№ 2 (485) 2021
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Поліпшення показників екологічності підприємств застосуванням екологічної стратегії ресурсоефективного та чистого виробництва(2021) Цюман, Є. С.; Зюзюн, В. І.; Tsiuman, Yevheniia S.; Ziuziun, Vadym I.Анотація. Високий рівень природокористування та вичерпність багатьох природних ресурсів створюють труднощі для подальшого забезпечення суспільства матеріальними благами, що суперечить ключовому завданню економіки природокористування. Висока ресурсоємність та відходомісткість підприємств спонукають до впровадження заходів із їх екомодернізації. Мета полягає у висвітленні підходів щодо екомодернізації підприємств шляхом застосування екологічної стратегії ресурсоефективного та чистого виробництва, спрямованої на поліпшення показників природокористування та екологічності підприємств, зниження екологічних ризиків та зменшення навантаження на навколишнє природне середовище. Методика. На основі здійсненого вивчення взаємозв’язків в системі «виробництво – навколишнє природне середовище» та етапів впровадження заходів з екомодернізації визначено, що методику доречно розглядати за 6 групами спеціальних індикаторів, перелік яких наведено в роботі, та додатковими показниками екологічності виробничих і технологічних процесів суб’єктів господарювання (коефіцієнти замкненості, колообігу природних ресурсів та чистоти, категорія (ступінь) небезпечності виробництва та критерій екологічності). Результати. Використання одного з інструментів оцінювання екологічної стійкості підприємств – еколого-економічного аналізу, який спрямований на вивчення комплексу взаємозв’язків в системі «виробництво – навколишнє природне середовище», дозволяє здійснити дослідження потенціалу та виявлення можливостей модернізації підприємства. Наукова новизна полягає в оптимальному підборі показників оцінювання рівня природокористування та екологічності підприємства з метою впровадження заходів із ресурсоефективних та більш чистих виробництв відповідно до принципів циркулярної економіки. Практична значимість. Оцінювання та аналіз запропонованих показників дозволяє комплексно й повно оцінити рівень природокористування, екологічності підприємства для пошуку оптимальних ресурсоефективних рішень.Документ Economic and mathematical model of an investment eco-project under conditions of uncertainty(2021) Tsesliv, Olga V.; Kolomiiets, Anna S.; Kolomiiets, Serhii V.; Цеслів, О. В.; Коломієць, А. С.; Коломієць, С. В.Анотація. Стаття присвячена розробці економіко-математичної моделі оцінки ефективності стартап-проєктів у сфері екології на основі імітаційного моделювання. Стартапи – це невеликі компанії, які будують свій бізнес на новітніх інноваційних ідеях з використанням сучасних інформаційних технологій та характеризуються високим ризиком. Імітаційне моделювання – це метод аналізу і синтезу складних систем, який використовується, коли традиційні математичні методи дослідження неможливі або неефективні. Цікавим є дослідження ризику в імітаційному моделюванні. У роботі розглянуто два інвестиційні проєкти у сфері екології. Дослідження проводилося на основі чистої приведеної вартості та внутрішньої прибутковості. Генеруються вектори з N випадкових чисел з рівномірним законом розподілу та граничними точками інтервалу. Розрахунок проведено в програмі Mathcad. Розраховано коефіцієнт ризику для розглянутих проєктів. Побудовано гістограму розподілу NPV. В результаті якісного аналізу були виявлені фактори проєкту, найбільш схильні до ризику. Визначено рейтинг чинників проєкту. Розробка інвестиційного проєкту базується на певних принципах, при цьому важливу роль відіграє аналіз проєктних ризиків. Сучасна економічна ситуація характеризується нестабільністю, що необхідно враховувати в процесі прийняття грамотних інвестиційно-проєктних рішень. Однак для адекватної оцінки ризику необхідно мати достатню кількість даних, отримати які деколи неможливо. Якщо фізичні дані отримати важко або неможливо, їх замінюють величинами, що були отримані під час імітаційного експерименту. Новизною роботи є визначення коефіцієнту ризику як співвідношення сподіваних величин – несприятливих і сприятливих відхилень показників від прогнозованого рівня. У роботі знайдено коефіцієнти ризику для двох досліджуваних екопроєктів. Якісний аналіз був проведений в програмі EXCEL. Аналізувалась чутливість NPV до чинників проєкту, схильних до ризику. Модель може бути використана як інвесторами, так і підприємцями.Документ Моделювання мікроклімату суднової надбудови в Matlab-Simulink(2021) Білий, В. А.; Голіков, В. А.; Bily, Viktor A.; Golikov, Volodymyr A.