Інтегровані технології та енергозбереження

ДОСЛІДЖЕННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ ВИРОБНИЦТВА БУРШТИНОВОГО ВИНА З СОРТУ ІРШАЇ ОЛІВЕР

О. Л. Ходаков — 2025-05-07

У статті надано короткий огляд наукових праць, спрямованих на дослідження впливу різних факторів на якість бурштинових вин – використання різноманітних дріжджів, різних технологічних параметрів, резервуарів для мацерації; вплив технології на біологічну активність кахетинських вин. Розглянуто сучасні наукові методи ідентифікації вин кахетинського типу. Традиційна кахетинська технологія виробництва вина дозволяє отримати оригінальні спеціальні вина, що відрізняються унікальними органолептичними властивостями, такими як насичений смак, глибокий колір та багатий аромат. Однак, в рамках цієї технології є цікавим провести експерименти з використанням різних технологічних режимів виробництва, а також нових сортів винограду, зокрема мускатних. Це може відкрити нові перспективи та додати різноманітність у спектр вин кахетинського типу, дозволяючи створити оригінальні смакові профілі та збагатити традиційні методи виробництва. У цих дослідженнях було проведено аналіз принципової можливості одержання якісних вин кахетинського типу з мускатного сорту винограду. У літературному огляді розглянуто сучасні дослідження, присвячені впливу дріжджів, що використовуються для бродіння, та різних технологічних режимів на якість та біологічну активність кахетинських вин. Відзначено зростаючу популярність вин цього типу на світовому ринку. Однак, публікації, які стосуються виробництва кахетинських вин із мускатних сортів винограду, відсутні. Це відкриває перспективу створення нового вина. В експериментальній частині статті проведено дослідження фізико-хімічних та органолептичних властивостей бурштинових вин, отриманих із сорту Іршаї Олівер за різними технологічними схемами (з гребнями, без гребнів, з попередньо ферментова- ними гребнями, з різним терміном витримки мезги від 6 діб до 3 місяців). Вивчення різних технологічних режимів виробництва бурштинових вин в умовах мікро- виноробства на кафедрі Технології вина та сенсорного аналізу ОНТУ дозволило визначити найкращі технологічні режими виробництва оригінального спеціального вина з сорту Іршаї Олівер.

ВИКОРИСТАННЯ ІНСТРУМЕНТІВ «KAHOOT!» В ОСВІТНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ КУЛЬТУРИ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ СВІДОМОСТІ МОЛОДІ

Т. С. Тихомирова — 2025-05-07

Формування екологічної культури у молоді є важливим елементом становлення особистості. Без наявності внутрішніх орієнтирів на екологічний спосіб життя, дбайливе ставлення до природних ресурсів неможливо уявити людину, яка при веденні бізнесу чи виробничій діяльності сумлінно дотримується вимог екологічного законодавства. Екологічне виховання починається ще у закладах дошкільної освіти та продовжується на наступних рівнях освіти. Проте, не тільки екологічне виховання визначає сукупність рис особистості, завдяки яким ми можемо оцінити рівень її екологічної культури та екологічної свідомості.

Дистанційний формат навчання у закладах середньої та вищої освіти триває у багатьох регіонах з березня 2020 року та буде тривати у прифронтових регіонах принаймні до закінчення збройної фази війни. Такий режим спонукає до пошуку та використання нових методів проведення занять та способів активізації навчального процесу. Особливо важливим є використання онлайн інструментів для формування екологічної культури молоді. Це пов’язано з неможливістю використання традиційних, ефектив- них методів пізнання навколишнього світу та його природної складової – екскурсії, участь в акціях, догляд за рослинами та тваринами.

Метою даної роботи продемонструвати ефективність використання платформи «Kahoot!» для формування екологічної культури та екологічної свідомості здобувачів на різних рівнях освіти, особливо при дистанційному форматі освіти.

