогнозування 97,4 %).

Вступ. Бурхливий розвиток світового транспорту завдає непоправної шкоди довкіллю всього людства земної кулі. Морський і річковий транспорт робить свій внесок у питанні карбонізації до 18% від загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу. Мета. Основна мета науково-дослідної роботи авторів статті підпорядкована зниженню шкідливих викидів в атмосферу суден морського та річкового транспорту. Використана методика розкриття мети заснована на аналітичній і практичній дослідницькій роботі. Результати. У статті проведено аналітику кращих світових технологій щодо зниження шкідливих викидів у випускних газах в атмосферу суднових дизелів, проведено аналіз науково-дослідної роботи Дунайського інституту Національного університету «Одеська морська академія» та НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна. Протягом останніх 6 років на суднах Українського дунайського пароплавства проведено випробування паливних каталізаторів різних модифікацій, продукції НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна з контролем Українського аудитора «Науково-дослідного інституту «Охорони навколишнього середовища та економії палива», м. Київ. Отриманий матеріал досліджень на суднах пароплавства дав позитивні результати й показав зниження оксиду азоту NOx на 38%, оксиду вуглецю СОх до 50%, діоксиду вуглецю 7%, викиди сажі за показаннями димомеру знизилися на 55%, економія палива становила до 10%. Сам паливний каталізатор касетного типу є досить складною конструкцією. У металеву оболонку паливного каталізатора вмонтовано хімічні реагенти різних оксидів металів, що реструктурують дизельне паливо на молекулярному рівні. Каталізатор установлюється на гнучких звʼязках перед насосом високого тиску, ресурс каталізатора 500 т палива до заміни в ньому хімічних реагентів. Відпускна ціна каталізатора залежить від потужності двигуна, на який він планується до встановлення та знаходиться в діапазоні від 400 у.о. (автомобільний транспорт), 10 000 у.о. (суднові двигуни потужністю до 3 тис. кВт). Розглянуто технології використання у двигунах внутрішнього згоряння автомобільного, залізничного, річкового й морського транспорту палива рослинного походження. Наведено аналіз можливого використання газового палива на суднах річкового флоту Українського дунайського пароплавства. Більш детально розглянуто питання виробництва водню з використанням останніх інноваційних технологій, розроблених у створенні ядерних реакторів останнього покоління, які успішно інтегровані у виробничі хімічні модулі, що дають змогу отримувати гідроплазму в перегрітій водяній парі до 8000 С з отриманням водню й кисню. Собівартість одного літра водню із застосуванням цієї технології не перевищує 1,6 у.о., що дає повний пріоритет виробництва водню в промислових обсягах. Незважаючи на успіх виробництва водню за новою технологією, авторами статті розкрито серйозні недоліки при спалюванні водню в теплових машинах (двигунах внутрішнього згоряння, газових турбінах і котлах). Основний недолік спалювання водню – це наявність закису азоту N20 у випускних газах теплових машин, який є парниковим газом із високим ступенем згубного впливу на довкілля. Висновки. Отриманий дослідницький матеріал спільної роботи Дунайського інституту НУ «ОМА» із НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна отримав своє схвалення на внутрішніх водних шляхах Європи. Паливні каталізатори почали купувати Індія, Туреччина, Казахстан. У статті зроблено конкретні пропозиції щодо локалізації закису азоту при згорянні водню. Узагальнено досвід використання авангардних технологій щодо використання ядерних інтегрованих сольових реакторів для отримання промислового водню.

