http://ite.khpi.edu.ua/issue/feed Інтегровані технології та енергозбереження 2025-10-17T00:00:00+03:00 Leonid Tovazhnyanskyy gor.kona2016@gmail.com Open Journal Systems Науково-практичний журнал «Інтегровані технології та енергозбереження» заснований у 1998 році Харківським державним політехнічним інститутом (з листопада 2000 р. – Національний технічний універ-ситет «Харківський політехнічний інститут») та зареєстрований Міністерством інформації України (КВ № 3427). Засновник та видавець – Національний технічний університет „Харківський політехнічний інсти-тут”. Журнал «Інтегровані технології та енергозбереження» включений до переліку наукових фахових видань ВАК України (Додаток 8 до наказу Міністерства освіти та науки України №1328 від 21.12.2015)) у галузі технічних наук та виходить по тематичним напрямкам, які відображають напрямки діяльності наукових шкіл університету та потенційних здобувачів наукових ступенів і вчених звань. http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341318 ДОСЛІДЖЕННЯ ОБЛАДНАННЯ БЛОКУ ОЧИСТКИ ПРОМИВАЛЬНОЇ РІДИНИ З АНАЛІЗОМ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ПІНОГЕНЕРАТОРІВ В УМОВАХ ЗМІННОГО ТИСКУ І ВИТРАТИ РІДИНИ 2025-10-14T07:21:52+03:00 М. І. Книш gorbunov@kpi.kharkov.ua Т. О. Суржко gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У статті розглянуто питання підвищення енергоефективності обладнання блоку очистки промивальної рідини з акцентом на аналіз роботи піногенераторів в умовах змінного тиску та витрати рідини. З огляду на зростаючі вимоги до енергозбереження, зменшення викидів та ефективного використання ресурсів у промисловості, актуальним є визначення оптимальних параметрів функціонування піногенераторів, які дозволяють забезпечити стабільне утворення піни з мінімальними енергетичними затратами. У дослідженні використано метод чисельного моделювання процесів у програмному середовищі FlowSimulation (SolidWorks), що дало змогу побудувати математичну модель роботи піногенератора та розрахувати коефіцієнти енергоефективності при різних експлуатаційних режимах. Проведено аналіз впливу змін витрати рідини (від 0,001 до 0,025 м³/с) та тиску (від 6 до 12 МПа) на ефективність функціонування пристрою. Встановлено, що найбільш оптимальним є режим з витратою рідини 0,015 м³/с і тиском 8 МПа, при якому досягається найвище співвідношення продуктивності до енергоспоживання. За межами цього діапазону ефективність знижується: при зменшенні витрати до 0,001 м³/с коефіцієнт енергоефективності становить 1–1,09, а при збільшенні до 0,025 м³/с – 1,14–1,45. Отримані результати мають прикладне значення для оптимізації технологічних процесів очищення рідин та модернізації промислових установок, сприяючи зниженню енергозатрат, підвищенню ефективності виробництва та поліпшенню екологічних показників. Стаття може слугувати науково-практичною основою для подальших досліджень у сфері енергозбереження, автоматизації систем очищення та екологічної безпеки технологічного обладнання. Запропонований підхід також може бути адаптований до інших видів обладнання, де ефективність залежить від динаміки гідравлічних параметрів, що відкриває перспективи для розвитку комплексних енергоощадних технологій у різних галузях промисловості.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 М. І. Книш, Т. О. Суржко http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341320 ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ПАРОКОМПРЕСІЙНИХ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН У ПРОМИСЛОВОСТІ 2025-10-14T07:42:55+03:00 І. Б. Рябова gorbunov@kpi.kharkov.ua К. О. Горбунов gorbunov@kpi.kharkov.ua А. М. Миронов gorbunov@kpi.kharkov.ua М. В. Ільченко gorbunov@kpi.kharkov.ua Л. А. Гарєв gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>Аналіз виробничих процесів харчової промисловості та агропромислового ком- плексу України вказує на типовість структури схем енергоспоживання підприємств з точки зору використання гарячих і холодних утиліт. Для забезпечення технологічних процесів утилітами з температурами, нижчими а температуру навколишнього середовища використовують промислові холодильні установки.</p> <p>Збільшення потенціалу енергоефективності промислових парокомпресійних холодильних машин можна досягти за допомогою використання сучасного теплообмінного обладнання зокрема при утилізації теплової енергії низького потенціалу.