У роботі проведено аналіз досвіду використання вікторин на платформі «Kahoot!» з метою підвищення рівня екологічної свідомості та екологічної культури у школярів та здобувачів вищої освіти. На кафедрі хімічної техніки та промислової екології було реалізовано два проекти Kahoot!-вікторин тривалість півтора року. Перший проект охоплював школярів та студентів першого-другого курсів коледжів та знайомив молодь з різноманітними аспектами екології, збалансованого природокористування, сучасних екологічних рішень. Цей проект отримав схвальні відгуки як від учасників, так й від вчителів. Другий проект Kahoot!-вікторин реалізовувався при підготовці бака- лаврів за освітніми програмами «Інженерна екологія» та «Технології захисту навколи- шнього середовища».

У роботі детально проаналізовано методологію складання питань, визначено оп- тимальну тривалість вікторин, наведено переваги платформи «Kahoot!».

ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ ЛЕТАЛЬНОЇ ДІЇ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ РЕЖИМІВ СТЕРИЛІЗАЦІЇ РИБНИХ КОНСЕРВІВ

Н. М. Кушніренко — 2025-05-07

В статті наведено розрахунки режиму стерилізації методом визначення летальної дії запропонованого Б. Л. Флауменбаумом. Модифікований метод Флауменбаума рекомендований для розрахунків режимів стерилізації під час розробки нових рецептур і технологій рибних консервів, а також оптимізації діючих режимів, пов’язаних зі змі- ною обладнання. Основний критерій, який виражає летальну дію режиму стерилізації за цим методом ‒ є загибель тест-організму в умовних хвилинах базисної температури (для малокислотних консервів 121,1 ºС та 80 ºС – для кислотних). Використання цього методу дозволяє розрахувати фактичну летальність без побудови кривих прогріву про- дукту та летальності тест-мікроорганізму, що скорочує кількість практичних дослі- джень та значно спрощує роботу технолога на підприємстві під час розробки нового асортименту продукції.

Процес стерилізації консервів із рибної сировини вимагає особливої уваги, що пов’язано із особливостями хімічного складу. Збереження біологічної цінності консервів на сьогодні є пріоритетним, тому науковці намагаються зробити цей етап технологічного процесу короткочасним, найменш жорстким за інтенсивністю теплової оброб- ки, але, одночасно, із забезпеченням промислової стерильності продукту.

Метод Б. Л. Флауменбаума визначення летальної дії режиму стерилізації був використаний для розробленої авторської рецептури рибних консервів із філе товстолобика. Вибір сировини аргументований регіональним вирощуванням риби, її ціновою доступністю і високою поживністю. Здійснені розрахунки необхідної летальності ре- жимів стерилізації рибних натуральних консервів із товстолобика узгоджується з лета- льністю, наведеною в технічній нормативній літературі, що підтверджує їх надійність. Використання розроблених режимів буде сприяти збереженню біологічної цінності продукту.

ТЕРМОХІМІЧНА АКТИВАЦІЯ ПОВЕРХНІ ВУГЛЕЦЕВИХ МАТЕРІАЛІВ

С. Г. Дерібо — 2025-05-07

Перспективним є застосування газодифузійного вуглеграфітового електроду для деполяризації анодного процесу у сульфатно кислотному циклі одержання водню. Сульфатно кислотний цикл є на сьогоднішній день найбільш перспективним у вирішенні проблем атомно-водневої енергетики. Використання, в єдиному комплексі, великотоннажного електрохімічного виробництва та електричної енергії без «карбонового сліду» дозволить вирішити проблему «провальних» та «пікових» навантажень.

Використання анодів на основі поруватого графіту дозволяє проводити процес газодифузійному режимі. Невирішеною задачею є велика перенапруга електродного процесу, яку можна знизити активацією поверхні вуглецевих матеріалів.

Як основу газодифузійного електроду використовувався поруватий графіт марки ПГ–50. Для збільшення каталітичної активності, а також питомої поверхні електрода в порах графітових електродів, осаджували поверхні електрода і в порах активний вуглець (АВ). Експериментально встановлено, що дворазове просочення графіту розчином полісахаридів з наступним обвуглюванням дозволяє отримати поруваті електроди із вмістом активного вуглецю в порах графіту 82…85 % від початкової ваги електрода.