Анотація. Мета. Підвищення безпеки життєдіяльності та комфорту екіпажів морських та річкових суден потребує дослідження динаміки температури, вологості та вмісту забрудненості в повітрі приміщень. Метою дослідження є розробка методики моделювання, яка дозволить синтезувати модель мікроклімату надбудови судна як неперервної ієрархічної динамічної системи. Структурними елементами системи, що моделюється, виступають взаємопов’язані повітряні ємності – приміщення та повітропроводи. Математичний опис повітряних ємностей має забезпечувати можливість дослідження динаміки температури, вологості та газового складу повітря. Методика. Під час проведення дослідження застосовувались методи абстрагування, системного аналізу, порівняння, синтезу. Об’єктом дослідження є мікроклімат приміщень суднової надбудови. Предметом дослідження є моделювання динаміки температури, вологості та газового складу повітря. Надбудова судна розглядається як сукупність приміщень, пов’язаних між собою повітропроводами припливного та вихідного повітря. Для моделювання приміщень та повітропроводів були використані відповідні елементи підсистеми вологого повітря програмного пакету Matlab-Simulink. Результати. Здійснено структурну ідентифікацію об’єкта керування. Проаналізовано наявні математичні моделі, підходи й системи моделювання мікроклімату. Запропоновано методику моделювання на базі підсистеми вологого повітря програмного пакету Matlab-Simulink з використанням проєктної документації центральної системи кондиціювання та креслень надбудови. Методику застосовано до синтезу моделі мікроклімату надбудови судна-газовозу. В результаті моделювання були розраховані криві розгону середньої температури та середньої вологості повітря приміщень надбудови судна. Показана адекватність отриманої моделі. Наукова новизна. Запропонована методика дає змогу синтезувати модель мікроклімату надбудови будь-якого судна та досліджувати характеристики системи, які не були враховані під час проєктування судна, впроваджувати та підвищувати ефективність використання централізованих та розподілених систем фільтрації та автоматичного управління підготовкою повітря. Практична значимість. Застосування методики дозволяє розробляти системи фільтрації та системи управління підготовкою та розподіленням повітря надбудови як на стадії проєктування судна, так і під час його експлуатації.Документ Застосування засобів комп’ютерного зору для збільшення ефективності перехідного процесу згорання газу всередині котла(2021) Арзікулов, Т. С.; Грудзинський, Ю. Є.; Бунке, О. С.; Arzikulov, Tymur S.; Hrudzynskiyj, Yulian Ye.; Bunke, Oleksandr S.Анотація. Метою даної роботи є виявлення можливості застосування засобів комп’ютерного зору та регулювання на основі аналізу спектрального сліду факела для оптимізації процесу згорання газів у котлах ТЕС та пришвидшення протікання перехідних процесів у разі зміни режиму чи навантаження. Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання: дослідження та аналіз наявної науково-методичної бази щодо регулювання процесу горіння газо-повітряної суміші в котлах та наукової бази щодо вивчення характеристик процесу горіння; дослідження можливості використання методів комп’ютерного зору для оптимізації зазначеного процесу. Об’єктом дослідження роботи є система подачі газо-повітряної суміші в топку котла. Предметом дослідження є система регулювання подачі газо-повітряної суміші в топку котла. Методика. Дослідження проводилось на основі застосування загальних методів теорії автоматичного управління та нечіткого регулювання. Застосовувалися методики комп’ютерного зору, а саме отримання спектральних та інших характеристик зображення, методики визначення меж об’єктів, методики термографії та спектрографії. Результати. Наукова новизна використаних методів керування полягає в наступному: вперше запропоноване використання регулювання процесу подачі газо-повітряної суміші на основі аналізу спектрального сліду факелу ще не використовувалося. У нашому дослідженні висловлюється ідея застосування засобів комп’ютерного зору для керування процесом спалення палива, а також концепція спалювання палива з низьким надлишком кисню. Практична значимість. Очікувані результати від впровадження системи такі: зниження часу протікання перехідних процесів, можливість використання екстремальних режимів горіння, можливість отримання додаткової інформації про якість горіння та склад димових газів, а отже й самого палива. Також використання засобів комп’ютерного зору дозволить отримати інформацію про стабільність та площу факела, що підвищить якість та безпеку роботи котлоагрегатів.Документ Моделювання теплообмінної секції апарату повітряного охолодження на основі шахових пакетів труб різного профілю(2021) Баранюк, О. В.; Воробйов, М. В.; Baranyuk, Oleksandr V.; Vorobiov, Mykyta V.