Journal articles on the topic 'Тепловий графік'

Актуальність теми дослідження. Сучасний стан багатоквартирних житлових будинків (ЖБ), побудованих до кінця 90-х років, потребує повної або часткової модернізації та значного підвищення енергоефективності. Крім заходів з енергозбереження, які активно впроваджуються як для будинку загалом, так і окремими власниками квартир, є проблема з розподілом теплоти між квартирами системами теплопостачання ЖБ. Постановка проблеми. Для умов централізованого теплопостачання в Україні типовим є недотримання температурного графіка подачі теплоносія, який відповідає проектним вимогам, і спроби забезпечення умов комфортності мешканцями індивідуально, без урахування системних зв’язків у центральному опаленні будівлі. Зважаючи на це, у роботі проведено аналіз показників роботи однотрубної проточної системи опалення та дотримання умов комфортності при експлуатації типової багатоквартирної 12-поверхової будівлі. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Враховуючи, що для підвищення рівня енергоефективності ЖБ значна увага приділяється питанням термосанації, питання розподілу теплоти в інженерних мережах будівлі лишаються недостатньо висвітленими та проаналізованими. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Недотримання температурних графіків систем опалення в багатоквартирних будинках із частковою заміною опалювальних приладів. Постановка завдання. Визначення відхилень в умовах експлуатації системи опалення будівель та створення математичної моделі розрахунку, яка дозволяє визначити та аналізувати тепловий стан приміщень багатоквартиних житлових будинків. Виклад основного матеріалу. Метою цієї роботи є аналіз показників роботи системи однотрубної проточної системи опалення та дотримання умов комфортності типових багатоквартирних житлових будинків. Висновки відповідно до статті. У роботі проведено аналіз показників роботи однотрубної проточної системи опалення та дотримання умов комфортності при експлуатації типової багатоквартирної будівлі. Для системного аналізу цих впливів за різних умов експлуатації в програмному середовищі Mathcad розроблено математичну модель для визначення теплового стану приміщень будівлі на прикладі одного стояка.

Рассмотрена задача о тепловом излучении идеального графена. В качестве основы взяты теоретические представления о поверхностных электромагнитных волнах и поверхностном импедансе. Вычислена интенсивность теплового излучения графена как функция частоты внешнего излучения. Обсуждается роль размерного эффекта теплового излучения в формировании широкополосного ("белого") излучения графеновой пены. Ключевые слова: графен, тепловое излучение, поверхностные электромагнитные волны, коэффициенты Френеля, поляризация, поверхностный импеданс.

Актуальность. Модернизация существующего теплоэнергетического оборудования является одним из приоритетных направлений развития энергетики. Внедрение газотурбинной установки в тепловую схему паросилового энергоблока с сохранением инфраструктуры станции может быть менее затратным вариантом по сравнению с сооружением новых энергоблоков парогазовых установок. Одним из малозатратных вариантов интеграции газотурбинных установок в тепловую схему паротурбинных энергоблоков является использование тепловой мощности котла-утилизатора для промежуточного перегрева отработавшего в паровой турбине рабочего тела с утилизацией оставшейся теплоты для нагрева питательной воды и основного конденсата. По сравнению с наиболее распространенными схемами с вытеснением регенерации в котел-утилизатор предложенный альтернативный вариант позволяет повысить тепловую экономичность паротурбинного контура. Такая схема уступает в тепловой экономичности схеме с параллельной генерацией пара в котле-утилизаторе, однако не требует испарительного контура, что упрощает проектирование котла-утилизатора. Проведенный анализ энергетических характеристик газотурбинных установок показал необходимость исследования схемы и параметров промежуточного перегрева для теплофикационных энергоблоков с учетом режимов работы паровой турбины. Объект: паротурбинный энергоблок Т–165/210–130 с газотурбинной надстройкой (ГТ-надстройкой) для промежуточного перегрева отработавшего в паровой турбине рабочего тела с утилизацией оставшейся теплоты для нагрева питательной воды и основного конденсата. Цель: выбор схемы и расчет оптимальных параметров промежуточного перегрева применительно к паротурбинному энергоблоку Т–165/210–130 с ГТ-надстройкой, анализ его основных показателей при работе по тепловому графику при изменении температуры промежуточного перегрева в котле-утилизаторе. Методы: системный анализ и математическое моделирование. Результаты. Разработана математическая модель и программа расчета предложенной схемы. Выполнен анализ особенностей, связанных с организацией промежуточного перегрева в котле-утилизаторе ГТ-надстройки. Показано, что эффективность работы теплофикационного энергоблока с промежуточным перегревом может быть повышена путем организации промежуточного перегрева в котле-утилизаторе ГТ-надстройки. Определено, что в этом случае наивысшая экономичность паротурбинного энергоблока с ГТ-надстройкой при работе в расчетном теплофикационном режиме достигается при температуре промежуточного перегрева ниже номинального значения.

Метою статті є аналіз застосування сезонного геотермального акумулювання (СГА) у системах сонячного централізованого теплопостачання (ССЦТ). Такі системи, що акумулюють теплоту, вироблену за рахунок сонячної енергії в теплий період року, з подальшим використанням акумульованої теплоти в холодний період року для забезпечення потреб теплопостачання, буде позначено в статті як ССЦТ-СГА. 
 Було виконано класифікацію ССЦТ-СГА та проаналізовано вибір СГА. Найоптимальнішим варіантом вважається акумулювання з використанням «штучних озер». Щодо інших варіантів, то вони переважно є дорожчими за вказане рішення.
 Що стосується впровадження ССЦТ-СГА, то серед факторів, які сприяли їх широкому розповсюдженню, були: зниження вартості сонячних колекторів, висока ціна на корисні копалини, наявність розгалужених систем теплопостачання, зниження температурного графіку в теплових мережах. Проте в умовах України впровадження ССЦТ-СГА наразі може бути значно ускладненим через значну кількість систем централізованого теплопостачання (ЦТ), що перебувають у вкрай занедбаному стані. 
 ССЦТ-СГА є порівняно новим видом систем ЦТ, вартість теплоти від них ще не є усталеною величиною, як і вартість самих систем. За рахунок постійного удосконалення, напрацювання нових технічних рішень та збільшення досвіду впровадження нових систем кінцева вартість теплопостачання від них постійно зменшувалась протягом минулих десятиліть. Тому в роботі розглянуто поточний стан досліджень щодо зменшення вартості ССЦТ-СГА та необхідні умови для ефективного впровадження ССЦТ-СГА. Як показав проведений економічний аналіз, зі збільшенням об’єму значно знижується вартість акумулятора, що дозволяє обґрунтувати його використання в ЦТ у разі високої щільності споживання теплоти. Бібл. 45, табл. 1, рис. 2.

