Journal articles on the topic 'Кипіння'

Як один із перспективних і недорогих способів інтенсифікації процесів кипіння холодоагентів у випарниках холодильних машин останнім часом розглядається введення в склад робочого тіла наночастинок. Наявні в даний час експериментальні дослідження в цій області нечисленні й суперечливі. Тому дослідження впливу добавок наночастинок на процес кипіння модельного холодоагенту є актуальними. В роботі наведено результати експериментального дослідження впливу добавок наночастинок TiO2 (0,1 мас. %) і поверхнево-активної речовини (ПАР) Span80 (0,1 мас. %) в холодоагент R141b на коефіцієнт тепловіддачі при кипінні у вільному об’ємі. При проведенні експерименту густина теплового потоку варіювалася від 5 до 60 кВт·м-2, значення тиску підтримувалися рівними 0,2, 0,3 і 0,4 МПа. Експерименти проведено при кипінні об'єктів дослідження на двох поверхнях нагріву, які відрізнялися ступенем змочування холодоагентом R141b: на поверхні з нержавкої сталі та на поверхні, вкритій тонким шаром фторопласту. Встановлено, що при кипінні на поверхні, вкритій фторопластом, спостерігаються значно більші значення перегріву в порівнянні з кипінням на сталевій поверхні, а відтак, менші значення коефіцієнту тепловіддачі. Зроблено висновок, що зниження коефіцієнта тепловіддачі при кипінні на поверхні, покритій фторопластом, обумовлено переважно не зміною ступеня змочування, а меншою шорсткістю поверхні фторопластового покриття. Показано, що уведення у холодоагент наночастинок і ПАР призводить до інтенсифікації процесу тепловіддачі при кипінні в діапазонах параметрів, характерних для роботи випарників холодильних систем.

Важливою особливістю роботи теплообмінників з киплячою рідиною є можливість виникнення в каналах охолодження високочастотних пульсацій тиску (термоакустичні явища). В роботі аналізуються умови виникнення термоакустичних явищ в каналах системи охолодження теплонавантажених пристроїв. Стверджується, що у порівнянні з кипінням з насиченим потоком, кипіння з переохолодженням має більш високу ефективність теплопередачі і кращі характеристики тепловіддавання. Внаслідок високих теплових потоків на поверхні охолодження та при великих недогрівах ядра потоку рідини до температури насичення виникає поверхневе кипіння теплоносія. Визначено, що в таких умовах можливо виникнення високочастотних пульсацій акустичного тиску. Встановлено, що виникнення термоакустичних коливань здатне привести до утворення стоячої хвилі в каналі. Бульбашки киплячої рідини, які розподілені по поверхні труби, можна розглядати в якості гармонійних осциляторів. Представлено математичну модель, що описує генерацію термоакустичних коливань в каналі охолодження. Припущеннями математичної моделі є одномірний рух теплоносія і синусоїдальний закон зміни об’єму парових бульбашок. Вважається, що коливання з високою амплітудою виникають внаслідок резонансу, що спостерігається при збігу частоти вимушених коливань парових бульбашок з власною частотою коливань парорідинного стовпа або їх гармоніками. Розроблена методика розрахунку амплітуди термоакустичних коливань тиску в залежності від щільності теплового потоку. Проведення обчислювального експерименту показало, що без урахування дисипативних явищ визначити значення амплітуди коливань в резонансній області неможливо. Представлена методика пропонується до використання при проектуванні систем рідинного охолодження теплонавантажених приладів, для яких режими охолодження припускають істотний недогрів теплоносія до температури насичення та за умов виникнення поверхневого кипіння

Розглянуті основні підходи до розробки імітаційних моделей, освітлені їх недоліки та переваги. Розглянута імітаційна модель процесу глибокої утилізації тепла пароповітряних сумішей з використанням парокомпресійного теплового насосу, до складу якої входять імітаційні моделі компресора, конденсатора, електронного розширювального вентиля, випарника, переохолоджувача та контактного теплообмінника – утилізатора тепла пароповітряних сумішей. Імітаційні моделі цих складових побудовані з використанням експериментальних даних, отриманих авторами в результаті виконання фізичних натурних експериментів на лабораторній дослідній установці. В імітаційній моделі випарника теплового насосу реалізовано функцію розрахунку «баластної» та «ефективної» витрати холодоагенту. «Баластна» витрата виникає за рахунок переохолодження холодоагенту до температури кипіння і супроводжується випаровуванням його частки, яка не приймає участі у відборі тепла випарником. Для цього до імітаційної моделі випарника була додана підсистема розрахунку перепаду температур кипіння (тиску) по довжині випарника в залежності від витрати холодоагенту та температурного напору у випарнику, що враховує довжину ділянки випарника на якій відбувається кипіння рідкої фази. Залежність перепаду тиску по довжині випарника від витрат холодоагенту через нього є не монотонно зростаючою функцією а має екстремум і спадає при рівнях перегріва холодоагенту від 15 до 0 °С. Тиск на виході випарника розраховується в моделі з використанням нелінійної функції двох змінних – положення електронного розширювального вентиля та частоти обертання компресора. Динамічні властивості каналів моделюються ланками, передатні функції яких були отримані в результаті фізичних експериментів. Проведена перевірка розробленої імітаційної моделі на адекватність, для чого було організовано ряд комп’ютерних експериментів з умовами, аналогічними умовам проведення натурних фізичних експериментів. Порівняння результатів моделювання та фізичного експерименту показало високу ступінь їх схожості.

З використанням теплогідравлічного коду MELCOR для басейнів витримки енергоблоків РАЕС виконано спектр розрахунків з різним енерговиділенням відпрацьованого палива для випадку повного знеструмлення станції. За результатами розрахункового аналізу визначено запаси часу до початку кипіння теплоносія в басейнах витримки.

На основі оригінальної методики розрахунку термодинамічних параметрів генератора абсорбційного холодильного агрегату (АХА) виконаний аналіз його робочих параметрів з урахуванням результатів експериментальних досліджень типових виробничих аналогів. Отримані результати теоретичного дослідження дозволили зробити наступні висновки. По-перше, на відміну від чистих речовин, при роботі генератора на бінарних сумішах, зокрема, на водоаміачному розчині (ВАР), коефіцієнти подавання генератора залежать від величини підведеного теплового навантаження. Так, при збільшенні теплового навантаження від 40 до 80 Вт чисельні значення коефіцієнтів подавання знижуються приблизно в 3 рази. По-друге, залежність питомої кількості підведеного тепла має оптимум (мінімум) в діапазоні величин теплового навантаження від 40 до 80 Вт і температур кінця кипіння від 145 до 170 °С. Основним значимим результатом розрахункових досліджень можна вважати знайдену критичність енергетичної ефективності і температури кінця пароутворення (кипіння) ВАР в генераторі. Показано, що робота типового АХА з повітряним охолодженням теплорозсіювальних елементів при температурі навколишнього середовища 25 °С найбільш ефективна в діапазоні температур кінця кипіння від 147 до 155 °С. Зниження і зростання цієї температури за межами оптимального діапазону призводить до збільшення питомих енерговитрат при роботі АХА, відповідно до 9%, причому в першому випадку це пов'язано з невиправдано високим підігрівом рідкої фази, а в другому – зі збільшенням частки абсорбенту (води) в паровій суміші. Показано також, що наявність мінімуму енерговитрат при роботі генератора АХА пояснюється тим, що в досліджуваному діапазоні режимних параметрів термосифона (температура на вході в генератор від 87 до 112 °С, на виході – від 145 до 170 °С, тиск в системі 9 бар, масова частка аміаку в ВАР 0,34) досягається оптимальне співвідношення складу рідкої і парової фази на виході генератора. Детальне вивчення фізичної природи даного ефекту повинно проводитися на основі спільного моделювання теплових і гідравлічних характеристик генераторів

Проведено теоретичне дослідження характеристик одноступеневої холодильної машини на сучасних холодоагентах, що застосовуються в холодильній техніці, а також, у якості альтернативного варіанту – на природних холодоагентах, зокрема аміак, пропан, пропілен, бутан та ізобутан. На основі проведеного теоретичного дослідження представлена порівняльна графоаналітична залежність основних показників холодильної машини – коефіцієнта подачі компресора, теоретичного об’єму компресора, споживаної електродвигуном компресора потужності та холодильного коефіцієнта – від температури кипіння холодильного агенту при різних температурах конденсації.