Анотація. Робота присвячена аналізу перспективи використання як теплообмінних секцій апаратів повітряного охолодження шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, труб плоско-овального профілю з повним і неповним оребренням. Метою роботи є розробка обґрунтованих рекомендацій щодо вибору найбільш перспективної з теплоаеродинамічної точки зору поверхні теплообміну для теплообмінної секції апаратів повітряного охолодження. Для досягнення поставленої мети виконано аналіз результатів розрахунку за узагальнюючими залежностями для розрахунку конвективних коефіцієнтів теплообміну шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, які сьогодні успішно використовуються як теплообмінні секції апаратів повітряного охолодження, а також пучків труб плоско-овального профілю з повним і непо вним оребренням, які можуть бути використані під час конструювання останніх. Розрахунки проводились для апарату повітряного охолодження зигзагоподібного типу, що складався із шести секцій. У кожній секції – 8 рядів труб довжиною 6 м, які утворюють один хід з боку газу. Кількість вентиляторів на один апарат – 1 шт. В якості теплоносія, що охолоджувався всередині труб апарату повітряного охолодження, вибрано природний газ. Розрахунок виконувався при однакових температурах природного газу на вході в труби – t1 = 40°C – і t2 = 20°C – на виході з них. Температура охолоджуючого повітря на вході в апарат повітряного охолодження становила ϑ1 = 0°C, температура повітря після – ϑ2 = 6,47°C. Витрата природного газу вибрана рівною D = 60 кг/с, а продуктивність вентилятора G = 354 м3 /год. Теплова потужність апарату повітряного охолодження Q = 3,036 МВт, температурний напір Δt = 25,35°С. Для всіх досліджених типів труб зберігалась незмінність коефіцієнту оребрення Ψ = 9,2. Дослідження проводилися в діапазоні зміни відносних кроків труб в шаховому пучку S1/S2 від 0,5 до 2,5. Результати визначення теплоаеродинамічної ефективності свідчать, що найвищими показниками з інтенсивності тепловіддачі володіють пучки плоско-овальних труб з неповним оребренням, які в середньому в 2,5 рази перевищують інтенсивність тепловіддачі циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням і майже в 4 рази плоско-овальні труби з повним оребренням. Аеродинамічний опір пучків плоско-овальних труб з неповним оребренням в середньому на 50% нижчий, ніж в труб-аналогів. На жаль, значення компактності пучків таких труб лише на 11% нижче, ніж значення компактності циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням.Документ Визначення навантаженості рами напіввагона із замкненою конструкцією хребтової балки(2021) Ловська, А. О.; Фомін, О. В.; Рибін, А. В.; Lovska, Alyona L.; Fomin, Oleksij V.; Rybin, Andrij V.Анотація. У статті проведено визначення динамічної навантаженості та міцності рами напіввагона з замкненою конструкцією хребтової балки при основних експлуатаційних режимах навантаження. Мета. Метою дослідження є висвітлення особливостей визначення навантаженості рами напіввагона з замкненою конструкцією хребтової балки при експлуатаційних режимах. Методика. Проведено визначення повздовжньої навантаженості напіввагона з замкненою конструкцією хребтової балки. Розв’язок диференціальних рівнянь руху здійснений за методом Рунге-Кутта в програмному комплексі MathCad. Отримана величина прискорення врахована при розрахунках на міцність рами напіввагона. Як розрахунковий використано метод скінчених елементів, реалізований в програмному комплексі SolidWorks Simulation. Розраховано проєктний строк служби рами напіввагона. Результати. Визначено прискорення, яке діє на несучу конструкцію напіввагона з замкненою хребтовою балкою. Встановлено, що отримана величина прискорення не перевищує нормативного значення. Розраховано основні показники міцності рами напіввагона. Максимальні значення еквівалентних напружень склали 328 МПа, вони виникають при маневровому співударянні. Встановлено, що проєктний строк служби рами напіввагона складає не менше 32 років. Наукова новизна. Доопрацьовано математичну модель динамічної навантаженості напіввагона при маневровому співударянні. Модель дозволяє отримати прискорення як складову частину динамічного навантаження, що діє на напіввагон. Створено модель міцності рами напіввагона з замкненою конструкцією хребтової балки. Дана модель дозволяє визначити основні показники міцності рами напіввагона при експлуатаційних режимах навантаження. Практична значимість. Проведені дослідження сприятимуть забезпеченню міцності несучих конструкцій напіввагонів при експлуатаційних режимах навантаження, скороченню витрат на їх утримання, а також створенню відповідних напрацювань щодо проєктування інноваційних конструкцій вантажних вагонів.