Розглянуто експериментальні дослідження теплових фізичних характеристик кубічних кристалів високотемпературним методом.
 Високотемпературний рентгенівський метод має істотну перевагу, бо, використовуючи його, ми самостійно без додаткових даних про речовину (які дуже часто одержані різними методами з використаннями різних моделей) визначаємо низку важливих характеристик динаміки кристалічних граток речовини.
 Це єдина методика високотемпературного рентгенографування, застосована при дослідженнях, особливо доцільна при порівнянні фізичних властивостей кристалів у фазах ізоструктурних сполук певного класу (або ряду твердих розчинів металів) з певним типом кристалічних граток, структур типу NaCl, CsCl, CaB6, UB12 та інварних і пермалойних сплавів.
 Одержані залежності періодів кристалічних граток, коефіцієнтів термічного розширення, рентгенівської характеристичної температури та середньоквадратичних динамічних (і статичних в інварних і пермалоїдних сплавах) зміщень.
 Вперше проведено систематичне високотемпературне рентгенографічне дослідження ізоструктурних сполук кубічних гексаборидів MeB6 і додекаборидів MeB12. Встановлено, що для гексаборидів і додекаборидів ангармонізм теплових коливань атомів кристалічних граток зумовлений явною температурною залежністю , а не об’ємним розширенням кристалічної гратки, як у випадку іонних кристалів. Абсолютні значення при кімнатній температурі для гексаборидів порядку 700 К, а для додекаборидів вище 800 °К. Показано, що узагальнююча міра ангармонізму для додекаборидів – (0,09 . Амплітуди теплових коливань атомів у гратках додекаборидів менші, ніж у гексаборидів, і значно менші у гратках чистих металів. Це вказує на високу міцність міжатомних зв’язків у гратках додекаборидів, які можуть використовуватися у жаростійких виробництвах.
 У перспективі ми готуємось до майже «безпосереднього» визначення , а не через значення .

В данной статье автором исследован процесс тепловой обработки абрикосовых косточек нетрадиционным способом в СВЧ-печи для производства национального продукта - соленых косточек. Технология производства соленых косточек включает следующие технологические процессы: образование трещины на скорлупе абрикосовой косточки, замачивание косточек в солевом растворе, жарение, охлаждение естественным путем, реализация. Самым важным процессом при этом является тепловая обработка (жарение косточек), так как качество получаемого готового продукта - соленых косточек - будет зависеть от количества получаемой косточкой теплоты. Предлагаемый автором способ тепловой обработки в СВЧ-печи базируется на явлении дипольного момента, основанного на смещении зарядов и связанных с ними молекул при воздействии на продукт переменного электромагнитного поля. Обрабатывая косточки в течение 60-90 сек в СВЧ-печи, образуется трещина на стыке скорлупы за счет того, что энергия в СВЧ-печах очень высока, внутри косточки температура резко увеличивается, происходит кипение влаги и парообразование, за счет этого повышается давление - и скорлупа на стыке косточки дает трещину. Получены результаты изменения температуры косточек в СВЧ-печи, в которой осуществляют тепловую обработку. На основе полученных экспериментальных данных построены графики изменения температуры абрикосовых косточек различных сортов. При этом продолжительность тепловой обработки сократилась и значения температуры не превышали 165 °С, что обеспечивает равномерность распределения температуры по объему косточки и дает возможность получить продукт высокого качества и сохранение питательных веществ соленых косточек. In this article, the author studies the process of heat treatment of apricot seeds in an unconventional way in a microwave oven, for the production of the national product of salted seeds. The technology of production of salted seeds from apricot seeds includes the following technological processes: the formation of a crack on the shell of the stone; soaking in a saline solution of the seeds; frying; cooling naturally; selling. The most important process in this case is the process of heat treatment (roasting the seeds), since the quality of the ready product of salted seeds will depend on the amount of heat received by the seed. The proposed method of heat treatment in a microwave oven is based on the phenomenon of the dipole moment, based on the displacement of charges and associated molecules when the product is exposed to an alternating electromagnetic field. Processing the seeds for 60-90 seconds in a microwave oven, a crack is formed at the junction of the shell due to the fact that the energy in microwave ovens is very high, the temperature inside the seed increases sharply, water boils and vaporization occurs, due to this, the pressure increases and the shell at the junction of the seed cracks. The results of the change in the temperature of the seeds in the microwave oven, in which the heat treatment is carried out, are obtained. Based on the obtained experimental data, graphs of temperature changes in apricot seeds of varieties are constructed. At the same time, the duration of heat treatment was reduced and the temperature values did not exceed 165 °C, which ensures a proportion of temperature distribution over the volume of the seed and makes it possible to obtain a high-quality product and preserve the nutrients of salted seeds.

Метою дослідження є удосконалення технологічної схеми утилізації теплоти та очищення відхідних газів електротермічних печей киплячого шару для рафінування графіту на основі радіаційного охолоджувача поверхневого типу із водяним охо-лодженням та вивчення впливу його режимних та геометричних параметрів на глиби-ну охолодження запиленого газового потоку. Параметричні дослідження процесів тепло- та масообміну у радіаційному охолоджувачі виконані теоретичним шляхом на основі розробленої математичної моделі. У моделі враховані процеси радіаційного-конвективного теплообміну в об’ємі пило-газового потоку, залежність теплофізичних властивостей газу та матеріалу від температури, а також теплові ефекти фазового переходу. На основі проведених розрахунків встановлено, що основними факторами, які впливають на глибоке охолодження відхідних газів є його довжина, діаметру каналу, дотримання газодинамічного режиму печі з мінімальним виходом димових газів та концентрації пилу. Водночас початкова температура газів та введення «охолоджуючого» (додаткового) пилу характеризуються незначним впливом на кінцеву температуру за визначеної довжини теплообмінника. Показано, що через високу температуру, для забезпечення надійності роботи радіаційного охолоджувача, за інших рівних умов доцільні інтенсифікація тепловіддачі з боку холодного теплоносія, введення «охолоджуючого» пилу або використання додаткових вставок із вуглецевої повсті

Теплопроводность дисперсных горных пород является одним из важнейших показателей физических свойств, определяющих интенсивность тепловых процессов в дорожных одеждах и дорожных основаниях. Точность определения теплопроводности пород в талом и мерзлом состоянии во многом определяет и точность прогноза теплового режима автомобильных дорог в различные периоды года. Сделана комплексная оценка влияния льдистости дисперсных пород на значение коэффициента теплопроводности. Представлен 2D график, позволяющий как в широком, так и характерном диапазоне изменения исходных величин оценить возможный диапазон изменения теплопроводности дисперсных пород в талом и мерзлом состоянии. Получены простые аппроксимирующие формулы для определения степени изменения теплопроводности дисперсной породы, при изменении агрегатного состояния наполнителя.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки новых подходов к анализу тепловых режимов и тепловых потерь подземных трубопроводов и подтверждается основными положениями Энергетической стратегии России на период до 2030 г. Подземные трубопроводы широко используются при транспортировке жидкостей в различных областях, например, таких как водоснабжение и теплоснабжение, нефтепроводы и газопроводы, технологические трубопроводы промышленных предприятий. При проектировании систем такого рода необходимо учитывать нестационарность теплообмена между грунтом и подземным трубопроводом, что во многих случаях оказывает существенное влияние на экономичность транспортировки энергоносителей. Цель: численный анализ нестационарных тепловых режимов и тепловых потерь подземных теплоопроводов и исследование температурных полей и закономерностей нестационарного теплопереноса в зонах размещения подземных бесканальных трубопроводов. Объекты: типичные для систем транспортировки энергоносителей подземные двухтрубные бесканальные трубопроводы. Трубопроводы изолированы пенополиуретаном и защитным покровным гидроизоляционным слоем из полиэтилена. Температуры на внутренней поверхности труб равны среднегодовым температурам энергоносителей в подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при их работе по температурному графику 95/70 °С. Сезонное изменение температуры окружающей среды вычислялось по закону простого гармонического колебания. Исследования проводились для климатических условий г. Томск. Средний коэффициент теплоотдачи на поверхности раздела «грунт - окружающая среда» составлял 5 Вт/(м2  К). Методы: численное решение задач теплопереноса методом конечных элементов с использованием аппроксимации Галеркина, неравномерной конечно-элементной сетки, количество элементов которой выбирается из условий сходимости решения, сгущение сетки проводится методом Делоне. Результаты. Установлены масштабы тепловых потерь и закономерности нестационарного теплопереноса в зонах размещения подземных бесканальных трубопроводов. Показана необходимость учета нестационарности теплопереноса в зоне размещения подземных теплопроводов при прогностическом моделировании их тепловых режимов и тепловых потерь. Нестационарность теплопереноса в зоне размещения подземных тепловых сетей может оказать заметное влияние, например, в тех случаях, когда в зоне теплового влияния подземных трубопроводов расположены смежные коммуникации или инженерные сооружения.