Для встановлення ролі каталітично активних форм вуглецю в процесі окислення SO₂ отримані циклічні вольтамперні залежності на скловуглеці СВ 12 в 1 моль∙дм^-3 сульфатної кислоти без і з добавкою сульфуру (IV) оксиду в кількості 0,24 моль∙дм^-3. СВ 12 обраний як вуглецевмісний матеріал з низьким ступенем розвиненості поверхні, реальна площа поверхні якого близька до геометрично виміряної. Отримані експериментальні дані свідчать, що на поверхні скловуглецю протікає процес окислення сульфуру (IV) оксиду. Процес окислення відбувається при потенціалах утворення на поверхні графіту слабо зв’язаного кисню. Тому є підстави припустити, що окислення сульфуру (IV) оксиду на графіті протікає через слабо зв’язаний кисень на поверхні електроду. Активація поверхні вуглецевого електроду для інтенсифікації окислення SO₂ відбулось за рахунок нанесення на поверхню поруватого графіту каталітичних добавок у вигляді активних форм вуглецю. При багатостадійному просоченні вуглеграфітової основи у розчині полісахаридів з подальшим термічним розкладанням та активацією в розчині нітратної кислоти відбувалось регулювання кількість нанесеного АВ. Кількість АВ, нанесеного за одну активацію на зразок ПГ–50, становила 9...12 мг∙см^–2. Вміст АВ підвищували шляхом збільшення кількості циклів просочення електродів розчином концентрованої нітратної кислоти з термічним розкладанням після кожного просочення.

При вмісті АВ порядку 33...39 мг см^–2 найбільша частина поверхні електрода стає доступною для вільного окислення SO₂. Подальше збільшення кількості АВ приз- водить до погіршення характеристик електрода. При активації графітової основи АВ анодна густина струму складає 3200...3300 А∙м^–2. Що є достатнім для рекомендації активованих вуглеграфітових матеріалів для промислового застосування у сульфатно кислотному циклі одержання водню.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИПАРОВУВАНОСТІ БЕНЗИНОВОЇ ФРАКЦІЇ, ОТРИМАНОЇ ПРИ ПІРОЛІЗІ ПОЛІМЕРІВ ПІСЛЯ КОМПАУНДУВАННЯ З ОКСИГЕНАТАМИ

К. В. Шевченко — 2025-05-07

В статті розглянуто основні фізичні властивості антидетонаційних присадок до бензину – оксигенатів, представлених спиртами (СН₃ОН, С₂Н₅ОН) та метил-трет- бутиловим ефіром (CH₃OC₄H₉), а також їх вплив на такий показник якості автомобільного бензину як випаровуваність. Запропоновано оцінювати випаровуваність автомобільного бензину за фракційним складом (V^t=f(t_к.), % (об.)) і тиском насичених парів (P^37,8, кПа), який зазвичай вимірюється при 37,8 °C (100°F). Саме ці фізико-хімічні показники якості разом з температурою початку кипіння (t_п.к.) та вмістом (Х, % (об.)) ок- сигенатів є основними для характеристики випаровуваності окремих фракцій та сумішей.

Представлені результати експериментальних досліджень, які свідчать про змен- шення (на 6 кПа) величини показника P^37,8 в залежності від збільшення (від 55 °С до 70 °С) величини показника t_п.к. фракції п.к. – 180 °С. Показник P^37,8 означеної фракції має досить низьке значення (45 кПа), що свідчить про необхідність компаундування фракції п.к. – 180 °С низькокиплячими вуглеводнями (наприклад, ізобутан та ізопентан).

Компаундування фракції п.к. – 180 °С з 15 % (об.) CH₃OC₄H₉, сприяє зниженню величини показника t_п.к. суміші на 9,0 °С, а з спиртами СН₃ОН та С₂Н₅ОН, не впливає на величину показника t_п.к. суміші. Із збільшенням вмісту оксигенатів, підвищується значення P^37,8 (від 11 кПа до 17 кПа). Вміст 15 % (об.) CH₃OC₄H₉ та СН₃ОН збільшує об'є- мну частка випаровування суміші за температури до 70 °С, а вміст 15 % (об.) С₂Н₅ОН збільшує об'ємну частку випаровування за температур до 100 °С.