</p> <p>Специфікою підприємств харчової і переробної промисловості є сумісне використання гарячих і холодних утиліт при відносно невисоких температурах. Оскільки одним з поширених холодильних агентів е аміак, ця специфіка надає можливість частково знизити використання гарячих утиліт за рахунок утилізації теплоти, що скидається у довкілля при відводі теплоти від пари аміаку високого тиску. На прикладі виробництва твердого сиру показано, що розділенні процесу відводу теплоти від пари аміаку в конденсаторі компресійної холодильної машини на дві стадії дозволяє у першому теплообміннику відвести теплоту від перегрітої пари аміаку, що утворюється після компресії (температура пари сягає 80–120 ºС при рівні компресії 1,0–1,5 МПа ), на другій стадії відбувається процес безпосередньо конденсації аміаку при температурі 35 ºС. За- дачу утилізації тепла газоподібного аміаку можна вирішити за допомогою пластинчастого теплообмінного апарату через високий ступень рекуперації теплової енергії в теплообміннику. Додаткова компресія частини пари аміаку до 2,7 МПа надає можливість більш повно використати енергетичний потенціал пари аміаку через високу температуру конденсації (61 ºС), але це вимагає серйозних додаткових капітальних витрат.</p> <p>Впровадження енергозберігаючих заходів, в яких використовується низькопотенційне тепло холодильної установки, є важливими рішення в сучасних умовах щодо енергетичної безпеки та розвитку «зеленої» енергетики через зниження кількості викопного палива, що сприяє декарбонізації процесу і зменшенню забруднень навколишнього середовища.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 І. Б. Рябова, К. О. Горбунов, А. М. Миронов, М. В. Ільченко, Л. А. Гарєв http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341339 КОМПЛЕКСНИЙ ОГЛЯД МЕТОДІВ ТЕПЛОВОЇ ІНТЕГРАЦІЇ ВТОРИННИХ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ У ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ПРИРОДОЄМНОСТІ ПРОМИСЛОВОЇ ПРОДУКЦІЇ 2025-10-14T08:37:26+03:00 В. А. Стасов gorbunov@kpi.kharkov.ua А. М. Миронов gorbunov@kpi.kharkov.ua М. В. Ільченко gorbunov@kpi.kharkov.ua Ю. А. Селіхов gorbunov@kpi.kharkov.ua К. О. Горбунов gorbunov@kpi.kharkov.ua С. М. Биканов gorbunov@kpi.kharkov.ua Є. В. Краснокутський gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У статті представлено комплексний системний огляд методів теплоенергетичної інтеграції у хіміко-технологічних процесах з акцентом на підвищення енергоефектив- ності, зниження викидів парникових газів та раціональне використання вторинних ре- сурсів, які виступають джерелами теплоти. Досліджено основні напрями утилізації від- працьованого тепла, зокрема використання димових газів, гострої пари, вторинної па- ри, тепла побутових та промислових стоків, а також енергії надлишкового тиску в газо- розподільних системах. Окрему увагу приділено технологіям когенерації, рекуперації, використанню теплових насосів та теплообмінного обладнання у різних галузях проми- словості. Показано, що димові гази можуть бути ефективним джерелом повторного те- плового використання завдяки високій температурі та поширеності у більшості тепло- вих процесів. Водночас описано обмеження, пов’язані з нерівномірністю впливу їхньо- го теплового поля та високими витратами на транспортування. Розглянуто переваги та недоліки використання вторинної пари у процесах випарювання, дистиляції, сушіння, опалення та генерації електроенергії. Проаналізовано перспективи інтеграції у стічних і промислово-каналізаційних системах, що дозволяє зменшити екологічне навантаження та частково компенсувати втрати тепла. Наголошено на потенціалі рекуперації тепла на рівні компонентів, будівель, мереж та очисних споруд, визначено технічні складності впровадження через забруднення теплообмінного обладнання. Розглянуто феномен втрати енергії при редукуванні тиску у газопроводах, що відкриває можливості для впровадження турбодетандерів. У підсумку дослідження вказано на стратегічну важливість теплоенергетичної інтеграції як шляху до зниження ресурсоємності та підвищення стійкості промислових систем. Обґрунтовано, що найбільш перспективним напрямом є утилізація тепла димових газів, хоча у залежності від галузі більш доцільними можуть виступати й інші варіанти. Практичне значення дослідження полягає у створенні теоретичного підґрунтя для впровадження енергоощадних рішень у промисловості на основі системної інтеграції теплових потоків.