Виконано аналіз екологічної ефективності димових труб газоспоживальних котелень комунальної теплоенергетики за умов застосування сучасних теплоутилізаційних технологій з охолодженням відхідних димових газів нижче від температури роси водяної пари, що міститься в газах. У цих технологіях використовували теплоутилізатори, призначені для нагрівання зворотної тепломережної води котельні, та тепловий метод антикорозійного захисту газовідвідних трактів шляхом байпасування частини гарячих газів від котла повз зазначене теплоутилізаційне устаткування. Розглянуто одиночні димові труби різного типу під час виготовлення корпусу труби з антикорозійного матеріалу або під час монтування в цегляну (або іншу трубу з покращеними теплоізоляційними властивостями) газовідвідних стволів з цих матеріалів. Доліджено показники максимальних приземних концентрацій у навколишньому середовищі труби найшкідливіших викидів димових газів, таких як окиси вуглецю СО і азоту NOх залежно від режиму роботи котлів згідно з тепломережним графіком роботи котельні. Проаналізовано вплив використання теплоутилізаційних технологій та зазначеного теплового методу захисту димових труб на безпеку експлуатації газовідвідних трактів і на умови розсіювання шкідливих викидів. Показано, що в разі дотримання рекомендованих режимів роботи котлів зі зменшенням їх кількості згідно з тепломережним графіком роботи котельні й в разі застосування сучасних теплоутилізаційних технологій та димових труб з антикорозійних матеріалів реалізується розсіювання викидів СО та NOх у навколишньому середовищі згідно зі сучасними нормативними вимогами.