Актуальність теми дослідження. Для визначення ККД і втрат у тяговому двигуні існує багато розрахункових методик, рекомендованих різними авторами. Наведені в методиках співвідношення для розрахунку деяких видів втрат мають відмінності. Крім того, рекомендуються для розрахунків різні діапазони, в яких змінюються нормувальні коефіцієнти в однакових розрахункових формулах, що призводить до значних варіацій кінцевих результатів. Для попередньої, якісної оцінки, будь-яка з методик цілком відповідає вимогам завдань. Однак для прийняття технічних рішень на етапі проєктування або модернізації конструкції і, особливо, аналізу впливу живлення, режимів роботи та управління на параметри двигуна, доцільно дотримуватися єдиного підходу при обліку втрат для адекватності порівняння отриманих результатів, проведених різними дослідниками на різних математичних моделях. Постановка проблеми. Питання аналізу й уточнення розрахунку втрат у тягових двигунах в єдиному методичному порядку, а також уявлення про рівень відмінностей, одержуваних результатів для різних розрахункових співвідношень, особливо з огляду на постійну модернізацію і активне застосування тягових двигунів пульсуючого струму на залізничному транспорті при проведенні досліджень та моделюванні. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Багато провідних авторів, які займалися питаннями проєктування і розрахунку тягових двигунів постійного струму, приводять співвідношення для розрахунку найбільш значущого виду втрат – основних втрат у сталі, які мають відмінності в загальному вигляді співвідношень або в деяких коефіцієнтах, а головне, відрізняються кінцевим результатом. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Точне визначення втрат потужності в двигунах, при існуючому стані речей являє собою задачу, в якій неможливе визначення єдино правильного результату, оскільки заводи-виробники не надають у довідковій літературі необхідну інформацію щодо методики розрахунку, а в паспортних даних вказують виміряні показники. Мета і завдання дослідження. Метою цієї роботи є аналіз існуючих методик для розрахунку всіх видів втрат у тяговому двигуні пульсуючого струму, що дозволить уточнити порядок розрахунку й отримати значення параметрів втрат двигуна для використання їх при проведенні подальших досліджень. Виклад основного матеріалу. У роботі проведено аналіз співвідношень із розрахунку всіх видів втрат, згідно з різними методиками, із розрахунком їх фактичних значень на прикладі конструкції тягового двигуна НБ-418К6 потужністю 740 кВт. Висновки відповідно до статті. На підставі проведеного аналізу та розрахункових досліджень, використовуваних співвідношень і проведених розрахунків отримані значення сумарних втрат у тяговому двигуні пульсуючого струму і втрати по кожному їх виду, виконані з урахуванням реальної конструкції і властивостей використовуваних матеріалів у двигуні НБ-418К6. Встановлено, що найбільш значущі відмінності мають співвідношення розрахунку магнітних втрат з різним урахуванням вихрових струмів у сталі. При розрахунку електричних втрат розбіжності в розрахунках можуть бути пов’язані з некоректним урахуванням фактичної робочої температури кожної обмотки, що позначається на точності визначення їх опорів. Також проведено аналіз розрахунку додаткових і механічних втрат на прикладі зазначеного двигуна з використанням різних співвідношень. Отримані значення ККД для розглянутого тягового двигуна, що розраховані з використанням різних методик, знаходяться в межах 93,64– 94,14 %. На підставі проведених розрахунків і аналізу втрат рекомендована комбінована методика для застосування та оцінки ККД при проведенні подальших досліджень тягових двигунів. Розрахунок ККД за пропонованою (комбінованою) методикою для досліджуваного двигуна становив 94,25 %. Отримані значення кожного виду втрат можуть бути прийняті за основу для проведення оцінювання адекватності моделі при імітаційному моделюванні тягового двигуна пульсуючого струму НБ-418К6 з використанням Simulink.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

В роботі приведено результати досліджень кінетики вилучення білків з модельного середовища, зміни оптичної густини дисперсій білка в результаті дії на досліджувану дисперсію випромінювання надвисокочастотного діапазону. Процес денатурації дисперсій білка, що моделюють стічні води підприємств харчової промисловості, здійснювали під дією НВЧ випромінювання з частотою 2450 Гц. Обробленню піддавали водні дисперсії альбуміну та казеїну з масовою часткою сухих речовин 5% за потужності надвисокочастотного випромінювання 800 Вт. Контроль за процесом денатурації білка здійснювали за зміною оптичної густини досліджуваних дисперсій. Експериментальні дослідження показали, що ступінь вилучення альбуміну без застосування інших методів розділення становила 80%, а казеїну 35%. Виведено теоретичну залежність для розрахунку зміни температури досліджуваного об’єкту від потужності генератора електромагнітних хвиль та часу дії на об’єкт випромінювання надвисокочастотного діапазону. В основу розрахунків кінетики нагрівання електролітів у полі дії електромагнітного випромінювання поставлено зв'язок між напруженістю електромагнітного поля, що генерується в резонаторній НВЧ-камері, та потужністю НВЧ-генератора. Експериментальне дослідження кінетики денатурації водних дисперсій білка показало хорошу збіжність експериментальних та розрахункових даних. За допомого приведеного рівняння можна з достатньою точністю визначати теплофізичні параметри процесу нагрівання вологих об’єктів та дисперсій до 100°С, або для діелектриків з низьким вмістом вологи. Розроблений спосіб