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 В. А. Стасов, А. М. Миронов, М. В. Ільченко, Ю. А. Селіхов, К. О. Горбунов, С. М. Биканов, Є. В. Краснокутський http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341437 ЩОДО ЕКОНОМІЧНОГО ЕФЕКТУ ВІД ВІДНОВЛЕННЯ ЗАПАСІВ ГАЗУ НА ПРИКЛАДІ ШЕБЕЛИНСЬКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО РОДОВИЩА 2025-10-15T12:56:24+03:00 І. М. Фик gorbunov@kpi.kharkov.ua С. В. Кривуля gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>Об’єктом дослідження є економічні показники розробки Шебелинського газоконденсатного родовища в умовах відновлення запасів газу за рахунок їх перетоків з глибоких горизонтів.</p> <p>Однак, слід зауважити, що в наведених роботах та інших ніхто із авторів не розглядав питання економічної ефективності від відновлення запасів газу в родовищах на пізній стадії експлуатації. В роботі наведені фактичні (з урахуванням перетоків) та прогнозні дані показників розробки Шебелинського ГКР без урахування відновлення запасів. Показано додатковий видобуток газу за рахунок відновлення запасів в періоди 2016–2023 рр. склав 1.906 млрд. м<sup>3</sup> та 2025–2035 рр. складе 7.960 млрд. м<sup>3</sup>.</p> <p>При цьому додатковий чистий прибуток за період 2016–2023рр. склав 6.672 млрд. грн. Додатковий прогнозний чистий прибуток за період 2025–2035 рр. складе 28.279 млрд. грн.</p> <p>В тексті статті наведена формула розрахунку грошового потоку, який залежить від чистого прибутку, амортизаційних нарахувань та капітальних вкладень.</p> <p>Показаний розрахунок кількості проектних свердловин, які треба би було пробурити для видобування об’ємів газу аналогічних прогнозним об’ємам додаткового видобутку газу за рахунок відновлення запасів. Кількість таких свердловин складає 188 одиниць.</p> <p>Для досягнення аналогічних додаткових видобутків газу, шляхом буріння проектних свердловин АТ «Укргазвидобування» було б змушене додатково витратити 17,3 млрд. грн. із терміном окупності близько 7 років.</p> <p>Таким чином врахування об’ємів відновлення запасів газу на родовищах пізньої стадії експлуатації заслуговує уваги, так як дає змогу оптимізувати, як буріння свердловин так і видобуток газу.</p> <p>Рекомендується провести аналогічні дослідження по всім родовищам Шебелинсько-Хрестищенської групи з метою визначення перспектив їх довгострокової розробки.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 І. М. Фик, S. V. Kryvulya http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341438 АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ОЧИЩЕННЯ ТА ЗНЕВОДНЕННЯ ШЛАМІВ МОКРОЇ ГАЗООЧИСТКИ ВИКИДІВ МЕТАЛУРГІЙНОГО ПІДПРИЄМСТВА 2025-10-15T13:10:50+03:00 А. О. Шкоп gorbunov@kpi.kharkov.ua О. В. Шестопалов gorbunov@kpi.kharkov.ua Н. Г. Пономарьова gorbunov@kpi.kharkov.ua А. С. Босюк gorbunov@kpi.kharkov.ua Д. І. Нечипоренко gorbunov@kpi.kharkov.ua Д. М. Войтенко gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У дослідженні висвітлено результати комплексного аналізу ефективності очищення та зневоднення шламів, що утворюються внаслідок мокрої газоочистки викидів металургійного виробництва. Промислові випробування модернізованих осаджувальних центрифуг типу ОГШ засвідчили їх високу ефективність при очищенні шламових вод: концентрацію завислих речовин вдалося знизити до рівня менше 0, 35 г/л. Це дає підстави стверджувати про технічну можливість досягнення нормативних показників якості очищення води у межах існуючих технологічних схем. Крім того, досягнуто ефективного зневоднення шламів до вологості 45±5 %, що значно полегшує їх подальше транспортування, складування або утилізацію та зменшує витрати на оброблення. Встановлено, що зниження вологості в шламах також зменшує ризики вторинного забруднення навколишнього середовища та знижує загальне екологічне навантаження. Особливу увагу в дослідженні приділено оптимізації процесів флокуляції. Визначено, що використання флокулянтів типу ТФК-7 і ТФК-8 забезпечує високі показники очищення в широкому діапазоні температур і концентрацій. Проведено порівняльну оцінку схем введення флокулянтів у потік шламової води. Найкращі результати досягнуто при використанні гідростатичного змішування та двоетапного введення флокулянту, що сприяє формуванню щільних і стійких флокул, які ефективно осідають у центрифугах. Отримані результати мають практичну значущість для металургійної галузі, оскільки можуть бути покладені в основу розробки регламентів очищення шламових вод, удо- сконалення технологічних схем водообігу, а також впровадження природоорієнтованих рішень на підприємствах з високим рівнем водоспоживання та водозабруднення. Рекомендовано впроваджувати результати дослідження як складову частину стратегії підвищення екологічної безпеки та сталого розвитку підприємств гірничометалургійного комплексу.