Встановлено, що для виробництва зимових автомобільних бензинів перспектив- ними оксигенатами можуть вважатися СН₃ОН та CH₃OC₄H₉ (взимку необхідно підви- щувати випаровуваність автомобільного бензину, щоб забезпечити швидкий пуск двигуна при низьких температурах навколишнього середовища), для виробництва літнього автомобільного бензину – С₂Н₅ОН (етанол має вищу температуру кипіння, ніж більшість вуглеводнів бензину, що сприяє запобіганню утворення парових пробок в системі живлення двигуна).

ФЛОКУЛЯЦІЙНЕ ОЧИЩЕННЯ ШАХТНИХ ВОД ВІД ТОНКОДИСПЕРСНИХ ЗАВИСЛИХ ЧАСТОК

А. О. Шкоп — 2025-05-07

У даній роботі представлено результати дослідження технології флокуляційного очищення шахтних вод від тонкодисперсних завислих часток із застосуванням інноваційного «Модуля очищення шламових вод і зневоднення шламів» (ТОВ «НТЦ «Еко- маш», Харків, Україна). Очищення шахтних вод є важливим етапом у забезпеченні еко- логічної безпеки водних ресурсів та відповідає вимогам сучасних стандартів охорони навколишнього середовища. Особливу увагу приділено ролі твердої зернистої фази в процесі флокуляції, яка не лише підвищує ефективність очищення, але й дозволяє знизити споживання флокулянтів. Це, у свою чергу, сприяє зменшенню операційних витрат і підвищує екологічну безпеку технологічного процесу. Зниження використання хімічних реагентів зменшує негативний вплив на навколишнє середовище, знижує ризики вторинного забруднення води та покращує екологічну ситуацію в регіонах, де функціонують шахтні підприємства. Встановлено, що досягнення допустимого рівня вмісту завислих часток у шахтних водах (до 25 мг/л) можливо за умови застосування технологічного ланцюжка апаратів у безперервному режимі роботи, що забезпечує стабільність і ефективність процесу очищення. Дослідження показали, що додавання зернистого шламу з гідравлічною крупністю понад 40 мкм значно покращує агрегацію тонкодисперсних часток, сприяючи утворенню важких флокул, які швидко осідають у відстійнику. Це дозволяє значно скоротити час очищення та підвищити ефективність про- цесу. Особливо важливим є те, що використання твердої зернистої фази в процес фло- куляції дозволяє знижувати витрати флокулянтів, що зменшує операційні витрати та сприяє підвищенню екологічної безпеки процесу очищення. Зменшення використання хімічних реагентів знижує негативний вплив на навколишнє середовище і зменшує ризики забруднення води. Результати дослідження мають великий практичний потенціал для впровадження в реальних умовах експлуатації шахтних водоочисних споруд, де можуть забезпечити не лише ефективне очищення шахтних вод, але й значно підвищи- ти економічну ефективність завдяки зниженню витрат на хімічні реагенти. Враховуючи необхідність забезпечення сталого розвитку гірничодобувної галузі, запропоновані результати можуть стати важливим кроком у напрямку впровадження екологічно безпечних та економічно ефективних технологій очищення шахтних вод. Розвиток таких технологій сприятиме вдосконаленню методів охорони водних ресурсів та забезпеченню довгострокової стабільності природних екосистем.

АНАЛІТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ТА СТАНДАРТИЗАЦІЯ ТЕКСТУРНИХ ХАРАКТЕРИСТИК В ТЕХНОЛОГІЇ ЕКСТРУДУВАННЯ БІЛКОВО-ЖИРОВИХ СИСТЕМ