Наведено енергетичне та екологічне обґрунтування застосування озонобезпечних холодоагентів R1234yf, R513a і R448a в холодильних і теплонасосних установках. При виборі робочих речовин крім екологічних показників були враховані такі параметри, як холодильний коефіцієнт; допустимі по міцності конструкції машин, тиск конденсації і різниця тисків; питома об'ємна холодопродуктивність, величиною якої визначаються розміри компресора; відношення тисків, більш низькі значення якого обумовлюють більш високі робочі коефіцієнти компресора. Для обґрунтування можливості заміни холодоагентів R134a і R404a на холодоагенти «нового покоління» R1234yf, R513a і R448a зроблено порівняння циклів холодильних машин і циклів теплонасосних установок для зазначених холодоагентів на одних температурних рівнях. Для побудови циклів процесів, що характеризують роботу холодильних установок, були прийняті такі температури: температура кипіння –15 °С, температура конденсації 30 °С; для побудови циклів процесів, що характеризують роботу теплонасосних установок: температура кипіння 5 °С, температура конденсації 40 °С. За вихідними даними були побудовані цикли холодильної та теплонасосної установок на lgp-h діаграмах для кожного досліджуваного холодоагенту. На рисунках наведені цикли для однокомпонентного холодоагенту R1234yf і сумішевих холодоагентів R448a і R513a. Пропоновані озонобезпечні холодоагенти практично не поступаються замінним холодо­агентам за основними показниками ефективності роботи холодильної машини: питомої масової холо­допродуктивності і холодильного коефіцієнта. При використанні пропонованих холодоагентів масова витрата зменшиться в 1,8 рази, споживана потужність теплонасосних і холодильних систем змен­шиться в 1,4 рази, проте вартість даних холодоагентів у 10 разів більше вже використовуваних холодоагентів

Запропоновано метод оцінки критичних параметрів важких алканів шляхом екстраполяції експериментальних даних, що відображають залежність густина-температура в області між температурами плавлення і кипіння до критичної температури включно. Одержано аналітичний вираз для апроксимації рідинної вітки бінодалі. Знайдено значення критичних параметрів С13Н28, С15Н30, С18Н38, С20Н42, С24Н50, С25Н52, С30Н62, С32Н66, С36Н74 та проведено аналіз і порівняння зі значеннями, взятими з літературних джерел. На прикладі взятих з літератури результатів прецизійних досліджень пропану виконана оцінка можливих погрішностей.

У статті наведено результати термодинамічного аналізу комбінованої компресорно-ежек­торної холодильної машини (КЕХМ). Технологічна схема КЕХМ являє собою дві самостійні машини: парову компресорну холодильну машину (ПКХМ) і ежекторну холодильну машину (ЕХМ), що працюють за індивідуальними циклам. ПКХМ – двоступенева машина з R744, у якій відведення тепла здійснюється за транскритичними температурами. ЕХМ – ежекторна холодильна машина з двоступеневою генерацією, яка є утилізаційною машиною по відношенню до ПКХМ. Робочою речовиною ЕХМ є R601b, що входить до групи природних холодоагентів. Утилізація високотемпературного тепла, що є прямим скиданням ПКХМ, сприяє підвищенню енергетичної ефективності ПКХМ і зменшенню витрати зовнішнього охолоджуючого середовища. Доведено, що досягнення максимальної ефективності КЕХМ можливо тільки за певного поєднання ключових параметрів, що забезпечують максимальне ефективне використання регенерації тепла між циклами ПКХМ і ЕХМ. Такими параметрами визначено: тиск R744 в газовому охолоджувачі pОХ, температури генерації tГ у верхньому і нижньому ступенях генератора ЕХМ і температура кипіння t0Е у випарнику ЕХМ. Основою для дослідження обрано енергетичні аналізи циклів ПКХМ і ЕХМ, як відокремлених, так і об’єднаних в систему через загальні характеристики. Результати розрахунків комбінованої холодильної системи для температур кипіння від –30°C до 0°C з використанням холодо­агенту R601b в ежекторному холодильному циклі показують, що СОРПКХМ досягає 1,88-3,62 за високим СОРЕХМ, що дорівнює 0,41-0,51. При цьому відносне зростання ΔСОР/СОРПКХМ порівняно із звичайним двоступеневим циклом ПКХМ з R744 становить 25,4-30,3%. Впровадження комбінованих компресорно-ежекторних машин на екологічно чистих робочих речовинах є перспективним напрямком удосконалення комерційної холодильної техніки

У статті представлено результати дослідження роботи повітроохолоджувачів методом комп’ютерного моделювання. Специфічні умови роботи низькотемпературних повітроохолоджувачів пов’язані з інеєутворенням на поверхні теплообміну в процесі експлуатації. Автором проведено аналіз процесу інеєутворення в повітроохолоджувачах при зміні режимних параметрів експлуатації теплообмінного апарату та параметрів повітря в холодильній камері. Дослідження роботи повітроохолоджувача проведено для наступних умов: температура кипіння холодильного агенту t0=-100С, температура повітря в холодильній камері tкам=-2;-3;-4;-5;-6;-70С та відносна вологість φ=95;90;80;70%. Результати дослідження показують вплив на динаміку наростання шару інею на поверхні повітроохолоджувача вищезазначених параметрів та енергетичні характеристики теплообмінника при заміні робочого тіла холодильної установки. Використання описаного в статті алгоритму обробки результатів підбору серійного теплообмінного обладнання дозволяє оперативно оцінити експлуатаційні характеристики повітроохолоджувачів.

Наведено аналіз існуючих даних з проблеми виникнення, зберігання, транспортування та сепарації вод, що містять нафту морських суден. Розглянуто компонентний стан забруднених нафтою вод як дисперсної системи. Зазначено, що методи, які забезпечують значення концентрації нафтопродуктів на виході з системи очищення менш ніж 15 млн-1, характеризуються складністю своєї технічної реалізації та великими витратами (економічними, енергетичними, матеріальними) на поточне обслуговування. Для розподілу вод, що містять нафту запропоновано варіант холодного кипіння рідини за рахунок використання гідромеханічного процесу суперкавітації всередині робочої камери. Показано, що застосування запропонованого способу очищення вод забезпечують залишкову концентрацію не більше ніж 5 млн-1. Доведено, що розроблена установка для сепарації суднових вод, що містять нафту характеризується малими енергетичними затратами та забезпечується стандартним комплексом робот на технічну експлуатацію, технічне обслугову-вання та ремонт.

Стаття присвячена дослідженням крохмальної патоки як об’єкту розпилювального сушіння в системі «крапля-парогазове середовище» на експериментальному стенді сушіння одиничних крапель у потоці нагрітого теплоносія. Рідкий концентрат крохмальної патоки з вмістом сухих речовин 78-83% має високов’язку консистенцію, що викликає ускладнення в багатьох технологічних процесах. Отримання її у формі сухого порошку методом розпилювання дозволить поліпшити умови використання та розширити галузі її застосування. Наявність цукристих речовин у складі відносно кислих розчинів сприяє прояву властивостей, характерних для аморфних речовин та полімерних матеріалів. За рахунок цього крохмальна патока належить до категорії термопластичних матеріалів – одних з найскладніших об’єктів розпилювального сушіння. Здатність до висушування колоїдної системи, якою є крохмальна патока, а також адгезійність висушених часток у камері розпилювальної сушарки, закладені в її фізико-хімічних характеристиках та реологічних властивостях. Саме вони визначають кінетику сушіння крапель її розчинів, морфологію та міцність висушених часток під впливом різних температурних режимів. Дослідження процесу сушіння крапель крохмальної патоки з масовою часткою редукуючих речовин 38-42% проводились з розчинами концентрацією сухих речовин 40%, 45%, 50%, 55%, 60% і температурах теплоносія 140 оС, 160оС, 180оС, 200оС. Встановлено, що при вмісті сухих речовин у розчинах ≥50% і підвищенні температури теплоносія до 200оС відбувається миттєве зростання градієнтів концентрації та тиску на поверхні щільної непроникливої оболонки висушуваної краплі, що характерно для колоїдних систем. Свідченням тому є наведені фотоматеріали різких змін форми, розмірів та структури крапель у стадіях кипіння та досушування. Більш того, різке зростання дифузійного опору процесам вологопереносу призводить до утримання залишкової вологи всередині кралі. Підтвердженням тому стало зафіксоване в процесі вивчення фізичного стану висушених крапель (часток) даних розчинів (≥50%) кипіння водяної пари у вигляді бульбашок, які виникали з отворів крапель під час їх зондування у потоці теплоносія. Більшу здатність висушуватись до сухого стану, визначену за кінетичними залежностями відносної тривалості зневоднення крапель до крапки кр.3, встановлено для розчинів з концентрацією <50% при температурі теплоносія 180-190оС. Однак, у потоці теплоносія висушені краплі усіх досліджених концентрацій розчинів патоки перебували у в’язко-пластичному стані і проявляли адгезійність. За результати аналізу фізичного стану висушених крапель крохмальної патоки у потоці теплоносія та поза його межами лише після охолодження частки набували твердості при відсутності адгезійних властивостей.