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 А. О. Шкоп, О. В. Шестопалов, Н. Г. Пономарьова, А. С. Босюк, Д. І. Нечипоренко, Д. М. Войтенко http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341440 АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕГУЛЮВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВИГОТОВЛЕННЯ ВВКМ НА ОСНОВІ КОНТРОЛЯ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК 2025-10-15T13:35:22+03:00 І. Ш. Невлюдов gorbunov@kpi.kharkov.ua В. Є. Овчаренко gorbunov@kpi.kharkov.ua О. В. Токарєва gorbunov@kpi.kharkov.ua І. В. Гурін gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У роботі розглянуто підходи до автоматизованого контролю технологічних параметрів під час виготовлення вуглець-вуглецевих композиційних матеріалів (ВВКМ) з використанням вимірювання діелектричних характеристик у режимі реального часу. Досліджено вплив температури, частоти електромагнітного поля, пористості, швидкості термообробки на зміну комплексної діелектричної проникності композиту.</p> <p>Проаналізовано переваги та обмеження використання методу плоского конденсатора, що базується на вимірюванні ємності зразка, поміщеного між плоскими електродами. Зазначено, що для складних гетерогенних матеріалів, таких як ВВКМ, доцільним є застосування моделей ефективного середовища.</p> <p>Використано аналітичні підходи, основані на моделях Максвелла-Вагнера та Максвелла-Гарнета, що дозволяють враховувати мультифазну структуру, неоднорідності, наявність дефектів і міжфазну поляризацію. Показано, що дійсна та уявна складові комплексної діелектричної проникності є чутливими до мікроструктурних змін, і можуть бути застосовані як інформативні параметри для оцінки ступеня графітизації, рівномірності просочення, фазових переходів та вмісту залишкових летких компонентів.</p> <p>Наведено характерні частотні та температурні залежності дійсної та уявної частин комплексної діелектричної проникності для ВВКМ, змодельовані на основі моделі Максвелла-Вагнера. Представлено результати чисельного моделювання ефективної діелектричної проникності з урахуванням пористості згідно з моделлю Максвелла-Гарнета. Показано, що збільшення пористості від 0 до 2 % викликає майже лінійне зниження ефективної діелектричної проникності, що пов’язано зі зменшенням здатності матеріалу до поляризації внаслідок заміщення вуглецевої матриці повітряними включеннями.Обґрунтовано доцільність використання індукційного нагріву для реалізації стабільного температурного градієнта в процесі термообробки, а також застосування СВЧ- зондів для безконтактного локального контролю діелектричних параметрів. Показано, що інтеграція результатів діелектричної діагностики в цифрові системи керування дозволить в реальному часі адаптувати технологічні режими, забезпечуючи точність, стабільність та повторюваність характеристик кінцевого матеріалу. Отриманні результати можуть бути використані як в рамках контролю в реальному часі, так і для верифікації чисельних моделей, застосовуваних при проєктуванні технологічних режимів виготовлення ВВКМ та можуть бути корисними для застосувань у різних галузях промисловості.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 І. Ш. Невлюдов, В. Є. Овчаренко, О. В. Токарєва, І. В. Гурін http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341505 АВТОКЛАВНІ ДОСЛІДЖЕННЯ КАТАЛІТИЧНОЇ КОНВЕРСІЇ ВУГЛЕВОДНЕВОЇ СИРОВИНИ 2025-10-16T14:48:57+03:00 І. Г. Зезекало gorbunov@kpi.kharkov.ua М. М. Подоляк gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>На сьогоднішній день такі процеси як крекінг, риформінг, гідроочищення, ізомеризація та алкілування вуглеводнів відомі і широко застосовуються для промислової переробки вуглеводневої сировини, однак використання їх в пластових умовах на нафтогазоконденсатних родовищах з метою інтенсифікації притоків вуглеводнів залишається не достатньо вивченим та потребує проведення широкого комплексу досліджень.