Підвищення рівня надійності і збільшення ресурсу машин та інших об’єктів техніки можливо тільки за умови випуску продукції високої якості у всіх галузях машинобудування. Це вимагає безперервного вдосконалення технології виробництва і методів контролю якості покриттів. У даний час все більш широкого поширення набуває 100%-вий неруйнівний контроль покриттів на окремих етапах виробництва. Для забезпечення високої експлуатаційної надійності машин і механізмів велике значення має також періодичний контроль їх стану без демонтажу або з обмеженим розбиранням, який проводиться при обслуговуванні в експлуатації або при ремонті.Висока якість машин, приладів, устаткування – основа успішної експлуатації, отримання великого економічного ефекту, конкурентоспроможності на світовому ринку. Тому комплекс глибоких знань і певних навичок в області контролю якості покриттів є необхідною складовою частиною професійної підготовки фахівців з машинобудування.Існуючі методики викладання інженерних дисциплін, як правило, не відповідають змінам у розвитку суспільства. У зв’язку з невеликим обсягом годин, що приділяються на вивчення дисципліни, й сучасними високими вимогам до рівня підготовки фахівців такий курс необхідно ввести не традиційним способом, а з використанням інформаційних технологій. Для цього:– студенти повинні мати попередню комп’ютерну підготовку;– викладач повинен розробити відповідну технологію навчання.Відомо [1], що під технологією навчання мається на увазі системна категорія, орієнтована на дидактичне застосування наукового знання, наукові підходи до аналізу й організації навчального процесу з урахуванням емпіричних інновацій викладачів і спрямованості на досягнення високих результатів у розвитку особистості студентів.Суть пропонованої технології полягає у створенні модульного середовища навчання (МСН) «Контроль якості покриттів» і впровадженні його у процес навчання, що забезпечує систематизацію навчання й формалізацію інформації. Метою технології є індивідуалізація навчання, а визначеність МСН полягає в її алгоритмічній структурі. Тому зміст МСН розроблений у вигляді систематизуючої ієрархічної схеми, куди увійшли основні розділи робочої програми курсу. Структура МСН складається з наступних блоків:1. «Методичне забезпечення дисципліни», у якому пропонуються відповідні дії, що сприяють засвоєнню інформації на заданому рівні:– першоджерела;– робоча програма;– робочий план;– опис дисципліни;– загальні методичні вказівки;– методичні вказівки до вивчення лекційного матеріалу;– методичні вказівки до виконання самостійної роботи;– методичні вказівки до виконання лабораторних робіт;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №1;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №2;– зразок титульної сторінки домашнього завдання.2. «Лекції», у якому представлені html-файли відповідного лекційного матеріалу, контрольні питання й тести до кожної теми:– дефекти і фізико-хімічні властивості покриттів;– оцінка механічних властивостей покриттів; класифікація видів і методів неруйнівного контролю (НК); візуально-оптичний, радіохвильовий і тепловий види НК;– вихореструмовий і радіаційний види неруйнівного контролю покриттів;– магнітний та електричний види НК покриттів;– акустичний метод НК покриттів;– НК покриттів проникаючими речовинами;– технологічні випробування покриттів;– методи і засоби статистичного контролю якості; автоматизація контролю якості покриттів.Викладання лекцій проводиться у режимі комп’ютерної презентації.3. «Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу» з тестами.Відомо, що викладач у процесі своєї роботи повинен не тільки передавати студентам певний об’єм інформації, але і прагнути сформувати у них потребу самостійно здобувати знання, застосовуючи різні засоби, зокрема комп’ютерні. Чим краще організована самостійна пізнавальна активність студентів, тим ефективніше і якісніше проходить навчання. Тому деякі матеріали, що відносяться до лекційних тем, пропонуються для самостійного вивчення. При цьому організований доступ студентів до розділів МСН без звернення за допомогою до викладача. При необхідності подальшого використання матеріалів МСН можна копіювати ресурси, компонувати, редагувати і згодом відтворювати їх.4. «Лабораторні роботи» з інструкціями з техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторіях і при роботі на персональному комп’ютері й з тестами до кожної теми:– вплив товщини покриття на міцність деталі;– контроль мікротвердості покриттів;– моделювання технологічних випробувань покриттів;– контроль внутрішніх напружень покриттів;– вплив дефектів покриття на якість деталі;– корозійний та електрохімічний контроль якості покриттів;– використання х– та s–діаграм для визначення причин погіршення якості покриттів.5. «Домашні завдання» (умова з варіантами даних і методичні вказівки до виконання, зразок оформлення):– оцінити вплив мікротвердості покриття на міцність деталі;– оцінити вплив корозії покриття на міцність деталі.Для ефективного використання МСН необхідне його планомірне включення в учбовий процес. Тому ще на етапі тематичного планування були розглянуті варіанти можливого використання усіх модулів МНС.Для розвитку розумової діяльності студентів і виховання у них пізнавальної активності самостійну роботу потрібно добре методично забезпечити. У свою чергу, ефективність самостійної роботи студентів багато в чому залежить від своєчасного контролю за її ходом. Тому для оцінки ефективності використання ІКТ у учбовому процесі створена система визначення якості навчання і на її основі побудовані тестові процедури оцінки знань з усіх тем курсу. Перевірку і контроль знань студентів можна здійснити як під час занять, так й інтерактивно. Основними перевагами програми автоматизованого контролю знань є:– випадковий характер вибору тестових завдань, порядок проходження завдань і відповідей, що сприяє об’єктивності оцінок;– представлення варіантів відповідей у вигляді формул і малюнків, що дозволяє розширити коло текстових завдань;– диференційована оцінка кожного варіанту відповіді, що забезпечує детальний аналіз результатів тестування.Комп’ютерне тестування дозволяє [2] розширити можливості проведення індивідуально адаптованих процедур контролю і коректування знань конкретних тем, підвищити об’єктивності контролю знань студентів, забезпечити можливість проведення їх попереднього самоконтролю, підвищити рівень стандартизації вимог до об’єму і якості знань та умінь.Розв’язування експрес-тестів проходить під час лабораторних занять протягом фіксованого проміжку часу. Крім режиму контролю передбачений режим навчання.Важливим елементом навчання є використання моделюючих програм у процесі навчання. У цьому випадку студенти самостійно задають різні параметри задачі, що дає можливість детальніше перевірити характер поведінки моделі за різних умов.Особливістю МСН є застосування комп’ютерного моделювання для лабораторних робіт, оскільки постійні бюджетні проблеми останніх років виключають придбання необхідних установок і приладів. Моделювання контролю якості покриттів дозволило істотно наситити заняття експериментальним і теоретичним змістом. При цьому учбові і учбово-дослідницькі задачі розв’язуються як з формуванням практичних навиків у вивченні фізичних явищ, так і дослідницького мислення, а розроблені методичні вказівки дозволяють разом з типовими лабораторними роботами виконувати роботи евристичного змісту. І, що особливо важливо, використання ІКТ, методів комп’ютерного моделювання дозволяє істотно розширити можливості лабораторних робіт.Використання електронних лабораторних робіт дозволяє більш повно реалізувати диференційований підхід у процесі навчання, ніж роботи і завдання на паперових носіях. Це пов’язано з можливістю включення в роботи необхідної кількості завдань різного рівня складності або об’єму. Істотною перевагою є можливість легко адаптувати наявні роботи до нових версій програм, що з’являються [3].Домашні завдання також виконуються з використанням САПР: на етапі побудови 3D моделі деталі з покриттям студенти працюють в SolidWorks; потім, перейшовши до реальної конструкції, використовують SimulationXpress і SolidWorks Simulation (додатки для аналізу проектних розв’язків, повністю інтегровані в SolidWorks). Оформлення робочої документації досягається засобами Microsoft Office. Така організація роботи дозволяє у процесі навчання побудувати модель контролю якості покриттів на якісно новому рівні й підготувати студентів до використання сучасних інструментаріїв інженера.В SolidWorks Simulation студенти виконують наступне:– прикладають до деталей з покриттями рівномірний або нерівномірний тиск в будь-якому напрямі, сили із змінним розподілом, гравітаційні та відцентрові навантаження, опорну та дистанційну силу;– призначають не тільки ізотропні, а й ортотропні та анізотропні матеріали;– застосовують дію температур на різні ділянки деталі (умови теплообміну: температура, конвекція, випромінювання, теплова потужність і тепловий потік; автоматично прочитується профіль температур, наявний в розрахунку температур, і проводиться аналіз термічного напруження);– знаходять оптимальний розв’язок, який відповідає обмеженням геометрії та поведінки; якщо допущення лінійного статичного аналізу незастосовні, застосовують нелінійний аналіз– за допомогою аналізу втоми оцінюють ефект циклічних навантажень у моделі;– при аналізі випробування на ударне навантаження вирішують динамічну проблему (створюють епюру і будують графік реакції моделі у вигляді тимчасової залежності);– обробляють результати частотного і поздовжнього вигину, термічного і нелінійного навантажень, випробування на ударне навантаження й аналіз втоми;– будують епюри поздовжніх сил, деформацій, переміщень, результатів для сил реакції, форм втрати стійкості, резонансних форм коливань, результатів розподілу температур, градієнтів температур і теплового потоку;– проводять аналізи контактів у збираннях з тертям, посадок з натягом або гарячих посадок, аналізи опору термічного контакту.Змінюючи при чисельному моделюванні деякі вхідні параметри, експериментатор може прослідити за змінами, які відбуваються з моделлю. Основна перевага методу полягає у тому, що він дозволяє не тільки поспостерігати, але і передбачити результат експерименту за якихось особливих умов.Метод чисельного моделювання має наступні переваги перед іншими традиційними методами [4]:– дає можливість змоделювати ефекти, вивчення яких в реальних умовах неможливе або дуже важке з технологічних причин;– дозволяє моделювати і вивчати явища, які передбачаються будь-якими теоріями;– є екологічно чистим і не представляє небезпеки для природи і людини;– забезпечує наочність і доступний у використанні.Але щоб приймати технічно грамотні рішення при роботі з САПР, необхідно уміти правильно сприймати і осмислювати результати обчислень. Цілеспрямований пошук шляхом ряду проб оптимального або раціонального рішення у проектних задачах набагато цікавіший і повчальніший для майбутнього інженера, ніж отримання тільки одного оптимального проекту, який не можна поліпшити і ні з чим порівняти.При великій кількості варіантів проекту аналіз машинних розрахунків дозволяє виявити основні закономірності зміни характеристик проекту від варійованих проектних змінних і сприяє тим самим швидкому і глибокому вивченню властивостей об’єктів проектування.Упровадження сучасних САПР для контролю якості покриттів не тільки забезпечує підвищення рівня комп’ютеризації інженерної праці, але й дозволяє приймати оптимальні рішення. При створенні і використанні таких систем сучасний інженер повинен мати навички роботи з комп’ютерними системами, уміти розробляти математичні моделі формування параметрів оцінки якості покриттів.У цих умовах молодий інженер не має достатнього резерву часу для надбання на виробництві необхідних навичок моделювання складних процесів і систем – він повинен одержати такі навички у процесі навчання у вузі. Таким чином, йдеться про володіння прийомами постановки і розв’язування конструкторсько-технологічних задач сучасними методами моделювання.