. Стаття присвячена дослідженням крохмальної патоки як об’єкту розпилювального сушіння в системі «крапля-парогазове середовище» на експериментальному стенді сушіння одиничних крапель у потоці нагрітого теплоносія. Рідкий концентрат крохмальної патоки з вмістом сухих речовин 78-83% має високов’язку консистенцію, що викликає ускладнення в багатьох технологічних процесах. Отримання її у формі сухого порошку методом розпилювання дозволить поліпшити умови використання та розширити галузі її застосування. Наявність цукристих речовин у складі відносно кислих розчинів сприяє прояву властивостей, характерних для аморфних речовин та полімерних матеріалів. За рахунок цього крохмальна патока належить до категорії термопластичних матеріалів – одних з найскладніших об’єктів розпилювального сушіння. Здатність до висушування колоїдної системи, якою є крохмальна патока, а також адгезійність висушених часток у камері розпилювальної сушарки, закладені в її фізико-хімічних характеристиках та реологічних властивостях. Саме вони визначають кінетику сушіння крапель її розчинів, морфологію та міцність висушених часток під впливом різних температурних режимів. Дослідження процесу сушіння крапель крохмальної патоки з масовою часткою редукуючих речовин 38-42% проводились з розчинами концентрацією сухих речовин 40%, 45%, 50%, 55%, 60% і температурах теплоносія 140 оС, 160оС, 180оС, 200оС. Встановлено, що при вмісті сухих речовин у розчинах ≥50% і підвищенні температури теплоносія до 200оС відбувається миттєве зростання градієнтів концентрації та тиску на поверхні щільної непроникливої оболонки висушуваної краплі, що характерно для колоїдних систем. Свідченням тому є наведені фотоматеріали різких змін форми, розмірів та структури крапель у стадіях кипіння та досушування. Більш того, різке зростання дифузійного опору процесам вологопереносу призводить до утримання залишкової вологи всередині кралі. Підтвердженням тому стало зафіксоване в процесі вивчення фізичного стану висушених крапель (часток) даних розчинів (≥50%) кипіння водяної пари у вигляді бульбашок, які виникали з отворів крапель під час їх зондування у потоці теплоносія. Більшу здатність висушуватись до сухого стану, визначену за кінетичними залежностями відносної тривалості зневоднення крапель до крапки кр.3, встановлено для розчинів з концентрацією <50% при температурі теплоносія 180-190оС. Однак, у потоці теплоносія висушені краплі усіх досліджених концентрацій розчинів патоки перебували у в’язко-пластичному стані і проявляли адгезійність. За результати аналізу фізичного стану висушених крапель крохмальної патоки у потоці теплоносія та поза його межами лише після охолодження частки набували твердості при відсутності адгезійних властивостей

Investigated in large sample (over 2770 objects) the patterns of relationship between melting points (TM) and boiling point (TB) of simple substances (chemical elements) and different chemical compounds, inorganic and organic nature. The detected temperature ratio parameter to correlation with amount of molar volume (VE) and specific density (dE) for the 118 today known elements. Found the strict formula mating with other physical-chemical parameters and constants. Able to predict and refine TM, TB, VE and dE of the chemical elements all Tran's uranium series. It is show that the correlation equations of lines of distribution of simple substances (chemical) compounds of organic and inorganic nature in the form of functions: ТM = f(ΔТMB), ТB = f(ΔТMB), where ΔТMB = (ТB−ТM), and the boundaries of their special zones clearly correlated to the level of simple mathematical formulas with the fundamental constants. In particular next constant: the fine structure (αo = 0.0072973524; constant of gravitation (G = 6.67428×10–11 m3·(c·kg)–2; the electric impedance (Zo = cμo = 376.73031); a molar volume (Vo = 0.0224139682 m3·k-mol–1; a specific energy chemical connection ΔGo = 395458.1716 J·mol–1; and gravity radius (equally weighted according to Kepler's laws) r⊙ = 1467.584624 m, and others. It is also shown that areas of selected points (Тi) on the function of the ТM = f (ΔТMB), for which ТM = Тi, the approximation lines on the function of ТB = f(ΔТMB), are linear in nature. This lines have characteristic coefficients: y = 1.00092660467x + 302.179177315, and tangent of an angle whose angle to the axis of the horizontal axis tg(α)К = 1.0016259582, the simple ratio of universal physical-chemical molar volume constant [(tg3α)К / (2·103)]½ ≈ Vo = 0.0224139682 m3·k-mol–1. Found almost simultaneous move two periodicals dependencies molar volume VE elements and their temperature coefficient kt = (ТB + ТM) / (ТB – ТM) from the sequence number of the chemical elements. Based on this fact, was made the forecast values of VE, and calculated on the specific density (dE) t of the all elements Tran's uranium series items. Conducted a comparison of the stability of atoms and stars on the example of the analysis of the periodic dependence of the specific density (dE) all of the 118 known elements today from their serial number. Also was the proposed graduation of four a limited bounders, and eight zones of stability to the same a stars stability of the transitions in similar vision in accordance with the periodic changes in the properties of the respective chemical elements with same mass multiplicity sight for cosmological masses. Namely, for the stars − M* = MЕ×M⊙ same as for the atomic masses same − mЕ = MЕ×mu. In addition, show that limit for atoms and you allow vision grown to the multiplicity of the masses (308 ÷ 312) of the respective units, i.e. sight (M*)max = (308 ÷ 312)×M⊙, as for atoms − (mE)max = (308 ÷ 312)×mu corresponding isotope of the elements with sequential numbers from NЕ with 118 to 126.

Радіаційний вплив джерел іонізуючого випромінювання, які сьогодні широко застосовуються у світі, можна вважати одним із небезпечних техногенних факторів, якій може мати негативний вплив на людину та навколишнє середовище. Лазерний метод дезактивації базується на випаро-вуванні оксидних плівок під впливом випромінювання. Під дією випарювального механізму лазерне випромінювання повинно за час імпульсу нагріти верхній шар плівки до температури кипіння та випарити його. Даний метод є актуальним тому, що у світі зростають вимоги до екологічної безпеки, це дає можливість створення компактної, енергоефективної лазерної установки. На відміну від існуючих лазерних енергоефективних установок, детонаційна лазерна система надасть можливість суттєво впливати та швидко здійснювати дезактивацію забруднених поверхонь радіоактивними ізотопами за рахунок випаровування оксидних плівок під дією випромінювання. Детонаційні технології відносяться до критичних технологій, на основі яких можуть бути реалізовані пульсуючі детонаційні системи, наприклад, пульсуючі детонаційні двигуни, детонаційні лазери, магнітогідродинамічні генератори з детонаційним згоранням палива, системи ініціювання об’ємного вибуху, тощо. Впровадження цих систем на озброєнні та військовій техніці може суттєво змінити сферу їх застосування. Середня потужність лазера може досягати 100 кВт і вище. При цьомузастосування суміші як джерела енергії, робить систему не тільки компактною, але і малою по масі у відношенні до існуючих подібних систем. Довжина хвилі за рахунок формування випромінювання в далекій інфрачервоній області становитиме 10,6 мкм.

Концентрати неону, гелію, криптону і ксенону здобувають з атмосфери в якості побічних продуктів при переробці в повітророздільних установках великих обсягів атмосферного повітря. Основними джерелами неону і гелію в Україні є кисневі цехи металургійних і хімічних комплексі. Сира неоногелієва суміш, містить в собі близько 50% побічних домішок, основною з яких є азот. Зниження кількості домішок в продукті особливо важливо в разі значної віддаленості джерела сировини від ділянки його остаточної переробки. Збагачення неоногелієвої суміші дозволяє знизити транспортні витрати та спростити глибоку адсорбційну очистку, що практикуються в технології отримання чистого неону та гелію.У даній статті проведено порівняльний аналіз варіантів забезпечення кріогенних температур, що можуть використовуватись в технологіях первинного збагачення неонгелієвої суміші. Серед них: рідкий азот, киплячий в умовах вакууму, ежектор, який працює в сукупності з вакуумом-насосом та як окремий пристрій, безмашинні вихрові апарати, що використовують наявний перепад тиску в ступенях фазового сепаратора. Найбільш поширеним варіантом охолодження фазових сепараторів є розімкнутий холодильний «цикл» з рідким азотом в якості робочої речовини. Однак, температура кипіння азоту при атмосферному тиску не забезпечує бажаної концентрації неону і гелію на виході з апарату. Розглянуто альтернативні способи охолодження сепараторів, які забезпечують пониження температури нижче 68 К. Завдяки цьому досягнуто додаткове збагачення цільових продуктів на виході з фазового сепаратора (дефлегматора).