<br>Для досліджень використовується експериментальна установка, яка складається із двох товстостінних циліндричних робочих ємностей. Конструкція циліндрів розрахована на проведення досліджень процесів каталізу в умовах, що наближені до пластових, та з можливістю застосування зразків гірських порід.<br>Під час проведення досліджень до зразку нафти чи газового конденсату визначеного об’єму додається каталітично-активна суміш, яка завантажується до буферної ємності установки. Робоча рідина продавлюється під тиском у реактор, де здійснюється її нагрів до необхідної температури проведення досліду.<br>В ході проведеного дослідження, розроблено рецептуру каталітично-активної суміші, досліджено вплив складу та масових співвідношень активних компонентів каталізатору на зміну фракційного складу зразків нафти та газового конденсату, а також їх фізико-хімічних властивостей. Ґрунтуючись на, отриманих в ході дослідження результатах, можна стверджувати, що запропонований метод інтенсифікації вилучення важковидобувних вуглеводнів за допомогою каталітичних перетворень є ефективним.<br>На відміну від існуючих процесів гідрокрекінгу вуглеводнів, дана технологія передбачає проведення каталітичних перетворень в пластових умовах безпосередньо в продуктивному пласті, а запропонована каталітична суміш здатна проявляти значну каталітичну активність при відносно невисоких значеннях температури реакційного середовища – 80–140 оС. При цьому технологія обробки породи продуктивного пласта каталізатором мало чим відрізняється від типової обробки поверхнево-активними речовинами (ПАР). В результаті це дозволить збільшити кількість видобутої нафти, залучити до процесу розробки поклади важковидобувних запасів, а також значно покращити умови виносу на поверхню вуглеводнів.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 І. Г. Зезекало, М. М. Подоляк http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341506 КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ТЕХНОЛОГО-ЕКОНОМІЧНИХ ПЕРЕВАГ ПЕРЕПРОФІЛЮВАННЯ НАФТОГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН ДЛЯ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ ПРОЄКТІВ ДДЗ 2025-10-16T15:09:51+03:00 Н. В. Леонтьєва gorbunov@kpi.kharkov.ua М. І. Фик gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>Актуальність теми дослідження зумовлена потребою в оптимальному використанні існуючої інфраструктури, скороченні витрат на будівництво нових свердловин, а також забезпеченні екологічно чистої енергії для регіону та держави.<br>Аналіз технолого-економічних переваг перепрофілювання свердловин: визначення геологічних умов Дніпровсько-Донецької западини, які сприяють видобутку геотермальної енергії, оцінка пластових температур, глибини та дебіту свердловин для підтвердження перспективності проекту, моделювання теплових потоків, використання програмного забезпечення FEFLOW для розрахунку потоків теплової енергії в системі з дублетом свердловин, значення оптимальних параметрів роботи системи, оцінка теплових втрат та ризиків холодного прориву між свердловинами, прогнозування інвестиційної окупності проекту протягом прийнятного періоду часу, враховуючи річне виробництво теплової енергії та використання існуючий інфраструктури.<br>Метою цієї роботи є аналіз можливостей, переваг і викликів перепрофілювання нафтогазових свердловин у ДДЗ, з урахуванням технічних, економічних і екологічних аспектів за допомогою моделювання в програмі Feflow.<br>Дослідження окреслило технолого-економічні переваги та підтвердило високу актуальність перепрофілювання споруджених раніше нафтогазових свердловин для розвитку геотермальної енергетики обєктів ДДЗ в Україні. Зокрема, свердловин Н-1 та Л-4 для видобутку геотермальної енергії. Геологічні умови Дніпровсько-Донецької западини, пластові температури на рівні 120–130 °C, глибина понад 5000 м та високий дебіт до 2592 м³/добу забезпечують перспективність реалізації проєкту. Проведене моделювання в програмному забезпеченні FEFLOW дозволило розрахувати потоки теплової енергії для відкритої системи з дублетом свердловин, визначити оптимальні параметри роботи системи, оцінити теплові втрати та ризики холодного прориву між свердловинами. Виконані розрахунки підтвердили економічну вигоду перепрофілювання свердловин у порівнянні з будівництвом нових. Також було спрогнозовано інвестиційну окупність проєкту протягом прийнятного періоду часу близько 4 років, враховуючи річне виробництво теплової енергії та використання існуючої інфраструктури.