Запропоновано методику розрахунків температурного графіка в технологічній лінії ливарно-прокатного агрегату з виробництва алюмінієвої катанки, яку створено на підставі аналізу літературних джерел, присвячених математичному моделюванню подібних процесів. Прогнозування температури металу здійснюється з використанням існуючих формул і рівнянь, за допомогою яких обчислюють змінювання температури зливка у процесі охолодження кристалізатора водою; повітряне охолодження заго- товки на шляху від кристалізатора до прокатного стана та катанки під час укладання її в бунт; змінювання температури штаби протягом гарячої прокатки; зменшення її температури за примусовим охолодженням емульсією у прокатному стані та катанки у гартувальному пристрої. Похибка прогнозу температури заготовки на виході з ливар- ного колеса складає 1,7%, а перед прокатним станом 0,8%. Розрахункова темпера- тура катанки на виході з прокатного стана відрізняється від фактичної на 3%, а після гартувального пристрою розбіжність складає 1,3%. Модельна температура катанки у кінці технологічної лінії майже співпадає з фактичною. Наявність математичної моделі термограми алюмінієвого зливка дає змогу дослідити вплив різноманітних теплових втрат, що відбуваються за кристалізації металу, на температуру заготовки після ливарного колеса, зафіксувати та зрозуміти характер змінювання температури штаби від першої до останньої кліті прокатного стана, обчислити температуру катанки після її охолодження в гартувальному пристрої. Все це дає змогу обґрунтовано кори- гувати технологію на окремих ділянках ливарно-прокатного агрегату й удосконалю- вати алгоритми управління технологічними параметрами та механізмами.

Альтернативний підхід до інтенсифікації теплообміну на основі концепції нанофлюїдів відкриває новий напрям в пошуку шляхів вдосконалення процесів переносу теплоти. Термодинамічні властивості конденсованих середовищ, що інкорпоровані в наноструктурні матеріали, є основою нових нанотехнологічних застосувань. Генеалогічні дерева графена: графіт, фулерен (C60), вуглецеві нанотрубки (CNT), що додаються до холодоагентів, змінюють їх термодинамічні властивості та фазову рівновагу. Запропоновано алгоритм розрахунку термодинамічних властивостей середовищ на основі рівняння стану NIST при різних концентраціях наночасток графена. Двоокис вуглецю був обраний основною речовиною як один із перспективних природних холодоагентів з мінімальним потенціалом глобального потепління. Одержано інформацію про термодинамічну поведінку однорідних та неоднорідних конденсованих середовищ з добавками вуглецевих наночасток генеалогічного дерева графена під впливом варіації термодинамічних параметрів. Наведено термодинамічні властивості вуглекислого газу в присутності фулеренів та карбонових нанотрубок. Розроблено моделі термодинамічної поведінки нанофлюїдів для прогнозування критичної точки чистих компонентів у присутності наноструктурованих матеріалів. Теоретично передбачено зміщення критичної точки для нанорідин. Оцінка зсуву фазової рівноваги та критичної точки показала, що ефект фулеренів та вуглецевих нанотрубок майже не змінює термодинамічну поведінку холодоагенту при низьких об'ємних концентраціях наночастинок. Побудовано рівняння стану термодинамічних властивостей технічно важливих газів з домішками наночасток генеалогічного дерева графена. Розроблено програми розрахунку та база даних термодинамічних властивостей робочих тіл. Описано результати розрахунків фазових рівноваг деяких нанофлюїдів

У цій праці автори мають на меті одержати статистичну математичну модель цементно-зольного тампонажного каменю з функцією відгуку – міцність каменю. Зокрема, сформульовано задачу щодо встановлення впливу на міцність тампонажного каменю домішки у вигляді кислої золи-виносу теплових електростанцій (пуцоланова домішка). Методи дослідження. Для одержання статистичної моделі використано ротатабельний центральнокомпозиційний план експерименту. Результати оброблено із застосуванням методу комп’ютерного математичного моделювання за допомогою системи STATGRAPHICS Plus for Windows. Наукова новизна. З’ясовано, що гіперповерхня G (X₁, X₂) має точку екстремуму. Це дає змогу оптимізувати за факторами X₁, X₂ склад тампонажної суміші.Практична значущість. Отримані результати дають можливість прогнозувати міцнісні характеристики каменю на основі цементно-зольного складу.Результати. Одержано статистичну математичну модель цементно-зольного каменю на основі цементу загальнобудівельного призначення марки ПЦІ-500-Н. За отриманими Парето-графіком, гіперповерхнями й контурними кривими визначено характер і ступінь впливу кожного з членів полінома на цільову функцію – міцність цементного каменю G (X₁, X₂, X₃). Найбільшу статистичну значущість мають фактори моделі Х₁, Х₃, фактор Х₂ є статистично найменш значущим. Результати моделювання підтверджують, що водосумішеве співвідношення не має значного впливу на міцність тампонажного каменю в заданому діапазоні рецептур. Максимальна міцність тампонажного каменю G = 13,582 МПа має місце в точці оптимуму з координатами: Х₁ = 0,689; Х₂ = −0,295; Х₃ = 1,105.

Значення ангармонічних властивостей NaCl, KCl, KBr, KI, CsCl, отриманих високотемпературним рентгенографуванням на камері КРОС, співставляються між собою. Результати експериментів подаються в цифровому вигляді для температурної залежності параметра кристалічної гратки a(t), середнього і дійсного коефіцієнтів лінійного розширення acp(t) та aдійсн.(t); рентгенівської характеристичної температури Ɵp(T); середньоквадратичних динамічних зміщень гіпотетичних іонів, катіонів та аніонів , , ; параметра Грюнайзена γ для кожної речовини. Зміни параметра кристалічних граток описуються квадратичною залежністю від температури. Середні і дійсні коефіцієнти розширення кристалічних граток в межах досліджуваного інтервалу температур (від 293К до 573К–773К) описуються лінійною залежністю від температури. Результати дослідження показують, що найбільший внесок в ангармонізм теплових коливань гратки дають коефіцієнти об’ємного розширення β(T). За цим показником серед досліджуваних речовин типу NaCl найбільш ангармонічним виявився KI. Рентгенівські характеристичні температури описуються лінійними спадними співвідношеннями. При розрахунках пропонується спрощена формула: , де h – стала Планка, T – термодинамічна температура, m – маса іона, k – стала Больцмана, Ɵp – рентгенівська характеристична температура, , Ф(х) – функція Дебая, ; 0,0278 – коефіцієнт пропорційності, за яким розраховується при з точністю до 0,01%. Значення a(t), , Ɵp(t), a(t) в межах досліджуваного інтервалу температур корелюють з літературними даними. Розрахунок параметра Грюнайзена 14Оі "> з підвищенням температури велись за методом індійського фізика Bansigir як для групи іонних кристалів, так і для кожної речовини окремо. Порівнюються експериментальні значення γ з літературними даними. Помічена пропорційність між і α2(t). Враховуючи, що Ɵp(T, V), за універсальну узагальнюючу міру ангармонізму прийнята величина , де n – безрозмірний коефіцієнт пропорційності, який виявився рівним ближче до 1, а не до 2, як це є для чистих металів. Це пояснюється тим, що для металів γ ≈ 2.
 В межах досліджуваного інтервалу температур значення для кристалів типуNaCl перебувають у межах від –2·10–4К–1 до–3·10–4 К–1. Для CsCl воно перебуває в межах від –3,7·10–4 К–1 до–4,2·10–4 К–1.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения геологических объектов путем прямых геофизических измерений их параметров и применения полученных данных и результатов математической обработки для решения задач рационального природопользования. Эффективное решение этих задач особенно важно при исследовании влияния метеорологических параметров на водно-тепловой режим горных пород в районах с глубоким сезонным промерзанием. Цель: разработать и провести испытания геофизического комплекса для определения пространственного распределения температуры в грунте, динамики изменения этого распределения во времени и корреляционные соотношения его промерзания на различных горизонтах в условиях Сибири и Крайнего Севера. Объекты: федеральная автомобильная дорога «Сургут–Салехард» в пределах Ямало-Ненецкого автономного округа и дорога территориального значения «Коротчаево–Уренгой». Методы: методы анализа статистических данных для изучения взаимосвязей между значениями переменных, включая исследование статистической взаимосвязи двух или более случайных величин (корреляционный анализ), методы функционального анализа для исследования статистических данных в частотно-временном диапазоне (вейвлет-преобразование). Результаты. Показано, что с увеличением глубины грунта, график значений температур промерзания принимает более плоский характер и с увеличением удаленности между горизонтами наблюдений уменьшается температурная корреляционная связь между ними. В частности, в слоях грунта 1,9–2,1 м значения коэффициентов температурной корреляции практически не изменяются на всех временных масштабах выборки. В слоях грунта 0,9–1,2 м, 1,2–1,5 м, 1,5–1,8 м на средних временных масштабах выборки наблюдается незначительное изменение коэффициентов температурной корреляции, а максимальное отклонение коэффициентов корреляции наблюдается на больших временных масштабах выборки. В слоях грунта 0,3–2,1 м, 0,3–1,8 м, 0,6–2,1 м на средних временных масштабах выборки наблюдается значительное отклонение коэффициентов температурной корреляции, а максимальное отклонение коэффициентов температурной корреляции также наблюдается на больших масштабах выборки. На базе полученных температурных рядов были построены спектрограммы вейвлет-преобразований для классических базисных вейвлетов (вейвлет Морле, DOG-вейвлет, вейвлет Пауля), косвенно демонстрирующие волнообразное «продвижение» фронта (фазы) холода в грунте.