Реальним робочим тілом парокомпресійних холодильних машин є розчини холодоагенту в компресорних мастилах. Однак питання впливу домішок компресорного мастила в холодоагенті на показники ефективності компресорної системи залишаються недостатньо вивченими зважаючи на відсутність в літературі інформації про калоричні властивості розчинів холодоагент / компресорне мастило. У статті представлені результати експериментального дослідження ізохорної теплоємності у двофазній області розчинів диметилового ефіру (DME) в триетиленгліколі (TEG). Об'єкти дослідження розглядаються в якості модельної термодинамічної системи при вивченні калоричних властивостей реальних робочих тіл парокомпресійних холодильних машин - розчинів холодоагентів в компресорних мастилах. Експериментальні дослідження калоричних властивостей розчинів DME / TEG і їх компонентів виконані методом монотонного нагріву в адіабатичному калориметрі в діапазоні температур 243,15 < T < 333,15 К і при концентраціях DME 0,241,0; 0,606% і 0,746 кг/кг. Розширена невизначеність отриманих експериментальних даних по ізохорній теплоємності у двофазній області не перевищує 0,75%. З використанням отриманої експериментальної інформації про ізохорну теплоємність у двофазній області були розраховані значення питомих ізохорної і ізобарної теплоємностей, ентальпії та ентропії на лінії кипіння. В роботі виконано аналіз температурної і концентраційної залежності калоричних властивостей розчинів диметилового ефіру в триетиленгліколі. Показано що домішки TEG істотно впливають на значення калоричних властивостей розчинів DME / TEG. Отримані дані по калоричних властивостях розчинів DME / TEG вказують на необхідність врахування впливу домішок компресорних мастил на термодинамічні властивості реальних робочих тіл парокомпресійних холодильних машин і значення параметрів ефективності термодинамічного циклу при розробці нового і вдосконалення старого холодильного обладнання.

Останні роки спостерігається підвищений інтерес до застосування вуглеводневих холодоагентів у парокомпресійному холодильному обладнанні. Але в літературі практично відсутні данні з кривої розшарування розчинів холодоагенту R290 в синтетичних компресорних мастилах та данні з молярної маси цих мастил. Ця інформація потрібна для моделювання теплофізичних властивостей розчинів холодоагент/мастило. У статті наведено результати дослідження середньої моляр­ної маси поліефірного компресорного мастила ProEco® RF 22S і алкілбензольного компресорного мастила RENISO SP46, які рекомендоване для використання у холодильному обладнанні з холодоагентом R290. Розглянуто методичні проблеми, пов’язані з експериментальним вивченням молярної маси компресорних мастил. Визначення молярної маси виконано ебуліоскопічним методом. Наведено опис експериментальної установки, що реалізує ебуліоскопічний метод, методика проведення дослідження та результати проведених тарувальних експериментів. Розширена невизначеність отриманих даних не перевищує 5%. Наведено опис експериментальної установки для дослідження параметрів фазової рівноваги розчинів холодоагенту у компресорному мастилі. Наведено результати експериментального дослідження розчинності холодоагенту R290 в компресорних мастилах ProEco® RF 22S і RENISO SP46 в інтервалі температур від мінус 58 до 62 °С і широкому інтервалі концентрацій холодоагенту. Показано, що холодоагент R290 розчиняється в компресорних мастилах ProEco® RF 22S і RENISO SP46 у всьому інтервалі параметрів стану характерних для роботи холодильного обладнання, в якому застосовується холодоагент R290. З урахуванням отриманих даних компресорні мастила ProEco® RF 22S і RENISO SP46 рекомендовані для застосування в холодильному обладнанні при температурах кипіння вище мінус 30 °С

В роботі показано, що система отримання води з атмосферного повітря з джерелом тепла від сонячних колекторів і з абсорбційним водоаміачним термотрансформатором тепла (АВТТ), з підтискаючим бустер-компресором перед конденсатором, може бути працездатною з джерелами тепла від 85 °С. Порівняльний аналіз енергетичних витрат на стиснення пари робочого тіла в АВТТ з підтискаючим бустер-компресором і в парокомпресорному термотрансформаторі тепла (ПКТТ) показав перевагу АВТТ, як при експлуатації в помірному, так і тропічному кліматі. Проведено розрахунки максимальної енергоефективності АВТТ, яка в розглянутому діапазоні параметрів досягається при тиску генерації 1,0 МПа, і в умовах помірного клімату залежить від масової частки «міцного» водоаміачного розчину (ВАР) та температури випаровування. Найбільш енергоефективним є режим роботи АВТТ з температурою в випарнику 5 °С. У цьому випадку має місце і мінімальна кратність циркуляції ВАР, що знижує витрату робочого тіла і, відповідно, теплове навантаження генератора та спрощує рішення задачі охолодження абсорбера. Практично у всіх розглянутих кліматичних зонах з дефіцитом водних ресурсів процес отримання води з атмосферного повітря найбільш енерговитратний в зимовий період року, а найбільш енергоефективний – в літній. У літній період року питомі енерговитрати чисельно однакові при зміні кінцевої температури в процесі охолодження від 5 до 15 °С. Це дозволить організувати енергозберігаючий процес роботи термотрансформаторів тепла різного типу за рахунок підвищення температури кипіння у випарнику. Розроблено варіант системи отримання води в транспортному виконанні, яка призначена для роботи в польових умовах в автономному режимі

Міждисциплінарний характер нових цілей, спрямованих на розробку робочих матеріалів для екологічно чистих технологій вимагає більш динамічного використання інформаційних технологій (ІТ) для забезпечення правильних компромісних рішень у конкурентному середовищі. Машинне навчання (ML) — це частина методологій штучного інтелекту (AI), яка використовує алгоритми, які не є прямим рішенням проблеми, а навчаються за допомогою рішень незліченної кількості подібних проблем. Машинне навчання відкрило новий шлях у дослідженні термодинамічної поведінки нових речовин. Різні обчислювальні інструменти були застосовані для вирішення актуальної проблеми - прогнозування фазової поведінки soft речовин під значними екзогенними впливами. Метою цього дослідження є розробка нової точки зору щодо прогнозування термодинамічних властивостей м'яких речовин за допомогою методології, яка передбачає штучні нейронні мережі (ANN) та глобальну фазову діаграму для забезпечення кореляції між структурою та властивостями. В роботі представлено застосування машинного навчання в інженерній термодинаміці для прогнозування азеотропної поведінки бінарних холодоагентів і визначення коефіцієнта продуктивності (COP) для роботи органічного циклу Ренкіна (ORC). За даними про кипіння та критичні точки. Запропоновано новий підхід до прогнозування утворення азеотропного стану в суміші, який розроблено та представлено. Цей підхід використовує синергію нейронних мереж та методології глобальної фазової діаграми для кореляції азеотропних даних для бінарних сумішей на основі лише критичних властивостей та ацентричного коефіцієнта окремих компонентів у сумішах холодоагентів. Це не вимагає інтенсивних розрахунків. Побудова кореляцій ANN між інформаційними атрибутами робочих рідин та критеріями ефективності циклу Ренкіна звужує область компромісів у просторі конкурентних економічних, екологічних та технологічних критеріїв

Гавриш П. А., Грибков Е. П. Метод прокатування крайок міді для зменшення ризику утворення евтектик зварного шва // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 2 (49). - С. 163-168. Метою дослідження є аналіз причин утворення кристалізаційних тріщин при зварюванні міді зі сталлю. Основні особливості зварювання міді зі сталлю: низька розчинність міді в залозі і заліза в міді; відмінності в температурах плавлення, кипіння, в структурі і властивостях металів; можливість утворення крихких кристалізаційних прошарків і евтектик довкола зерен в зварному шві; широкий інтервал кристалізації і спорідненість міді до кисню. Виконані експериментальні дослідження геометричних методів регулювання термічного стану при зварюванні. Термічний стан деталей при зварюванні можна регулювати тепловлкладенням кожного металу. Збільшуючи кут оброблення кромок збільшується кількість наплавленого електродного металу, а значить і збільшується тепловкладення цього металу. Для міді кут оброблення кромок більш ніж для сталі, оскільки теплопровідність міді в 6 разів більше теплопровідності стала. Мідь швидше нагрівається і швидше охолоджується, тому для оптимізації теплового стану доцільно за рахунок збільшення наплавленого металу підтримати загальний тепловий стан більш рівномірним. Уточнені кути оброблення кромок деталей при зварюванні окремо для міді і для сталі. Підвищена якість зварних швів різнорідних металів шляхом застосування аналізу конструктивного виконання зварного шва. Досліджений перспективний метод оброблення кромок міді для зварюванні. Використовуючи плющення кромок, в міді створюється анізотропія властивостей метала, що приводить при зварюванні до зниження кількості евтектичних утворень в зварному шві. При розробці технології плющення кромок міді, виконано облік енергосилових параметрів процесу. Розраховані поля еквівалентних пластичних деформацій при плющенні кромок міді залежно від міри обтискання.