І. П. Петік — 2025-05-07

Розглянуто шлях вирішення проблеми коригування технологічних показників, зокрема пористості та вмісту вологи в екструдованих білково-жирових системах на основі шротів соєвого, рапсового, конопляного та крупи кукурудзяної. Особливість робо- ти полягає в обґрунтуванні раціонального співвідношення вологи та ліпідів у сировинних компонентах екструдату, що є важливим аспектом раціоналізації складу та покращення текстури інноваційних екструдованих продуктів на базі зазначеної сировини. Об'єктом дослідження є технологічні показники, зокрема, пористість та вологість екструдованої білково-жирової системи залежно від вмісту вологи та ліпідів у сировинних компонентах. Досліджено хімічний склад (вміст ліпідів, вологи, сирого протеїну та клітковини) білокмісної (шротів сої, ріпаку і коноплі) і крохмалевмісної (крупи кукурудзяної) сировини для екструдованої білково-жирової системи. Зразки сировини відпо- відають вимогам, встановленим у відповідній нормативній документації. Менший вміст вологи порівняно зі встановленими нормами можна пояснити відносною свіжістю зраз- ків, які нещодавно отримано з виробництва. Встановлено раціональне співвідношення вмісту вологи (10,5…12,5 %) та ліпідів (3,5…5,0 %) у сировині для екструдованої білково-жирової системи. Розроблена білково-жирова система обґрунтованого складу має вміст сирого протеїну (29,0 %), пористості (130,0 %). Отримані дані пояснюються тим, що використано комплекс складових, частина яких є відходами виробництва, з обґрун- тованим вмістом вологи та ліпідів, що вплинуло на позитивні технологічні характеристики екструдату. Прикладним аспектом використання цього наукового результату є можливість раціоналізації процесу екструдування масляних шротів для досягнення ба- жаної текстури, пористості та стабільності ліпідної компоненти продукту.

ОЦІНКА СОРБЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОКСОВОГО ДРІБНЯКУ ТА ЙОГО РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ З МЕТОЮ РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ В ГАЛУЗІ

Д. В. Мірошниченко — 2025-05-07

Вивчено вплив сировинних факторів (компонентний склад шихт, петрографічні характеристики, показники технічного, пластометричного аналізів, гранулометричний склад) та технологічних чинників (період коксування, температура процесу) на сорбційні властивості карбонізованого продукту – коксу. Для фракції коксу крупністю 2–5 мм активація парою при температурі до 850 ⁰C з тривалістю процесу 120 хвилин є оптимальною. При цьому середнє значення питомої поверхні збільшується у вісім разів порівняно з сировиною. На підставі результатів досліджень показано, що такі характе- ристики коксу як низька вологість, невисока зольність, мінімальний вихід летких речовин, розвинена система пор та невисока вартість роблять його використання в якості сорбенту перспективним та економічно обґрунтованим. Так, встановлено, що отримане активоване вугілля має пористу структуру, що складається з мезо і макропор, а значення питомої поверхні становить ~301 м²/г. Отриманий сорбент характеризується високою сорбційною здатністю для видалення фенолу (74,94 мг/г) і метиленового блакитного (145 мг/г) з водних розчинів, а також при його використанні для очищення водопровідної води відбувається зниження вмісту кальцію, сульфатів і гідрокарбонатів і зменшення загальної мінералізації. Наводяться результати позитивного досвіду використання коксу для адсорбції іонів золота з розчину ціаніду. Адсорбент отримували шля- хом активації фракції коксу крупністю 2–5 мм перегрітою водяною парою при 850 ⁰C протягом 30 хв. Якісні характеристики нового коксового адсорбенту наступні: зольність 4,5 %; адсорбційна активність по йоду 52 %; питома поверхня, 600 м²/г, розвинена пориста структура, при чому переважно присутні пори круглої або овальної форми з розміром поперечного перерізу до 20 мкм, а загальний об’єм пор становить 0,4 см³/г.

Отримані залежності для прогнозування сорбційної ємності по лугу та кислоті та адсорбційної активності по йоду з урахуванням вмісту вітриніту та виходу летких речовин шихти характеризуються високими коефіцієнтами кореляції r (0,912, 0,927 та 0,937 від- повідно), тому можна їх рекомендувати для прогнозування зазначених показників.