обробки стічних вод передбачає введення НВЧ модуля у технологічну схему очищення стічних вод біотехнологічних виробництв. Це дозволить здійснювати знезараження стічних вод та ефективного вилучення білкових сполук шляхом переведення білків у коагульований стан та збільшити ефективність очищення стічних вод. The paper presents the results of investigations of the kinetics of protein extraction from the model dispersions and changes in the optical density of protein solutions as a result of influence of the ultrahigh-frequency radiation on the test dispersion. The process of denaturation of protein solutions that simulate wastewater from food industry enterprises under the influence of microwave radiation at a frequency of 2450 Hz was carried out. The samples of aqueous dispersions of albumin and casein with a mass fraction of dry matter of 5% were treated of ultrahigh-frequency radiation of the power of 800 W. Control of process of the protein denaturation was carried out by changing the optical density of the investigated samples. Experimental studies have shown that the degree of albumin excretion without application of other methods of separation was 80% and casein 35%. The theoretical dependence for calculating the temperature change of the investigated object from the power of the generator of electromagnetic waves and the time of action on the object of radiation of the ultrahigh-frequency range was derived. The basis of calculations of the kinetics of heating of electrolytes in the field of electromagnetic radiation is the relationship between the intensity of the electromagnetic field generated in the chamber of microwave resonator and the power of the microwave generator. An experimental study of the kinetics of denaturation of aqueous dispersion of the protein showed good correlation of experimental and calculated data. Application of the given equation it is possible to determine with sufficient accuracy the thermophysical parameters of the process of heating the wet objects and solutions to 100ºС or for dielectrics with low moisture content. The developed method of treatment of sewage involves the introduction of a microwave module in the technological scheme of sewage treatment of biotechnological industries. This will allow for the disinfection of sewage and the effective removal of protein compounds by converting proteins into a coagulated state and increasing the efficiency of wastewater treatment.

Метою роботи є вивчення впливу ультразвуку малої потужності на процеси тепло- і масообміну в установках блочного виморожування. Доведено, що ефективним засобом управління потоками енергії при блочному виморожування є застосування ультразвукового поля. Зафіксовано збільшення маси блоку льоду завдяки зростанню коефіцієнту масовіддачі на 15-20%, зниження вмісту солей в стоках на 40% та зниження пористості блоку льоду на 22% Визначено залежність кінетики сепарування та кристалізації блоку льоду від потужності і частоти ультразвуку. Методами теорії подібності проведено узагальнення отриманих експериментальних даних. Отримана залежність Stw(Euw, Gr), що може бути використана для оптимізації та конструкторських розрахунків установок блочного виморожування з ультразвуковим інтенсифікатором в діапазоні частот від 20 до 60 кГц. For the period from 1900 to 1995, freshwater consumption in the world increased six-fold. Scientists predict that by 2030, 47 % of the population of the Earth will have difficulty with access to drinking water. In that regard, the development of energy-efficient methods for obtaining purified water is of practical and scientific interest. 96% of total desalinated water in the world is obtained with distillation desalination plants, 2.9% – with electrodialysis plants, 1% – by reverse osmosis plants, and 0.1% – with the share freezing and ion exchange desalination plants. There is a growing interest in the technologies of block freezing for water cleaning. Systems of this type are characterized by simplicity of design, compactness, and energy efficiency. Over the last years, the interest in intensification of the processes which use ultrasonic radiation has been increased. Despite a wide range of studies, the use of moderate and low power ultrasound to crystallize and separate water is still insufficiently studied. The objective of this work is to study the influence of the low power ultrasound on the processes of heat and mass exchange in block freezing units. In experiments, an ultrasonic generator with variable frequency (from 10 to 80 KHz) and power used. The use of ultrasonic field has been proved to be an effective method of controlling energy flow during block freezing. It has been established that ultrasound increases the mass of ice, and intensifies the freezing process. It has been observed that the ice block mass increases when the weight ratio increases by 15-20 %, and the salt content in the drains and the ice block porosity decrease by 40 % and by 22 %, respectively. It has been determined that there is dependence of the separation and crystallization kinetics of the ice block from the ultrasound power and frequency. Low temperature separation under the influence of ultrasonic fields characterized by significantly lower energy consumption compared with traditional distillation. To summarize the obtained experimental data, the methods of similarity theory have been used. The dependence Stw(Euw,Gr) has been obtained which can be used for optimization and design calculations of block freezing units with ultrasonic intensifier within the frequency range of 20 KHz to 60 KHz.