Перехід сучасного суспільства до інформаційної епохи свого розвитку висуває як одне з основних завдань, що стоять перед системою освіти, завдання формування основ інформаційної культури майбутнього фахівця. Процеси модернізації та профілізації вітчизняної шкільної освіти так само, як і модернізації вищої освіти (участь у створенні єдиного європейського простору, впровадження дистанційної освіти тощо) ведуться на базі інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Метою даної статті є обговорення ролі сучасних комп’ютерних моделей у навчанні хімії, та проблеми якості відображення реальних хімічних процесів у комп’ютерних моделях, якими є віртуальні хімічні лабораторії.Дидактична роль нових інформаційних технологій полягає, перш за все, в активізації пізнавальної діяльності і творчого потенціалу учнів [5]. Необхідно створювати умови, аби учень став активним учасником навчального процесу, а вчитель був організатором пізнавальної діяльності учня. Адже вивчення будь-якої навчальної дисципліни – не мета, а засіб розвитку особистості. Ефективність застосування комп’ютерів у навчальному процесі залежить від багатьох чинників, у тому числі й від рівня самої техніки, від якості навчальних програм і від методики навчання, що застосовується вчителем. Більшість педагогів переконані в тому, що комп’ютер є потужним засобом для творчого розвитку дітей, дозволяє звільнитися від багатьох рутинних видів роботи і розробити нові ідеї в методиці навчання, дає можливість вирішувати більш цікаві і складні проблеми [5].Будь-який ілюстративний матеріал (мультимедійні й інтерактивні моделі в тому числі) значно розширюють можливості навчання, роблять зміст навчального матеріалу більш наочним, зрозумілим, цікавим. Не можна скидати з рахунків і психологічний чинник: сучасному учневі чи студенту набагато цікавіше сприймати інформацію саме в інтерактивній формі, ніж за допомогою застарілих схем і таблиць. Використання комп’ютерних моделей, комп’ютерних засобів візуалізації значно підвищує ефективність засвоєння матеріалу[5].Сучасні школярі, які здебільшого є представниками «покоління відеоігор», орієнтовані на сприйняття високоінтерактивного, мультимедіа насиченого навчального середовища. Згаданим вище вимогам якнайкраще відповідають освітні програми, що моделюють об’єкти і процеси реального світу і системи віртуальної реальності. Прикладом таких навчальних систем є віртуальні лабораторії, які можуть моделювати поведінку об’єктів реального світу в комп’ютерному освітньому середовищі і допомагають учням опановувати нові знання й уміння в науково-природничих дисциплінах, таких як хімія, фізика і біологія [3].Хімія – наука експериментальна, її завжди викладають, супроводжуючи демонстраційним експериментом. Ні для кого не є секретом, що матеріальний стан більшості шкіл в Україні є, м’яко кажучи, неідеальним. Дуже часто для демонстрації хімічного досліду не вистачає необхідних реактивів чи обладнання, тому доводиться обходитись теоретичним розглядом лабораторної роботи або проводити один дослід на весь клас. У такому випадку на допомогу вчителеві приходять саме спеціалізовані комп’ютерні програми, на кшталт віртуальних хімічних лабораторій, що дозволяють провести (саме провести, а не спостерігати) дослід у наближених до реальності умовах. Також, наприклад, при вивченні токсичних речовин, зокрема галогенів, віртуальне середовище надає можливість проводити хімічний експеримент без ризику для здоров’я учнів [4].На даний момент розроблена велика кількість навчальних програм для шкільного курсу хімії. Жодна з цих програм не є досконалою, проте сам факт їх створення свідчить про те, що в них існує потреба і вони мають безперечну цінність. Для того, щоб у дитини виник інтерес до співпраці з комп’ютером і в процесі цієї спільної творчості стійка пізнавальна мотивація до вирішення освітніх, дослідницьких завдань, необхідне створення таких умов, при яких учень стає безпосереднім учасником подій, що розвиваються на екрані монітора, тобто умов для повноцінного діяльнісного підходу до навчання.Умова успішного застосування комп’ютерних моделей в освітньому процесі сучасної школи закладена в добре відомих принципах педагогіки співпраці, які можна перефразовувати так: «не до комп’ютера за готовими знаннями, а разом з комп’ютером за новими знаннями» [3].Головна перевага віртуальних хімічних лабораторій полягає в тому, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити такі досліди, виконання яких в реальній лабораторії може бути небезпечне або коштує надто дорого. Звичайно, за допомогою віртуальних дослідів не можна опанувати навички реального хімічного експерименту, але віртуальні досліди можуть застосовуватися, наприклад, для ознайомлення учнів з технікою виконання експериментів, хімічним посудом і устаткуванням перед безпосередньою роботою в лабораторії. Це дозволяє учням краще підготуватися до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімічній лабораторії. Також проведення віртуальних експериментів допомагає учням та студентам засвоїти навички запису спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. Іще слід наголосити на тому, що комп’ютерні моделі хімічної лабораторії за певних умов можуть спонукати учнів експериментувати і отримувати задоволення від власних відкриттів [3].За способом візуалізації розрізняються лабораторії, в яких використовується двовимірна, тривимірна графіка і анімація. Крім того, віртуальні лабораторії можна поділити на дві категорії залежно від способу представлення знань у предметній області. Віртуальні лабораторії, в яких представлення знань у предметній області засновано на окремих фактах, обмежені набором заздалегідь запрограмованих експериментів. Цей підхід використовується при розробці більшості сучасних віртуальних лабораторій. В таких програмах змінити умови проведення експерименту і одержати якісь інші результати неможливо. Інший підхід дозволяє учням проводити будь-які експерименти, не обмежуючись заздалегідь підготовленим набором результатів. Це досягається за допомогою використання математичних моделей, що дозволяють визначити результат будь-якого експерименту і відповідний візуальний супровід. На жаль, подібні моделі поки що можливі тільки для обмеженого набору дослідів [3]. Переваги і недоліки вищезгаданих програмних продуктів достатньо повно були висвітлені Т. М. Деркач, яка, до речі, пропонує використовувати термін «імітаційні хімічні лабораторії» [1; 2].Суттєвою перевагою таких віртуальних лабораторій як ChemLab (виробник: Model Science Software), Croсоdile Chemistry (Crocodile Clips Ltd), Virtual Lab (The ChemCollective) є можливість активного втручання учня у хід роботи, а не пасивне спостерігання за відеофрагментом чи анімацією, що запрограмовані заздалегідь. При виконанні лабораторної роботи за допомогою вищезгаданих програм учень може повторити її безліч разів, при цьому щоразу змінюючи один чи декілька параметрів на власний вибір. В більшості випадків (якщо дії учня не суперечать логіці і можливі для виконання і у реальній лабораторії) учень отримає правильні результати, що лише підкреслить ті закономірності, виявлення яких і було метою роботи. Скажімо у лабораторній роботі «Гравіметричне визначення хлорид-йонів» («Gravimetric Analysis of Chloride») у віртуальній лабораторії ChemLab учень чи студент може замість запропонованих в інструкції 5 г речовини, що містить хлорид-йони, взяти 3, чи 6, чи 10 г її. Але в кожному випадку він отримає і відповідну масу осаду арґентум хлориду, за якою, при виконанні обчислень, прийде до одних і тих самих результатів і висновків.Подібний підхід, коли учень може проявити власну ініціативу при виконанні роботи, дуже позитивно відбивається і на навчальних досягненнях і на зацікавленості учнів. Але разом з ініціативою учні можуть також підключити і власну фантазію – спробувати виконати такі дії, які не були передбачені сценарієм проведення даної роботи (наприклад, нагріти розчин до кипіння, або навпаки охолодити його до температури замерзання) просто із цікавості, тим більше, що у ChemLab можна використовувати обладнання, застосування якого не передбачалось сценарієм виконання роботи. Результати таких незапланованих дій можуть переноситись учнями і на відповідні об’єкти та процеси реального світу, а тому до віртуальних лабораторій завжди висувалась жорстка вимога суворої відповідності віртуальних об’єктів та процесів реальним об’єктам і процесам.Тут доводиться констатувати протиріччя, яке існує в середовищі користувачів віртуальних хімічних лабораторій: методистів, розробників, вчителів, учнів тощо. Справа в тому, що немає і, мабуть, не може бути єдиної думки з приводу того, наскільки повно віртуальні процеси повинні відтворювати об’єктивну реальність. З одного боку, чим більше віртуальний світ схожий на реальний, тим нібито краще – в такому випадку навчання хімії за допомогою віртуальних комп’ютерних лабораторій виходить на якісно новий, більш високий рівень, з’являється набагато більше можливостей і форм застосування навчальних лабораторій у навчанні хімії, зникають передумови для одержання хибних висновків при їх використанні. Але, з іншого боку, врахування найменших дрібниць і максимальної кількості можливих варіантів розвитку подій неминуче призведе до значного ускладнення комп’ютерних програм, суттєвого збільшення баз даних і, як наслідок, подорожчання та подовження часу на розробку відповідних програмних продуктів, та, скоріш за все, суттєво ускладнить використання таких програм людьми без спеціальної підготовки. Не кажучи вже про те, що передбачити всі можливі варіанти дій користувача у віртуальній лабораторії просто неможливо.Інша точка зору полягає в тому, що віртуальні хімічні лабораторії в першу чергу є моделями, тобто системами, що відтворюють, імітують, відображають принципи внутрішньої організації або функціонування, певні властивості, ознаки чи характеристики об’єкта дослідження (оригіналу). Модель завжди є спрощеною версією модельованого об’єкта або явища (прототипу), що в достатній мірі повторює властивості, суттєві для цілей конкретного моделювання (опускаючи несуттєві властивості, в яких вона може відрізнятися від прототипу).Подібне визначення поняття «модель» фактично означає, що такі програми як віртуальні хімічні лабораторії, не повинні перевантажуватись «зайвими дрібницями» – несуттєвими для виконання певної роботи чи досліду зовнішніми ознаками, фактами і процесами. Окрім того, так само як викладач не залишить без догляду учнів у реальній лабораторії, так і викладач, що застосовує віртуальну лабораторію на занятті, повинен бути постійно поруч з учнями, надаючи їм відповідних порад або роз’яснюючи результати спостережень, що викликали питання або сумніви. Таким чином, можна попередити формування в учнів хибних уявлень, неправильних висновків тощо.У представників обох точок зору є свої аргументи. Наприклад, при виконанні стандартної лабораторної роботи в середовищі програми ChemLab «Фракційне розділення солей» («Fractional Crystallization»), сутність якої полягає в тому, що учневі пропонується розділити суміш солей (натрій хлориду та калій дихромату), використовуючи їх різну розчинність у воді за різних температур. Подібні процеси досить поширені як в промисловості (виробництво калійних добрив), так і в лабораторії (перекристалізація солей з метою їх очищення), хоча і в більш складному вигляді. Хід роботи включає в себе такі стадії: відбір наважок солей певної маси; їх розчинення у воді кімнатної температури; нагрівання розчину до повного розчинення калій дихромату; охолодження розчину до 0оС; відділення осаду калій дихромату; зважування калій дихромату, що випав в осад, та відповідні розрахунки.Якщо прискіпливо проаналізувати дану роботу, в ній можна знайти ряд неточностей або спрощень:1) при розчиненні калій дихромату у воді розчин залишається безбарвним;2) відсутній тепловий ефект при розчиненні обох солей;3) не враховано взаємний вплив солей на їх розчинність;4) розчин солей при охолодженні до температури замерзання не кристалізується;5) температура кипіння розчину солей дорівнює температурі кипіння ізомолярного з ним розчину будь-якого неелектроліту;6) зважування одержаного калій дихромату можна провести з високою точністю без попереднього промивання і висушування;7) відсутність допоміжного лабораторного обладнання (штативів, тримачів, шпателів, вакуум-насосу тощо) та можливість відбору наважок речовин без використання терезів.Подібні неточності можна знайти і у всіх інших лабораторних роботах програми ChemLab, але в більшості випадків ці неточності неочевидні, і, найголовніше, не відбиваються ані на одержанні результатів експерименту, ані на їх інтерпретації.Крім того, застосовуючи інструментарій майстра LabWіzard, що дозволяє користувачу створювати власні лабораторні роботи у ChemLab, певну кількість подібних невідповідностей можна заздалегідь передбачити й усунути у створених власноруч лабораторних проектах.[2; 4]Викладач, що використовує віртуальні хімічні лабораторії, обов’язково повинен наголосити на тому, що у віртуальній хімічній лабораторії присутні певні спрощення та невідповідності з об’єктивною реальністю. У групі учнів, що мають високий рівень знань і хімічного мислення, можна навіть побудувати роботу на тому, щоб знайти і обговорити подібні неточності. Наприклад, в рамках курсу «Комп’ютерне моделювання хімічних процесів», що викладається на ІІІ курсі спеціальності «Хімія» у Криворізькому педагогічному інституті, при розгляді особливостей віртуальної лабораторії ChemLab перед студентами була поставлена задача обґрунтовано довести наближений характер розрахунку температури початку кипіння розчину натрій хлориду у даній програмі (в межах лабораторної роботи «Fractional Crystallization»). Студенти на основі другого закону РауляΔtкип=kеб*b – для розчинів речовин-неелектролітів (1)Δtкип=i*kеб*b – для розчинів речовин-електролітів; (2)де kеб – ебуліоскопічна константа розчинника, b – моляльна концентрація розчиненої речовини (моль/кг), і – ізотонічний коефіцієнт, обчислювали температуру початку кипіння для розчину натрій хлориду тієї концентрації, яку вони самі створили у віртуальній хімічній лабораторії. Далі утворений віртуальний розчин нагрівали до кипіння і зазначали температуру початку кипіння. Вона збігалась із розрахованою за формулою (1), тобто без урахування ізотонічного коефіцієнту, який для розчину натрій хлориду повинен наближатись до 2. Значить реальна Δtкип розчину майже вдвічі повинна була б перевищувати Δtкип розчину у віртуальній лабораторії. Висновок зроблений студентами: в даній лабораторній роботі з метою спрощення не враховувався процес іонізації солі, оскільки для моделювання процесів розчинення солей за різних температур він особливого значення не має.Подібний недолік комп’ютерної програми може створити незручності з одного боку, але може бути перевагою з іншого: на основі розгляду подібних фактів можна в цікавій і нестандартній формі залучити групу студентів до повторення навчального матеріалу з різних розділів хімії та розв’язку розрахункових задач.Таким чином, можна зробити висновок про те, що віртуальні хімічні лабораторії є безумовно ефективним інструментом в руках вчителя або викладача хімії. Кожна з віртуальних хімічних лабораторій є моделлю, що описує реальні явища і процеси, а тому неминуче містить ряд спрощень і неточностей, як в плані графічного відображення об’єктів, так і в плані причинно-наслідкових зв’язків між діями користувача та їх результатами у віртуальному середовищі. Головною метою проведення дослідів у віртуальних комп’ютерних лабораторіях є усвідомлення самої сутності явища, що вивчається, його головних закономірностей, а недосконалість візуальних чи інших ефектів має другорядне значення. Подальший розвиток і вдосконалення віртуальних хімічних лабораторій, скоріш за все, буде відбуватись у напрямку збалансування простоти представлення моделі та максимальної її реалістичності.Враховуючи все, сказане вище, можна з упевненістю сказати, що розробка і впровадження віртуальних хімічних лабораторій залишається одним з пріоритетних напрямків у процесі вдосконалення навчання хімії у середній та вищій школі.