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 Н. В. Леонтьєва, М. І. Фик http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341359 РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ 2025-10-14T10:33:16+03:00 Ю. А. Селіхов gorbunov@kpi.kharkov.ua К. О. Горбунов gorbunov@kpi.kharkov.ua А. М. Миронов gorbunov@kpi.kharkov.ua М. В. Ільченко gorbunov@kpi.kharkov.ua К. В. Перемот gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>Теплові електростанції (ТЕС) виробляють 60–80 % електроенергії в нашій краї- ні. Вони працюють на твердому (вугілля), рідкому (мазут) або газоподібному (природ- ний газ) паливі. ТЕС викидають у атмосферу коло 30 % загального обсягу всіх шкідли- вих промислових відходів. Вони істотно впливають на навколишнє середовище району їх розташування і на стан біосфери загалом. Тим часом, кожен з існуючих широко ви- користовуваних типів енергоустановок спричиняє цілу низку різноманітних негативних впливів на навколишнє середовище.</p> <p>Великомасштабне виробництво теплової енергії на сонячних електростанціях пов'язане з низькою густиною інсоляції ( в середньому 1 кВт на 1 м²). Тому необхідна велика площа поверхні енергоприймачів – сонячних колекторів. Через значну вартість одиниці поверхні сонячних колекторів закордонного виробництва створення потужних сонячних електростанцій вимагає великих затрат. Виробництво сонячних колекторів з вітчизняних матеріалів буде значно дешевшим.</p> <p>У цій статті представляємо фінансову оцінку передбачуваних витрат і одержуваного результату, оцінку прибутковості проекту, і економічної доцільності розробки і впровадження одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці, а також порівняльну оцінку вартості одноконтурної сонячної системи із вітчизняних матеріалів з вартістю системи із закордонних матеріалів.</p> <p>Після модернізації конструкції одноконтурної сонячної установки для гарячого водопостачання і опалення приміщення та впровадження нової системи автоматизації, економічний ефект був досягнутий за рахунок відмови від природного газу та мазуту як енергоносіїв, так як у модернізованій схемі в якості дублера був задіяний електронагрі- вник. У свою чергу система автоматизації забезпечила контроль та регулювання осно- вних параметрів процесу та дозволила подовжити термін роботи устаткування та зме- ншити витрати на ремонт. У даному проекті строк окупності склав 0,48 року, що на сьогоднішній день можна вважати відмінним результатом. Застосування одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці показало, що економія 600 літрів ма- зуту з усіх 210 м² колектора складе – 111344253,1 грн за п'ять місяців сезонного використання. Розрахунок зменшення шкідливих викидів в довкілля після відмови від вико- ристання мазуту, більш ніж на 30 г шкідливих речовин у навколишнє середовище запо- біг забрудненню навколишнього середовища. Зробивши порівняльну оцінку вартості одноконтурної сонячної системи з українських матеріалів та вартості колекторів китай- ського виробництва – маємо економію коштів – 5172500 грн.</p> <p>Розрахунок економії коштів після відмови від природного газу як енергоносія, дав економію – 779051,5 грн.</p> <p>Застосування одноконтурної сонячної системи у теплоенергетичній установці дозволяє: зменшити собівартість теплової енергії за рахунок зниження матеріаломісткості та витрат на обладнання, заощаджувати органічне паливо; виробляти теплову енергію; зменшити теплове навантаження та забруднення навколишнього середовища.</p> <p>Отримані значення техніко-економічних показників говорять про те, що розробка й впровадження даного проекту економічно вигідна і доцільна.