Предлагается способ модификации тепловых блоков пищевых производств с точечным источником генерации теплоты, позволяющий обеспечить плоскостной принцип его передачи на стенки варочного сосуда. Способ обеспечивает повышенную износостойкость и жаропрочность стенок варочного сосуда и теплового блока за счет применения газодинамического напыления запатентованного состава специального покрытия, включающего коллоидный графит, оксид меди, каолин, металлические порошки и мелкодисперсную керамику. Раскрыт порядок нанесения покрытия на стенки теплового блока и варочного сосуда, приводятся физико-химические свойства исходных компонентов керамического жаростойкого покрытия, наносимого на внутренние стенки теплового блока. Предложены образцы теплового оборудования для подготовки исходных компонентов изготовления противоизносного жаростойкого защитного покрытия. Обоснованы условия реализации технических и технологических операций по нанесению покрытий. Исследованы зависимости и получены закономерности изменения теплопередачи и теплопотерь в тепловых блоках пищевых производств в зависимости от состава покрытия и его толщины. A method is proposed for modifying the thermal blocks of food production with a point source of heat generation, which allows to ensure the plane principle of its transfer to the walls of the cooking vessel. The method provides increased wear resistance and heat resistance of the walls of the cooking vessel and the heat block due to the use of gas-dynamic spraying of a patented composition of a special coating including colloidal graphite, copper oxide, kaolin, metal powders and fine ceramics. The procedure for coating the walls of the heating block and the cooking vessel is disclosed, and the physicochemical properties of the initial components of the ceramic heat-resistant coating applied to the inner walls of the heating block are presented. Samples of thermal equipment for the preparation of the initial components for the manufacture of antiwear heat-resistant protective coating are proposed. The conditions for the implementation of technical and technological operations for coating are substantiated. The dependences are investigated and the regularities of changes in heat transfer and heat losses in the thermal blocks of food production are obtained depending on the composition of the coating and its thickness.

Использование установок замкнутого водоснабжения (УЗВ) требует со-блюсти в них условия выращивания, приближенные к обстановке в естественном ареале обитания гидробионтов, в том числе и температурный режим. Применение для расчета поля температуры имитационного и физического моделирования позволит оптимизировать технологические процессы, увеличить продуктивность бассейнов УЗВ, повысить производительность и сократить рас-ходы. Основной задачей термодинамического подобия установок замкнутого водоснабжения является определение силовых и объемных параметров элементов их конструкции, имеющих различные технические характеристики, что существенно усложняет теоретический анализ при проектировании УЗВ. Важная составляющая термодинамического подобия заключается в сохранении у модели, выполненной в отличных от натуры размерах, физической природы явлений оригинала. В термодинамических задачах требуется обеспечить совпадение механических и тепловых процессов. Следует привести такие зависимые от размерных признаков объекта термодинамические величины, как температура, теплота, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, плотность теплового потока и другие, к их независимому безразмерному виду. При проектировании УЗВ масштабов физических характеристик гидродинамических процессов, протекающих в УЗВ при динамическом подобии, недостаточно, так как они не учитывают термодинамические процессы, протекающие в УЗВ. В статье авторами предлагаются дополнительные масштабы подобия для термодинамических характеристик, приводятся методы их вычисления и графики зависимостей от геометрического масштаба Cl. Однако необходимо понимать, что достижение полного подобия принципиально невозможно, сколь бы ни был велик перечень критериев подобия. Зная масштаб Cl, возможно определить масштабный эффект.

Стремительное развитие солнечной энергетики привело к созданию качественно новых энергосистем с высокой долей солнечной генерации. Поведение систем подобного рода в определенных случаях существенно отличается от поведения традиционных энергетических систем, содержащих преимущественную долю тепловых электростанций. Так, значительная доля генерации солнечных электростанций (СЭС) в составе энергосистемы, отсутствие регулировочного диапазона реактивной мощности и общепринятой концепции моделирования солнечной электрической станции приводят к проблеме ввода излишних ограничений для сохранения устойчивости и надежности энергосистемы. Вместе с тем задачи устойчивости и надежности необходимо решать одновременно с задачами экономии энергоресурсов – именно в этом заключается проблема оптимизации. Баланс между надежностью и экономией заключается в соблюдении требуемых ограничений по сечениям энергосистемы.Проделанный анализ позволил определить приоритетные направления в исследовании работы солнечных электростанций в составе единой энергосистемы. Произведен расчет суточного графика генерации активной мощности для совокупности солнечных электростанций, находящихся в одинаковых метеорологических условиях, для двух характерных сезонов года (зимний и летний). Определен реальный регулировочный диапазон реактивной мощности и проведен анализ участия СЭС в обеспечении устойчивости и надежности энергосистемы. Данные результаты получены в ходе исследования энергосистемы Республики Крым и города Севастополя.Одним из главных выводов данной статьи является отсутствие общего подхода в описании СЭС совместно с системой регулирования в математических моделях для расчета установившихся и переходных электроэнергетических режимов. С учетом нарастающей тенденции цифровизации в настоящее время данный вопрос встает более остро. Сделанные выводы позволят задать вектор развития проработки вопросов присоединения солнечных электростанций к единой энергетической системе.