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ БІОТЕХНОЛОГІЧНОЇ ПЕРЕЕТЕРИФІКАЦІЇ ЖИРОВИХ СИСТЕМ З ВИКОРИСТАННЯМ LIPOZYME TL IM

О. М. Близнюк — 2025-05-07

Об’єктом дослідження в роботі є моделювання та оптимізація процесу біотехно- логічної переетерифікації жирових систем за допомогою іммобілізованого ферментного препарату Lipozyme TL IM. В роботі вирішено задачу активації ферментного препарату за допомогою зволоження водним розчином гідрокарбонату натрію з рН 7,4…7,7 (3 % мас.). Отримані результати дозволяють мінімізувати тривалість процесу переетерифікації з одночасним отриманням високоякісного продукту. Запропонована обробка фер- ментного препарату дозволяє знизити тривалість процесу біопереетерифікації в моде- льній жировій суміші (пальмовий стеарин, кокосова та соєва олії у співвідношенні 1 : 1 : 1 відповідно) до 3,5…3,7 год. В результаті одержано продукт з високими якісними по- казниками – кислотним (до 0,26 мг КОН/г), пероксидним (до 0,60 ммоль ½ О /кг) та анізидиновим (1,70 у.о.) числами. Отримані дані пояснюються тим, що для ефективного біокаталізу ліполітичним ферментам як білковим молекулам, є необхідним існування двох фаз ліпідної і водної, це забезпечується обґрунтованими в дослідженні параметрами активації. Особливістю отриманих результатів є можливість активації ферментного препарату, яку в промислових умовах не передбачено через загрозу гідролітичних процесів сировини і готової продукції, що призводить до погіршення якості готового продукту. Результати досліджень дозволяють мінімізувати гідролітичні процеси в жировій системі під час переетерифікації з одночасним підвищенням ефективності процесу. З практичної точки зору виявлений механізм активації дозволяє корегування умов обробки ферментного препарату в технології переетерифікації жирових систем. Прик- ладним аспектом використання наукового результату є можливість удосконалення типового технологічного процесу переетерифікації жирів.

ПРОГРЕСИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПІДВИЩЕННЯ КОНДЕНСАТОВИЛУЧЕННЯ З ГАЗОКОНДЕНСАТНИХ РОДОВИЩ ПРИ САЙКЛІНГ–ПРОЦЕСІ З ЗАСТУВАННЯМ МЕТОДІВ ПРОГРАМУВАННЯ

І. М. Фик — 2025-05-07

Об’єктом досліджень є технології розробки газоконденсатних родовищ з висо- ким вмістом конденсату при впровадженні систем підтримування пластового тиску. Розробка газоконденсатних родовищ може проводитись як в природних режимах. так і в режимах підтримування пластового тиску. Досвід розробки Тимофіївського та Коте- левського родовищ в режимі сайклінг-процесу показав збільшення вилучення конден- сату з покладів на 16 та 6 % в порівнянні із виснаженням.

Пропонується в проектах розробки газоконденсатних родовищ з високим вміс- том конденсату розглядати варіант розробки в режимі сайклінг-процесу із загальним коефіцієнтом охоплення по площі, розрізу і структури порового простору.

При проектуванні розробки газоконденсатних родовищ у режимі сайклінг- процесу врахування коефіцієнта охоплення порового простору витісненням дозволить уточнити обсяги закачування сухого газу в пласт; визначити вид сайклінг-процесу – повний, частковий, ступінчастий або змішаний; визначити термін розробки в режимі сайклінг-процесу та час переходу на виснаження; уточнити коефіцієнт конденсатовід- дачі.

Таким чином, оцінка коефіцієнта охоплення витісненням сирого газу сухим по площі розрізу та в мікроструктурі порового середовища –проблемне питання, від вирі- шення якого суттєво залежить оптимізація розробки газоконденсатних покладів в ре- жимі сайклінг-процесу за мінімальних капітальних витрат.