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 Ю. А. Селіхов, К. О. Горбунов, А. М. Миронов, М. В. Ільченко, К. В. Перемот http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341432 МАТЕМАТИЧНЕ ТА ІМІТАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ХІМІЧНОГО РЕАКТОРА ІДЕАЛЬНОГО ЗМІШУВАННЯ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ОБ’ЄМУ РОБОЧОГО СЕРЕДОВИЩА 2025-10-15T11:52:30+03:00 А. М. Миронов gorbunov@kpi.kharkov.ua М. В. Ільченко gorbunov@kpi.kharkov.ua О. О. Гапонова gorbunov@kpi.kharkov.ua Є. Д. Пономаренко gorbunov@kpi.kharkov.ua К. О. Горбунов gorbunov@kpi.kharkov.ua С. М. Биканов gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У статті наведено результати дослідження, присвяченого математичному та імітаційному моделюванню реактора ідеального змішування (РІЗ) із метою оптимізації об’єму робочого середовища для процесу етерифікації оцтової кислоти етанолом. Розглянуто класичні підходи до побудови математичних моделей на основі рівнянь балансу маси та енергії, у тому числі для випадків стаціонарного та нестаціонарного режимів. Визначено переваги аналітичних методів для початкового аналізу та попередніх розрахунків за наявності відносно простих технологічних умов. Показано, що математична модель дозволяє з достатньою точністю оцінити динаміку змін концентрацій та обґрунтувати технологічні параметри при проектуванні ключового виробничого обладнання.</p> <p>Особливу увагу приділено побудові імітаційної моделі у середовищі DWSIM з використанням термодинамічного пакету NRTL, що забезпечує точне відтворення неідеальної поведінки полярних компонентів рідкої фази. Симульовано оборотну гомогенну кінетичну реакцію етерифікації у безперервному режимі в умовах ізотермічної експлуатації реактора ідеального змішування. За результатами симуляції визначено ступені конверсії реагентів, а також встановлено, що початково заданий об’єм реактора є недостатнім для досягнення промислових показників. Запропоновано використання логічного блоку керування для автоматичного підбору оптимального об’єму, що дозволяє досягти необхідної глибини перетворення базового реагенту (етанолу) понад 98 %.</p> <p>Проведено порівняльний аналіз результатів математичного та симуляційного моделювання, який вказує на високу адекватність математичних моделей при їх правильній постановці для оцінки базових характеристик технологічного процесу та параметрів обладнання. Підкреслено, що імітаційне моделювання дозволяє враховувати набагато ширший спектр фізико-хімічних факторів, адаптуватися до конкретних умов виробництва, а також швидко досліджувати вплив технологічних змін без потреби у фізичних експериментах. Стаття доводить доцільність поєднання обох підходів у практиці комп’ютерної хімічної інженерії для забезпечення максимальної точності, гнучкості, надійності та технологічної ефективності рішень.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 А. М. Миронов, М. В. Ільченко, О. О. Гапонова, Є. Д. Пономаренко, К. О. Горбунов, С. М. Биканов http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341507 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАПИЛЕНОСТІ ПОВІТРЯ ТВАРИННИЦЬКИХ КОМПЛЕКСІВ 2025-10-16T15:24:41+03:00 В. Б. Байрачний gorbunov@kpi.kharkov.ua О. В. Адашевський gorbunov@kpi.kharkov.ua А. О. Сакун gorbunov@kpi.kharkov.ua А. О. Литвин gorbunov@kpi.kharkov.ua В. С Бутко gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>Стале тваринництво є необхідним елементом загального сталого розвитку країни. Забезпечення населення якісними та безпечними продуктами тваринницького комплексу є запорукою продовольчої безпеки, для отримання яких одним з головних елементів є годівля тварин високоякісними кормами. Тваринництво є галуззю економіки, яка має значний негативний вплив на навколишнє природнє середовище. Мінімізація такого негативного впливу на кожному етапі виробництва продукції тваринництва – від вирощування до обробки – сприяє переходу до сталого тваринництва.<br>Стале поводження з різними типами відходів, в тому числі з відходами кондитерських виробництв, полягає у їх вторинному використанні в якості ресурсоцінних матеріалів. Тверді органічні відходи кондитерських виробництв, такі як готові вафлі, печиво, цукерки, можуть стати складовою комбікормів для свійських тварин.<br>Підвищена концентрація пилу у повітря призводить до подразнення верхніх дихальних шляхів як тварин, так й робітників. Надалі тварини стають більш вразливими для проникнення бактерії та вірусів через подразнені ділянки. Сухі комбікорми є найдешевшим типом комбікормів, проте їх виробництво та використання потенційно є джерелом утворення додаткового пилового навантаження.