Постановка задачи. Температура обратной воды, возвращаемой в тепловую сеть от потребителей, является важным показателем энергоэффективности системы теплоснабжения. Она зависит от температуры наружного воздуха, схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения, суточного водопотребления в системе горячего водоснабжения. Ее расчет производится на ЭВМ, в основном численными методами. Необходимо получить уравнения, позволяющие напрямую определять температуру сетевой воды после каждой ступени подогревателей и возвращаемой в тепловую сеть. Результаты. Методом моделирования переменных режимов работы системы теплоснабжения получены уравнения температурных графиков работы теплового пункта с двухступенчатой смешанной схемой присоединения подогревателей горячего водоснабжения. Определены зависимости для коэффициентов уравнений температурных графиков после каждой ступени подогревателей горячего водоснабжения. Выводы. Полученные уравнения справедливы для отопительно-бытового графика центрального регулирования, в том числе со срезкой, в режиме максимального водоразбора в системе горячего водоснабжения. Анализ эксплуатационных режимов системы теплоснабжения выявил закономерности, позволяющие прогнозировать температуру обратной сетевой воды в зависимости от наружной температуры и переменного водоразбора в системе горячего водоснабжения. Statement of the problem. The temperature of water returned into a network from the user is an important indicator of the energy efficiency of the heat supply system. It depends on the outdoor temperature, the connection scheme of the hot water heaters, the daily water consumption in the hot water supply system and its calculation is carried out on a computer, mainly by numerical methods. It is necessary to obtain equations that directly determine the temperature of the network water after each stage of the heaters and returned to the heat supply network. Results. By the method of modeling variable modes of operation of the heat supply system, the equations of the temperature schedules of the operation of the heating station with a two-stage scheme for connecting the hot water heaters are obtained. The dependences for the coefficients of the equations of the temperature graphs after each stage of the hot water heaters are determined. Conclusions. The obtained equations are valid for the heating schedule of central regulation, including with a cut, in the maximum water consumption mode in the hot water supply system. An analysis of the operating modes of the heat supply system revealed patterns that makes it possible to predict the temperature of the return network water depending on the outdoor temperature and variable water consumption in the hot water supply system.

Крымский полуостров сегодня – флагман развития возобновляемой энергетики, поскольку является не только активно развивающимся регионом, но и курортным центром. Энергетический комплекс Крымского полуострова за последние годы увеличился благодаря строительству новых электрических станций (Балаклавской ТЭС и Таврической ТЭС) суммарной мощностью 940 МВт, а также строительству новых ЛЭП 220 и 330 кВ, что обеспечило покрытие дефицита энергоснабжения полуострова. Произведен обзор регионального развития и использования возобновляемых источников энергии. На основании полученных данных проведен анализ проблем и перспектив развития возобновляемой энергетики в регионе.Развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для Крымского полуострова играет важную роль в целях достижения экологической безопасности и развития экономического потенциала региона. Обосновано приоритетное использования ВИЭ в регионе, а также решение возникающих проблем при увеличении доли ВИЭ в составе суммарной генерации. Появление избытка электроэнергии в энергосистеме и наличие возможности балансирования вырабатываемой мощности ВИЭ и тепловых электростанций ведет к снижению стоимости электроэнергии. Инвестиционная привлекательность и активный рост населения в регионе обусловливает увеличение генерирующей мощности и увеличение маневренности энергосистемы при существенном влиянии возобновляемых источников энергии. Эффективность работы ВИЭ в энергосистеме, мировой опыт управления генерацией ВИЭ, фактическое влияние ВИЭ на энергосистему в условиях дефицита электроэнергии, прогнозные графики работы солнечных электростанций (СЭС) ВЭС, предоставляемые субъектами электроэнергетики в установленном порядке, учитываются при формировании диспетчерского графика.Существующий опыт действующих СЭС в энергосистеме Республики Крым и г. Севастополя требует дополнительных исследований, в том числе путем проведения натурных испытаний генерирующего оборудования. Дальнейшие натурные испытания должны проводиться в условиях реального электроэнергетического режима работы энергосистемы, для чего требуется внедрение современных информационных технологий, обеспечивающих обмен технологической информацией и реализацию соответствующих управляющих воздействий. Ведется работа по созданию нормативной базы регулирования работы ВИЭ.

Постановка задачи. Рассматривается задача интенсификации теплообменных процессов в пластинчатом теплообменном аппарате на базе теплообменника НН№ 02 фирмы Ridan . Необходимо выполнить анализ существующих методов интенсификации теплообменных процессов в пластинчатых аппаратах, по результатам анализа выбрать наиболее перспективный метод интенсификации процесса теплообмена и на его основе разработать патентозащищенную конструкцию теплообменной пластины. Выполнить лабораторные испытания интенсифицированного пластинчатого теплообменного аппарата с повышенной турбулизацией теплоносителя. Сравнить результаты теплотехнических испытаний на специализированной лабораторной установке разработанного теплообменника и серийного. Результаты. Приведены результаты сравнения экспериментальных исследований интенсифицированного пластинчатого теплообменного аппарата с повышенной турбулизацией теплоносителя и серийного пластинчатого теплообменника одинаковой тепловой мощности. Построены графики зависимости коэффициента теплопередачи, являющегося основной характеристикой работы теплообменного оборудования, от среднего температурного напора. Выводы. В результате лабораторных испытаний в специализированной лаборатории БГТУ им. В. Г. Шухова и исследований в Воронежском государственном техническом университете установлен прирост коэффициента теплопередачи за счет повышенной турбулизации потока теплоносителя, что приводит к снижению металлоемкости и уменьшению стоимости теплообменного оборудования. Statement of the problem. The problem of intensification of heat exchange processes in a plate heat exchanger on the basis of the HH№ 02 heat exchanger of the Ridan company is discussed. It is essential to carry out an analysis of the existing methods of intensification of heat exchange processes in plate devices according to the results of the analysis to choose the most promising method of intensification of heat exchange process and based on it to develop a patent-protected design of a heat exchange plate. Laboratory tests of the intensified plate heat exchanger with increased turbulence of the coolant are performed. The results of thermal tests on a specialized laboratory installation of the resulting and the serial heat exchanger are presented. Results. The results of the comparison of experimental studies of the intensified plate heat exchanger with the increased turbulence of the heat carrier and the serial plate heat exchanger of identical heat power are shown. The graphs of dependence of the heat transfer coefficient, which is the major characteristic of the operation of heat exchange equipment, on the average temperature pressure are designed. Conclusions. As a result of the laboratory tests in the specialized laboratory of BSTU named after V. G. Shukhov and research at the Voronezh State Technical University established a rise in the heat transfer coefficient due to the increased turbulence of the coolant flow, which causes a decrease in metal consumption and reduces the cost of heat exchange equipment.

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.

В данной работе произведен оценка влияния снижения температурного графика зданий после реновации на повышение КПД конденсационных котлов, повышение коэффициента преобразования тепловых насосов. Произведен расчет эффективности внедрения тепловых насосов и конденсационных котлов по сравнению с традиционными котлами для систем индивидуального теплоснабжения зданий при снижении температурного графика систем отопления после термореновации.

Идеальный графен представляет собой плоскость, образованную атомами углерода, уложенными в правильные шестиугольники (гексагональная укладка). В такой двумерной решетке могут наблюдаться различные искажения, например, пятиатомные или семиатомные кольца вместо шестиатомных, или отсутствующие атомы (вакансии). При повышенных температурах такие дефекты не статичны и могут изменяться со временем, трансформируясь из одного вида в другой или совсем исчезая из решетки путем аннигиляции. В данной работе методом молекулярной динамики изучена эволюция дефектной структуры графена с дислокационными диполями с разным плечом в тепловом равновесии. Рассмотрено три вида диполя: с нулевым плечом (представляет собой дефект СтоунаУэльса), диполи с плечом 7 и 30 . Показано, что наличие таких дефектов понижает температуру, при которой графен может оставаться устойчивым в тепловом равновесии, что находится в согласии с ранее представленными в литературе данными. Кроме того, при повышенных температурах наблюдается движение дислокаций в диполе с плечом 7 так, что происходит формирование нового диполя и его дальнейшее преобразование в дефект СтоунаУэльса. Поскольку такая трансформация происходит при достаточно низкой для графена температуре 1400 К, данная конфигурация диполя является неустойчивой. При этом дефект СтоунаУэльса при повышенных температурах исчезает в результате поворота связи СС на угол 90. Представленные результаты позволят описать динамику дефектов в графене в тепловом равновесии методом молекулярной динамики, что, в свою очередь, позволит вывести феноменологические уравнения движения дефектов.