Проведені дослідження, щодо застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожеж. Встановлено, що тонкорозпилена вода в закордонних джерелах трактується відповідно до відсоткового розподілу дрібних та великих крапель води, а в вітчизняних зазначено тільки дисперсність крапель води, а відсотковий розподіл не наведений. Визначена можливість її застосування для гасіння практично всіх речовин і матеріалів, в тому числі пірофорних, за винятком речовин, що реагують з водою з виділенням теплової енергії та горючих газів (висока ефективність при гасінні пожеж класів А, В, С, F та електроустановок під напругою). Встановлені критерії ефективності застосування засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою при цьому основним критерієм є розмір крапель води (дисперсність), другим інтенсивність подавання тонкорозпиленої води, а третім додавання добавок з метою підвищення вогнегасної ефективності. Встановлено, що критерії ефективності застосування тонкорозпиленої води для гасіння пожежі буде залежати на-самперед від технічних засобів пожежогасіння. Визначені техніко-економічні показники сучасних технічних засобів закордонних виробників до яких відносять принцип роботи за рахунок підвищеного тиску в системі, продуктивність насосу, об’єм (запас) вогнегасної речовини, загальна вага мобільної установки і вартість. Встановлена ефективність гасіння пожеж тонкорозпиленою водою, яка обумовлена підвищеним охолоджуючим ефектом за рахунок високої питомої поверхні крапель, рівномірним розподілом крапель води в зоні горіння, зниженням концентрації кисню і розведенням горючих парів і газів в зоні горіння парами води. На підставі цього проведено розрахунок впливу дисперсності тонкорозпиленої води під час подавання її в осередок пожежі за результатом якого встановлено, що відбір тепла від полум’я пожежі буде здійснюватися за рахунок нагрівання крапель води до температури кипіння, витрат тепла на пароутворення і витрат тепла на нагрівання пари води до температури середовища при пожежі