<br>Метою роботи було дослідження запиленості повітря різних типів тваринницьких комплексів в залежності від типу комбікорму, який переважно використовується для годівлі.<br>У роботі використані наступні методи дослідження: ваговий метод для визначення концентрації пилу у повітрі приміщень для утримання тварин; експрес метод для визначення концентрації пилу у приміщеннях та ззовні з використанням приладу Walcom HT-9600, який використовує лазерний принцип. Даний прилад дозволяє визначити окремо концентрацію частинок пилу РМ2,5 та РМ10, що неможливо ваговим методом. Дослідження проводились в індивідуальних господарствах з утримання свиней тат кур-несучек, а також у фермерських господарствах середнього розміру у Харківській області. В якості сухих комбікормів використовували як стандартний гранульований та сухий комбікорми, так й сухий комбікорм виготовлений за розробленою рецептурою з додаванням твердих органічних відходів кондитерських виробництв.<br>Проведені дослідження показали, що при зберіганні сухого комбікорму концентрація пилу у приміщеннях в 1,5 разів більша, ніж при зберіганні гранульованого.<br>Результати проведених досліджень показали, що за рахунок підвищення вмісту жиру при введені до складу сухого комбікорму одного з видів твердих органічних відходів кондитерських виробництв, а саме вафель з жировою начинкою, вдається зменшити в 1,3 рази концентрацію пилу у приміщенні для виготовлення сухого комбікорму. Також спостерігається зменшення концентрації пилу при зберіганні сухого комбікорму, який містить відходи вафель з жировою начинкою.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 В. Б. Байрачний, О. В. Адашевський, А. О. Сакун, А. О. Литвин, В. С Бутко http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341510 ТЕХНОЛОГІЧНІ ТА БІОМАТЕРІАЛОЗНАВЧІ ПІДХОДИ ДО ОЦІНКИ ЯКОСТІ ЕФІРНИХ ОЛІЙ У КОСМЕЦЕВТИЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ 2025-10-16T15:56:18+03:00 Б. В. Путятін gorbunov@kpi.kharkov.ua О. М. Близнюк gorbunov@kpi.kharkov.ua А. П. Бєлінська gorbunov@kpi.kharkov.ua С. В. Станкевич gorbunov@kpi.kharkov.ua А. О. Карюк gorbunov@kpi.kharkov.ua Н. Ю. Кібенко gorbunov@kpi.kharkov.ua <p>У сучасній космецевтичній промисловості спостерігається стрімке зростання попиту на натуральні інгредієнти, особливо на ефірні олії, що обумовлює необхідність розробки надійних та стандартизованих методів оцінки їх якості, автентичності та безпеки. Дане дослідження представляє комплексний аналіз сучасних технологічних та біоматеріалознавчих підходів до контролю якості популярних ефірних олій, зокрема лавандової та чайного дерева, які широко застосовуються у косметичній, лікувально-профілактичній та фармацевтичній продукції.<br>Робота базується на вимогах сучасних європейських нормативних документів, зокрема регламенту CE 655/2013, який встановлює чіткі вимоги щодо надання науково обґрунтованих доказів ефективності, стабільності та безпеки косметичних інгредієнтів. Особливу увагу приділено проблемі фальсифікації ефірних олій, яка включає такі поширені методи як: розведення дешевшими рослинними оліями, часткову або повну заміну природних біоактивних сполук синтетичними аналогами, а також використання технічних домішок для збільшення об'єму продукції. Результати досліджень виявили, що лавандова олія повністю відповідає вимогам міжнародного стандарту ISO 3515:2017 щодо хімічного складу та фізико-хімічних властивостей. На противагу цьому, у частині зразків олії чайного дерева було виявлено значні домішки соєвої олії, що суттєво суперечить вимогам стандарту ISO 4730:2017. Отримані результати демонструють високу ефективність запропонованого комплексного підходу, який поєднує передові хімічні, спектроскопічні та біологічні методи аналізу. Проведене дослідження має практичне значення для космецевтичної промисловості, пропонуючи алгоритм виявлення фальсифікованої продукції та підкреслюючи критичну важливість постійного моніторингу якості сировини на всіх етапах виробничого процесу. Результати роботи можуть стати основою для розробки нових, більш строгих стандартів контролю якості ефірних олій у косметичній, космецевтичній та фармацевтичній галузях, що сприятиме підвищенню безпеки та ефективності кінцевої продукції.</p> 2025-10-17T00:00:00+03:00 Авторське право (c) 2025 Б. В. Путятін, О. М. Близнюк, А. П. Бєлінська, С. В. Станкевич, А. О. Карюк, Н. Ю. Кібенко