Результатом роботи є обґрунтування доцільності впровадження результатів моделювання рівнянь теплового балансу, складених для активної частини розподільчого трансформатора напруги, на стадії його завершального і уточнюючого етапу проектування. Активна частина знаходиться в середовищі трансформаторного масла, а тепловіддача здійснюється теплопередачею та конвекцією. Математична модель теплового балансу відповідає еквівалентній тепловій схемі заміщення, складеної з двох суміжних вузлів зі стоками тепла - узагальненої обмотки і феромагнітного стрижня та третього суміжного з ними вузла - рухомої речовини з масла, яке додатково контактує з оточуючим середовищем нескінченної теплоємності. Рішення рівнянь, отримані для середнього значення температур обмотки, стрижня магнітопроводу і масла в функції часу, що дозволяє встановити очікувані їх значення упродовж роботи трансформатора і, особливо, з нерівномірним графіком його навантаження, а також здійснювати обґрунтований вибір магнітної індукції в стрижні магнітопроводу і густини струму в обмотках за показником припустимих в них температур нагріву.

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

Результатом роботи є обґрунтування доцільності впровадження результатів моделювання рівнянь теплового балансу, складених для активної частини розподільчого трансформатора напруги, на стадії його завершального і уточнюючого етапу проектування. Активна частина знаходиться в середовищі трансформаторного масла, а тепловіддача здійснюється теплопередачею та конвекцією. Математична модель теплового балансу відповідає еквівалентній тепловій схемі заміщення, складеної з двох суміжних вузлів зі стоками тепла - узагальненої обмотки і феромагнітного стрижня та третього суміжного з ними вузла - рухомої речовини з масла, яке додатково контактує з оточуючим середовищем нескінченної теплоємності. Рішення рівнянь отримані для середнього значення температур обмотки, стрижня магнітопроводу і масла в функції часу, що дозволяє встановити очікувані їх значення упродовж роботи трансформатора і, особливо, з нерівномірним графіком його навантаження, а також здійснювати обґрунтований вибір магнітної індукції в стрижні магнітопроводу і густини струму в обмотках за показником припустимих в них температур нагріву.

Азиды тяжелых металлов (АgN3 и PbN6) являются промышленными инициирующими взрывчатыми материалами и многие десятилетия служили модельными объектами исследования процессов инициирования взрывного разложения. Несмотря на определенные успехи в математическом моделировании медленного взрывного разложения (со скоростью до 1000 м/с), многие принципиальные вопросы связанные, как с образованием горячих точек, при различного вида энергетических воздействий (тепла, удара, электромагнитных полей), так c механизмом переноса энергии при детонационном разложении, до сих пор являются дискуссионными. В подавляющем большинстве моделей разложения и механизмов инициирования детонации в азидах тяжелых металлов инициирующая система рассматривалась как изотропная. Влияние кристаллографической анизотропии свойств кристаллов азидов на процессы инициирования взрыва и его распространение даже не предполагалось учитывать. Целью данной работы является обсуждение механизма электроимпульсного инициирования взрыва поликристаллических образцов азида свинца, в свете обнаруженных в них сегнетоэлектрических свойств, в том числе обратного пьезоэффекта. Проанализировано два случая диссипации механической энергии, запасённой при обратном пьезоэффекте, в тепловую. В первом случае инициирование связано с микроразогревом поры вследствие адиабатического сжатия газа при изменении размеров микрокристаллов азида свинца при импульсном воздействии электрического поля. Второй случай связан с диссипацией механической энергии при ударе друг в друга встречно ориентированных НК PbN6. Процесс соударения протекает в адиабатическом приближении, т.е. вся энергия механической деформации, приобретаемая в результате обратного пьезоэффекта, переходит в тепловую в месте удара. Результаты модельного расчета, представленные в виде графика зависимости максимальной температуры от величины области соударения, для различных размеров НК, свидетельствуют о возможности инициирования взрыва за счет обратного пьезоэффекта.

Цель исследований экспериментальное определение регулировочных показателей дизельного двигателя Д-245.5S2 при его работе на высокотемпературном дизельном топливе. Объект исследования экспериментальная установка: двигатель Д-245.5S2, электротормозной стенд RAPIDO SAK N670 с балансирной маятниковой машиной. Значение установочного угла опережения впрыскивания топлива изменялось в диапазоне от 10 до 30 градусов, через каждые четыре градуса. Испытания проводились на дизельном и подогретом дизельном топливе. Температура подогрева топлива составляла 100 С и 300 С. Предварительное тепловое воздействие на топливо осуществлялось при помощи нагревательного устройства. Подогрев дизельного топлива производился на линии высокого давления между ТНВД и форсункой. Опираясь на полученные в результате испытаний экспериментальные данные, были установлены зависимости регулировочных показателей дизеля при его работе на подогретом топливе. Также выявлены изменения токсичности и дымности отработавших газов при разных значениях установочного угла опережения впрыскивания топлива. Приведены графики регулировочных характеристик по установочному углу опережения впрыскивания топлива без подогрева и с подогревом до 100 С и 300 С (эффективные показатели, показатели токсичности и дымности отработавших газов при частоте вращения коленчатого вала n1800 мин-1). В результате испытаний установлено, что применение подогретого топлива не оказывает заметного влияния на работоспособность форсунки и систему питания дизельного двигателя. Угол опережения впрыскивания топлива впр, при котором эффективные показатели работы двигателя являются оптимальными, составляет 18-22 градуса.The purpose of research experimental determination of the adjustment parameters of the diesel engine D-245.5S2 at its operation on high temperature diesel fuel. Object of study: experimental setup (engine D-245.5S2, electric brake stand RAPIDO SAK N670 with balancing pendulum machine). The value of the angle of advance of fuel injection was varied in the range from 10 to 30 degrees, at intervals of four degrees. Tests were carried out on diesel and heated diesel fuel. Fuel heating temperature 100C and 300C. Preliminary thermal influence on fuel was carried out by means of the heating device. Heating of diesel fuel was carried out on the high pressure line between the injection pump and the nozzle. Based on the experimental data obtained as a result of the tests, the dependence of the adjustment parameters of the diesel during its operation on heated fuel was established. Also, changes in toxicity and smoke, exhaust gases from different values of the installation angle of advance of fuel injection were revealed. The graphs of the adjustment characteristics of the installation angle of advance fuel injection without heating and heated 100C and 300C (effective indicators, indicators of toxicity and smoke in the exhaust gases at a speed of the crankshaft n1800 min-1). As a result of the tests, it was found that the use of heated fuel does not have a noticeable effect on the performance of the injector and the power supply system of the diesel engine. A corner of an advancing of injection of fuel впр at which efficient performance of the engine are the optimum is 18/22.