У багатьох комерційних підприємствах на реалізацію процесів охолодження припадає значна час­тина загального енергоспоживання підприємства. Для моніторингу справжнього споживання електроенергії під час безперервної роботи холодильних систем сформовано і методично обґрунтовано способи розрахунку енергоефективності. Основною вимогою до методики енергетичного аналізу таких систем є її базування на принципах і законах термодинаміки. Системним кордоном для порівняння ефективності холодильних та теплонасосних установок є теплова або холодильна потужність та температурний режим роботи. Машину, яка досліджується, призначено для під­приємства торгівлі з широким асортиментом продуктів з двома постійними температурними рівнями короткострокового зберігання. Відповідні холодопродуктивності різні за кількісними показниками, але постійні за часом. Визначення показників ефективності здійснено в системних кор­донах термодинамічного циклу та конструкційних особливостей елементів машини. Вид аналізу – порівняння енергетичної ефективності та габаритів циклів двох або більшої кількості машин з різними робочими речовинами. З використанням еталонних циклів здійснено числове моделювання процесів в теплофікаційній холодильній машині з робочими речовинами R404А та СО2 у єдиному робочому режимі. Розрахунки проведені для шести схемно-циклових рішень. Результатами розв’язання «енергетичної» задачі є дійсний коефіцієнт перетворення СОР. Аналіз показав низьку енергетичну ефективність одноступеневих циклів в режимі теплофікаційної машини з двома тем­пературами кипіння, одна з яких є низькотемпературною. Найвища ефективність у машин, які працюють за циклом двоступеневого стиснення з двома випарниками та детандером перед високотемпературним випарником. Результатами розвязання «транспортної» задачі є визначення теоретичної об’ємної холодопродуктивності компресорів (габариту циклу). Порівняльний аналіз результатів констатує, що габарит циклу з СО2 втричі менший за R404A. Рекомендація на перспективу – двоступенева машина з двома випарниками та проміжною посудиною з СО2. За розв’язанням усіх задач вказаний цикл має найкращі характеристики.

Досліджено процес комплексного очищення коксохімічних стоків від фенолів, роданідів, загального амоніаку та смолистих речовин із використанням глауконітової глини. У роботі використано природний і активований глауконіт, глауконіт в поєднанні з катіонним флокулянтом марки Extraflock P 70 та активоване вугілля марки УАФ (для порівняння ефективності очищення). Активацію природного глауконіту проведено 7 %-им розчином HNO3 при температурі кипіння – 95–100 °С, співвідношенні «мінеральний сорбент:розчин кислоти» 1:6 та часі активації 5 год. Встановлено, що кислотна активація призводить до зміни хімічного складу глауконіту та збільшенню питомої поверхні з 32 м2/г до 128 м2/г. За результатами термічного аналізу природного глауконіту зроблено висновок про фазові перетворення та хімічні реакції, які протікають у глауконітовій глині при нагріванні або охолодженні, по термічним ефектам, що супроводжують ці зміни та отримати якісну характеристику мінералу глауконіту. Встановлено, що максимальний ступінь очищення фенолів із промислових стоків становить до 50 % і досягається при використанні глауконіту в поєднанні з флокулянтом. Максимальний ступінь очищення від загального амоніаку складає 57–58 % при застосуванні активованого глауконіту та глауконіту з флокулянтом. Найменший ступінь очищення досягається при вилученні роданідів, що не перевищує 20 % для будь-якого адсорбенту. Найбільший ступінь очищення 96.8 % спостерігається при видаленні смолистих речовин глауконітом в поєднанні з флокулянтом. Активація глауконіту HNO3 призводить до збільшення сорбційної ємності на 5–15 % в залежності від полютанта. Ступінь очищення коксохімічних стоків від наведених полютантів активованим вугіллям складає 20 % від фенолів, 14 % від роданідів, 28 % від загального амоніаку та 72 % від смолистих речовин, відповідно. Отже, в промисловій практиці рекомендовано використовувати для комплексної переробки стоків глауконіт концентрацією 2 г/дм3 в поєднанні з 0,1 % розчином катіонного флокулянту об’ємом 30 см3/дм3 за тривалості обробки стоків 20–120 хв.

The increase in heat generated by electronic components requires a need to expand the range of two-phase heat exchangers for thermal stabilization of the components. The efficiency of the two-phase systems (heat pipes, steam chambers) can be improved by using metal-fiber capillary-porous structures. Experimental studies for the conditions close to the operating conditions of heat pipes and vapor chambers described in known publications are rather incomplete. The aim of this study is to determine the boundary heat fluxes for water boiling on porous structures under capillary soaking, to investigate the influence of saturation pressure and structural parameters on the boundary heat fluxes, and to determine the optimal structural parameters of porous samples, i.e. such parameters that would allow the highest possible values of critical heat fluxes under given conditions. The authors investigate 0.3 and 0.5 mm thick capillary structure samples made of copper fibers with a diameter of 10 to 50 μm and a porosity range of 65—85%. The study has found that reducing the saturation pressure from 0.1 to 0.012 MPa leads to a decrease in the boundary heat flux values by 15—40%, depending on the effective pore diameters. The study allowed establishing that the maximum heat flux values are achieved for the samples with an effective pore diameter of 60 to 80 μm. It was also found that for the 0.5 mm thick samples, the boundary heat fluxes are 5—20% higher than for the 0.3 mm thick samples. The decrease in saturation pressure has been found to lead to a decrease in the range of two-phase heat exchange systems. For a number of samples, the authors have obtained the optimal effective pore diameters ensuring the highest critical heat flux values in the studied range.

У зв'язку із збільшенням забруднення довкілля і економічними проблемами сучасності, постійно збільшується попит на вуглеводневий газ [1-4]. Цей газ призначений для використання як паливо, а також він використовується у якості сировини для органічного синтезу [1-3]. Для транспортування газу використовуються спеціалізовані судна-газовози, які можуть вміщати більш ніж 80000 м3 скрапленого газу. Досі існують невирішені проблеми, пов'язані із підвищенням ефективності, надійності і безпеки транспортування скрапленого газу на суднах-газовозах [2-4]. З метою аналізу, у тезах представлені деякі характерні схеми систем скраплення газів, що використовують на суднах-газовозах типу LPG, та властивості газів , які перевозяться цими суднами [5-7]. На сьогоднішній день зроблені важливі кроки з розвитку нових технологій для забезпечення більш ефективного скраплення вуглеводневих газів, які, у свою чергу, мають різноманітні властивості (див. табл. 1). Для того, щоб підтримувати температуру і тиск газу у танках у межах його визначених конструктивних можливостей, необхідно видаляти пари газу, що утворилися при його кипінні, сконденсувати їх і потім повернути назад у танк. Цей процес здійснюється на судні установкою скраплення газу

В роботі розглядаються шляхи одержання фітоекстрактів з різних груп рослинної сировини для харчової, фармацевтичної та парфумерно-косметичної промисловості з використанням інноваційних технологій адресної доставки енергії. В якості об’єктів досліджень розглянуто ефіроолійну сировину: лаванду, м'яту перцеву, квітки троянди та шипшини; фруктово-ягідну – сливові вичавки, та відходи кавового виробництва – кавове лушпиння. Наведено шляхи використання фітоекстрактів з розглянутої сировини у харчовій, фармацевтичній та парфумерно-косметичній промисловостях. Визначено основні перспективні для вилучення компоненти. В якості механізму, який дозволяє підвищити ефективність екстрагування цільових компонентів з розглянутої рослинної сировини розглядається бародифузія, яку ініціює мікрохвильове поле. НВЧ-електромагнітні хвилі виступають засобом адресної доставки енергії до мікро- та наноструктурструктур сировини. Для збереження термолабільних сполук у фітоекстрактах пропонується комбінування бародифузії з кипінням екстрагенту в умовах вакууму. Розглядається конструкція мікрохвильового вакуум-екстрактора. Розглянуто перспективи створення нових технологічних ліній переробки ефіроолійної сировини на основі нового мікрохвильового обладнання. Наведено дані по зразкам продуктів, одержаних за запропонованою технологією. При переробці лаванди та м’яти перцевої окрім екстрактів одержано ефірну олію та гідролати. Під час екстрагування фруктово-ягідної сировини вилучено ло 42% сухих речовин. Показано вплив мікрохвильового підведення енергії на вихід сухих речовин з лушпиння. Наведено результати з дослідження кінетики вилучення сухих речовин з сировини при різних режимах екстрагування. В результаті екстрагування кавового лушпиння у запропонованому інноваційному екстракторі одержано екстракти з високим вмістом кофеїну.