Документ Оцінка стійкості пластинчатих елементів корпусних конструкцій в умовах одночасної дії стискаючих та зсувних напружень(2021) Коростильов, Л. І.; Мартиченко, Я. О.; Korostylyov, Leontiy I.; Martychenko, Yaroslav O.Анотація. Оцінка стійкості пластинчатих елементів корпусних конструкцій суден з моменту використання сталі підвищеної міцності є вкрай важливим питанням. Його значне ускладнення зумовлене наявністю в корпусних конструкцій вирізів, що суттєво видозмінюють картину напружено-деформованого стану, а також тим, що більшість корпусних конструкцій перебувають в умовах складного навантаження, тобто одночасної дії деякої кількості простих навантажень. У цій науковій роботі була розглянута проблема оцінки стійкості пластинчатих елементів корпусних конструкцій з вирізами в умовах одночасної дії стискаючих і зсувних напружень. Виконано теоретичні розрахунки і побудовано серію граничних кривих, що характеризують вплив одночасної дії зазначених напружень на стійкість пластинчатого елементу, а також вплив конструктивних характеристик такого елементу на його стійкість, а саме співвідношення сторін та наявність центрально розташованого круглого вирізу різних розмірів. Ця наукова робота є однією із серії досліджень стійкості пластинчатих елементів корпусних конструкцій, що наразі виконуються на кафедрі будівельної механіки і конструкції корпусу корабля у Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова. Мета. Метою роботи є виконання аналізу стійкості прямокутних пластин в умовах одночасної дії одноосьового стискаючого σ і зсувного τ напружень та оцінка впливу центральних круглих вирізів різних розмірів на стійкість таких пластин. Методика. За допомогою метода скінченних елементів чисельно досліджено стійкість шарнірно обпертих прямокутних пластин з центрально розташованим круглим вирізом різних діаметрів під час одночасної дії одноосьового стискаючого σ і зсувного τ напружень. Результати. Побудовано серію граничних кривих, форма яких найбільш наближена до результатів розрахунку. Проведено аналіз результатів і розроблено формули для проєктування пластинчатих елементів при складному навантаженні. Наукова новизна. Отримані результати дають можливість більш точно оцінити стійкість пластинчатих елементів під час дії на них складного навантаження σ і τ. Практична значимість. Результати наукових досліджень можуть бути використані для удосконалення практичних методик проєктування корпусних конструкцій суден.Документ Особливості застосування поліетилену низького тиску в якості матеріалу корпусних конструкцій малих суден(2021) Грабенко, А. А.; Кузнецов, А. І.; Hrabenko, Alla A.; Kuznetsov, Anatoliy I.Анотація. Альтернативні конструкційні матеріали мають велике значення у будівництві малих суден. Однак необхідне переконливе обґрунтування ефективності їх застосування для окремих типів суден малого флоту. У практиці світового малого суднобудування досить давно використовується в якості матеріалу корпусних конструкцій поліетилен низького тиску (поліетилен високої щільності, ПНТ). Цей факт вимагає внесення рішучих змін в технічну політику Регістру Судноплавства України. Ігнорування даного конструкційного матеріалу призводить до необхідності сертифікації суден, що виробляються вітчизняними виробниками, за межами України. Для замовників малих суден необхідність вибору конструкційних матеріалів обмежується, зокрема, можливістю порівняння конструкцій з ПНТ (експлуатаційні та економічні характеристики) з альтернативними матеріалами. Порівняння тільки за міцністю та вартісними параметрами виготовлених конструкцій не є коректним. Необхідно розглядати всі аспекти створення та експлуатації конструкцій за весь термін життєдіяльності судна. Розглядається вплив характеристик матеріалу на загальні проєктні рішення, особливості експлуатації, довговічність конструкцій і витрати на виготовлення і використання конструкцій за весь цикл життя судна. Мета роботи полягає в узагальненні, систематизації, аналізі характеристик ПНТ як корпусних конструкцій малих суден і виробленні критеріїв застосовності матеріалу для конструкцій малих суден різного призначення. У роботі аналізується міцність, технологічні й екологічні властивості ПНТ, використовуваного як корпусні конструкції малих суден. Розглядаються переваги та недоліки даного матеріалу для виготовлення корпусних конструкцій малих суден. Виявлено типи малих суден, для яких застосування даного матеріалу буде близьким до оптимального. Дається напрям вироблення критеріїв застосовності для виготовлення корпусних конструкцій малих суден різного призначення. Як інструмент для оцінки критеріїв використовується повна модель експлуатації корпусних конструкцій малих суден, розроблена авторами. Результати дозволяють зробити усвідомлений вибір замовникам малих суден різного призначення.