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ НА БАЗІ СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ПРОГРАМУВАННЯ У ПРИКЛАДНОМУ СЕРЕДОВИЩІ MATHCAD

Ю. А. Селіхов — 2025-05-07

Зменшення запасів традиційних енергоносіїв – вугілля, газу, нафти, урану, які нераціонально використовувало людство, та забруднення навколишнього середовища спрямовує світові держави на пошук нових джерел енергії – таких як відновлювані джерела енергії. У цьому випадку велику перспективу має сонячна енергія, яку можна використовувати для отримання теплової та електричної енергії для гарячого водопо- стачання та опалення. Сонячна енергія вважається одним із найефективніших джерел енергії, яка може бути використана для нагрівання теплоносія, зокрема води. Це не ли- ше екологічно чистий спосіб одержання енергії, а й можливість значної економії на ко- мунальних послугах. Сучасні технології дозволяють використовувати сонячну енергію для нагрівання води у приватних домоволодіннях, готелях, басейнах, промислових під- приємствах та інших закладах. Одним з варіантів нагрівання води можуть служити со- нячні колектори (геліоколектори), за допомогою яких можна ефективно забезпечити потреби в гарячій воді та опаленні без застосування традиційних джерел енергії. Соня- чні колектори застосовують як для сезонної, так і для цілорічної роботи теплоенергети- чних установок.

У статті наведено порівняльний розрахунок енергетичної ефективності застосу- вання одноконтурних сонячних систем у теплоенергетичних установках для гарячого водопостачання та опалення приміщень різного призначення з розрахунками роботи котлоагрегатів, що працюють на природному газі. Розрахунок зменшення шкідливих викидів більш ніж на 300 кг шкідливих речовин у навколишнє середовище запобіг за- брудненню навколишнього середовища. Застосування одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці показав, що економія 100 м³ природного газу з усіх 210 м² колектора складає – 167160 грн за рік.

Застосування одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці дозволяє: - зменшити собівартість теплової енергії за рахунок зниження матеріаломіст- кості та витрат на обладнання, економити органічне паливо; виробляти теплову енер- гію; зменшити теплове навантаження та забруднення навколишнього середовища. Сис- тема автоматизації дозволяє керувати теплоенергетичною установкою без втручання людини.

ВПЛИВ КОНСТРУКЦІЇ ОБМОТКИ СТАТОРУ СИНХРОННО-РЕАКТИВНОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПІДВИЩЕННЯ ЙОГО ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ

О. Б. Єгоров — 2025-05-07

Вимогою сучасної енергетики є створення енергоефективних електричних гене- раторів змінної напруги. Вони широко застосовуються в багатьох енергетичних при- строях та об'єктах, таких як вітроелектричні станції, дизельні електрогенератори, як джерела електроенергії в залізничному, авіаційному та автомобільному транспорті.

Cинхронно-реактивний генератор з подвійною обмоткою на статорі є перспек- тивним джерелом електроенергії, здатним ефективно працювати у багатьох енергетич- них об'єктах та системах.

Дана робота присвячена аналізу впливу конструкції подвійної обмотки статора синхронно-реактивного генератора на вихідні енергетичні характеристики та визначен- ня рекомендацій при проектуванні такого типу електричних машин. Синхронні реакти- вні генератори можуть працювати ізольовано або в режимі підключення до мережі. Для режиму підключення до мережі необхідне збудження отримується від мережі. Такий тип генератора розглядається в роботі. Наростання напруги у випадку автономного си- нхронного реактивного генератора є досягається шляхом самозбудження.

Проведені дослідження синхронно-реактивного генератора з головної та збу- джуючої обмотками статора показали, що є значна залежність характеристик від конс- труктивного виконання цих обмоток. Розглянутий варіант з одношаровим розташуван- ням обох обмоток в пазах статора характеризується тим, що мають місце великі пуль- сації моменту, що обертає, і значні гармонічні складові в кривій вихідної напруги.

Двошарове розташування головної та збуджуючої обмоток статора показало найкращі результати при аналізі синхронно-реактивного генератора. Однак досліджен- ня показали, що і взаємне розташування фаз головної та збуджуючої обмоток має вели- кий вплив на параметри синхронно-реактивного генератора. Результати розрахункових експериментів визначили найкращий варіант виконання двошарової обмотки статору, а саме зі зміщенням фаз на 2 пази один одного. Це дає значне поліпшення віброакустич- них та енергетичних характеристик синхронно-реактивного генератора та дозволяє отримати високе значення ККД.