У статті розглядаються питання утилізації відходів олійної, харчоконцентратної, консервної промисловості. Пропонується задіяти технології екстрагування для вилучення цінних компонентів, які залишаються у відходах після виробництва основного продукту. Розглянуто можливість вилучення олій з лушпиння кави та макухи амаранту. Також досліджено екстрагування водо- та лугорозчинних фракцій з макухи амаранту як стадія вилучення цінного білка. Розглянуто екстрагування водорозчинних компонентів зі свіжих яблучних вичавок – фруктово-ягідних відходів. Інтенсифікувати процес екстрагування запропоновано шляхом підведення енергії у вигляді мікрохвильового випромінення, яке викликає у структурах сировини явище бародифузії, та забезпечення режиму кипіння екстрагенту, який організує постійний контакт свіжих порцій екстрагенту з сировиною. Для збереження термолабільних речовин та запобігання денатурації білка в екстракторі кипіння здійснюється у вакуумі. Показано результати вилучення олії та спирторозчинних компонентів лушпиння кави та макухи амаранту. Отримано кінетичні криві процесу екстрагування макухи амаранту водою та лужним розчином в умовах дії мікрохвильового поля та вакууму. Наведено порівняння кінетики екстрагування лугорозчинної фракції макухи амаранту із застосуванням адресної доставки енергії та при традиційному енергопідведенні. Показано значну інтенсифікацію процесу. Визначено питомі енерговитрати процесу. Отримано кінетичні криві процесу екстрагування яблучних вичавок водою при різних гідромодулях. Встановлено відсоток сухих речовин твердої фази, який переходить до екстракту. Визначено питомі енерговитрати на процесс одержання екстракту. Одержано продукт з аромтом яблук та вираженими желюючими властивостями.

Наведено результати досліджень впливу низової пожежі на перерозподіл елементів (Hg, As, Ba, Mg, Mn, Мо, Cd, Со, Cr, Cu, Pb, Zn, V, Ni) у дерново-підзолистих ґрунтах соснового лісу Полісся. Ґрунтові зразки містять в собі як рослинні, так і мінеральні компоненти. Мінеральна частина при низовій пожежі (400‒600 °С) не може зазнати будь-яких кардинальних змін, але рослинні компоненти перетворюються в золу і сажу, а це спричиняє підвищення значень рН ґрунтів. Висока порогова температура кипіння нечутливих елементів передбачає їх накопичення в ґрунті, тоді як чутливі і помірно чутливі легко випаровуються з органічної речовини при пожежі. Визначено, що на фоновій ділянці рН грунтів становило 4,2‒5,5, тоді як після пожежі – 5,5‒7,2. За допомогою термодинамічних розрахунків умов рівноваги природної системи "тверда фаза – розчин" нами було розраховано значення рН грунтів, за якими надходження металів до рослин буде оптимальним. Зі зміною фізико-хімічних показників ґрунтового покриву пов'язано і різну поведінку окремих елементів. За результатами термодинамічного моделювання встановлено, що при значенні рН 5,5 ґрунту цинк мігрує у формі вільних іонів і є доступним для рослин (до пожежі), а вже при 6 (після пожежі) переважає карбонатна форма, що робить елемент менш доступним. Ця ж залежність характерна і для інших металів – зі збільшенням значень рН ступінь доступності їх до рослин зменшується. Визначено ступінь накопичення чи розсіювання хімічних елементів після пожежі. Встановлено групу металів, вміст яких виявився на 20% більший, ніж на фоновій ділянці‒ Ba, Ni, Co, Cu, V, Cr , та біля 5 % ‒ Pb, Mo, Mg; ґрунти збідніли – Cd, Hg ( більше 20 %) та Zn, Mo, As (5‒10 %). Зроблено висновок, що лісові пожежі можуть змінювати фізико-хімічні умови ґрунтів, внаслідок чого буде змінюватися рослинність, що може привести до локальної зміни екосистеми в цілому.

Досліджувався процес екстрагування твердої речовини з капілярів циліндричної форми з метою визначення кінетики даного процесу. Твердою фазою служив купруму сульфат, який екстрагувався дистильованою водою. Екстрагування твердої фази складається з процесу розчинення цільового компоненту та дифузії розчиненої речовини у капілярі. Лімітуючою стадією даного процесу є дифузія компоненту всередині капіляру, що відбувається за законом молекулярної дифузії Фіка. У промислових умовах інтенсифікація процесу екстрагування відбувається за рахунок подрібнення твердого матеріалу або збільшення температури. У роботі досліджувався процес екстрагування в умовах вакуумування системи, при якому виникає кипіння рідини та утворення парової фази. Зародження, ріст та відрив парових бульбашок всередині капілярів приводить до переміщення рідини, що сприяє її заміні, створенні умов нестаціонарності, достачанні свіжої рідини до поверхні розчинення. Наведено експериментальну установку, методику виконання досліджень та експериментальні результати для капіляра діаметром 0,8 мм. Представлено графічно залежність переміщення зони розчинення у капілярі для трьох випадків за однакової температури 750С: розчинення під час механічного перемішування, постійного вакуумування та періодичного вакуумування. Найвища швидкість екстрагування відповідає періодичному вакуумуванню. Визначено ефективні коефіцієнти дифузії у капілярах та відношення коефіцієнтів за вакуумування до екстрагування в умовах механічного перемішування. Показано, що за постійного вакуумування процесу екстрагування швидкість екстрагування зростає у 2,8 рази; за періодичного вакуумування, при якому відбувається сплескування парової фази і переміщення рідини у капілярі, у 6,3 рази. The process of extracting of solid substance from cylindrical capillaries to determine the kinetics of this process was investigated. As the solid phase served sulfur sulfate, which was extracted with distilled water. Extraction of the solid phase consists of the process of dissolving of the target component and diffusion of the dissolved substance in the capillary. The limiting stage of this process is the diffusion of a component inside the capillary, which occurs under the law of molecular diffusion of Fick. In industrial conditions, the intensification of the extraction process occurs by grinding of a solid material or increasing of the temperature. In this paper, the process of extraction under conditions of vacuuming of the system, in which occurs boiling of the fluid and formation of a vapor phase, is investigated. The origin, growth and separation of the vapor bubbles within the capillaries leads to the displacement of the fluid, which facilitates its replacement, the creation of non-stationary conditions, the supply of fresh liquid to the surface of the dissolution. The experimental apparatus, methodology of research and experimental results for a capillary with a diameter of 0,8 mm are given. Graphically, the dependence of the displacement of the dissolution zone in the capillary is presented for three cases at the same temperature of 750С: dissolution during mechanical mixing, constant vacuuming and periodic vacuuming. The highest rate of extraction corresponds to periodic vacuuming. The effective coefficients of diffusion in the capillaries and the ratio of the coefficients of vacuuming to extraction under conditions of mechanical mixing are determined. It is shown that during the continuous vacuuming of the extraction process, the extraction rate increases in 2,8 times; for periodic vacuuming, at which there is an explosion of the vapor phase and the movement of liquid in the capillary, in 6,3 times.

Запропонована математична модель, яка враховує інерційну та термодинамічну складові осциляції бульбашок, теплообмінні процеси у рідині, теплообмін на границі бульбашки. Проведено дослідження динамічних характеристик газопарових бульбашок різних розмірів. Після виконаних розрахунків побудовано графіки зміни розміру бульбашки, її температури, швидкості руху, тиску парогазового середовища всередині бульбашки в часі. Встановлено, що кожен розмір бульбашок має свою частоту осциляцій. Розраховано швидкість гідратоутворення і встановлено, що вона набуває максимальних значень під час розігріву газового середовища всередині бульбашки. Поступово у в’язкій рідині осциляції затухають і процес гідратоутворення підтримується за рахунок відведення теплоти у зовнішні шари рідини. За термодинамічними характеристиками поверхні контакту рідкої та газоподібної фаз визначено кількість утвореного газового гідрату. Результати досліджень можуть застосовуватися для оптимізації різноманітних технологічних процесів, пов’язаних з кипінням, спученням матеріалів, утворенням газових гідратів та кавітацією у рідині