Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
6 результатів
Результати пошуку
Документ Термодинаміка енергетичної ефективності теплотехнологічних систем(2024) Самійленко, Сергій Миколайович; Масліков, Михайло Олександрович; Іващенко, Наталія ВікторівнаОдним із основних критеріїв ефективності сучасних підприємств є їх енергоефективність. Проте традиційне визначення енергоефективності, як відношення витрати енергії до готового продукту у багатьох випадках не дає об'єктивної відповіді на два фундаментальних запитання: що є причиною неефективності і що є потенціалом енергоефективності системи. Метою цього дослідження є розробка науково обґрунтованих принципів енергетичного аналізу ефективності теплотехнологічних систем.Документ Thermodynamic analysisof sugar production heattechnological complex:analysis method(2020) Vasylenko, Sergei; Samiilenko, Serhii; Bondar, Vladimir; Bilyk, OlenaThe object of research is the heat-technological systems of sugar production and the heat-technological complex as a whole. A modern sugar factory is a complex hierarchical system of inextricably interconnected elements, and its basis – a heat-technological complex – combines the elements of technological, heat transfer, and mechanical equipment, in which complex physicochemical processes are simultaneously realized, closely interacting. Given the complexity of the internal relationships of processes, their parameters and characteristics, it is necessary to systematically approach the analysis of real functioning, performance evaluation and the solution of optimization problems of the complex as a whole, as well as its individual subsystems and elements. In this work, it is proposed a method for thermodynamic analysis of the heat-technological complex of sugar production as a single thermodynamic system, which allows to analyze the main factors influencing the energy efficiency of the complex regardless of the course of processes implemented within the system. The methodology is based on a joint analysis of the general synthetic and analytical balances of mass, energy and entropy. This model has a deep physical foundation, because the material balance equation is an integral form of the law of conservation of the quantity of matter, the energy balance equation is an integral form of the first law of thermodynamics, and the entropy balance equation is an integral form of the second law of thermodynamics. The main objective of the methodology is a quick assessment of the excellence of the heat-technological complex and its definition of “energy-saving potential”. Also, the application of the principle of energy compensation of irreversibility and entropy criteria allows to determine the sources and causes of system imperfections, and imperfections are compiled to help develop a system of measures to increase the efficiency of the optimal sequence complex. Therefore, the proposed methodology of thermodynamic analysis, in contrast to the methods based on exergy characteristics, provides a comprehensive analysis, operating only with the fundamental laws and principles of classical thermodynamics. It can also be used both to optimize the energy characteristics of existing ones and to design new sugar industry enterprisesДокумент Thermodynamic analysis of the thermal-technological complex of sugar production: criteria for energy efficiency of an enterprise(2021) Samiilenko, Serhii; Bondar, Vladimir; Piddubnyi, Volodymyr; Bilyk, Olena; Shutyuk, Vitaliy; Fedoriv, ViktorA procedure for analyzing the effectiveness of using fuel and energy resources (FER) in sugar production, based on the developed idealized circuit of the thermal-technological complex (TTC) as the base for comparison was presented. This procedure makes it possible to quantify the level of perfection of existing and proposed thermal circuits, as well as the impact of measures for enhancing energy efficiency on their perfection. By idealizing technological and energy processes, a hypothetical TTC was synthesized, for which the minimum possible energy and entropy characteristics are determined. Under these conditions, the minimum possible heat consumption for the implementation of technological processes according to the classical heat technology circuit was calculated – 118.40 MJ/t; a "minimum" total increase in entropy from irreversible processes of the HTC – 314.68 kJ/(t•K); a minimum complex magnitude of specific consumption of conventional fuel – 0.8 % to m. b. The determined characteristics are absolute criteria for the efficiency of sugar production systems, since it is impossible to reach lower values under existing technology, quality of raw materials and other conditions. The content of the criteria of energy efficiency of TTC was stated and the system of coefficients was proposed: coefficient of total energy efficiency of the TTC, coefficient of energy efficiency of the system of heat supply of the technological processes and coefficients of energy efficiency of internal and external structures of the TTC. The proposed criteria provide an objective and thermodynamically correct characteristic of the TTC of different structures. The presented results of analysis of various measures for increasing the energy efficiency of sugar production show that only a gradual comprehensive reconstruction of an enterprise makes it possible to consistently reduce the FER consumption for technological needs, approaching the boundary values.Документ Thermodynamic analysis of the thermal-technological complex of sugar production: the energy and entropy characteristics of an enterprise(2020) Vasylenko, Sergei; Samiilenko, Serhii; Bondar, Vladimir; Bilyk, Olena; Mokretskyy, Vitaliy; Przybylski, WlodzimierzThis paper reports the approbation of a procedure of thermodynamic analysis of the thermal-technological complex of sugar production using the analysis of an enterprise of typical configuration as an example. Currently, the thermodynamic analysis of sugar production systems is mainly performed on the basis of a classical energy method. Minor attempts to exploit the potential of the second law of thermodynamics in the form of the adaptation of an exergy method are not systemic. Underlying the applied procedure is a joint analysis of general synthetic and analytical balances of mass, energy, and entropy. Such a procedure makes it possible to quantify the level of perfection of the existing and proposed thermal circuits, as well as the impact exerted on their perfection by energy efficiency measures, and it could be applied both to optimize the energy characteristics of the existing ones and in designing new enterprises of the sugar industry. It has been shown that the thermodynamic analysis of the thermal-technological complex of sugar production as a single system makes it possible to analyze the main factors of influence on the energy efficiency of the complex disregarding the course of the processes implemented therein. Such an approach can also be effectively used for the quick evaluation of the thermodynamic perfection of an enterprise and for determining its «energy-saving potential». Based on the results of energy analysis, the relationship has been established between the fuel and energy resources, supplied to the system, and the sources of their losses; a set of measures has been proposed to reduce the impact of each of these factors on resource consumption. Entropy analysis has revealed the internal and external causes of the irreversibility of processes; the principle of «energy irreversibility compensation» has made it possible to compile a rating of major imperfections and determine the optimal sequence of resource-saving measures. The results of the analysis have confirmed the efficiency of the procedure, which allows a comprehensive study, while operating only with the fundamental laws and the principles of classical thermodynamics, as opposed to procedures, based on energy-exergy characteristicsДокумент Концептуальний опис електротехнологічного комплексу цукрового заводу(2020) Роговик, Артем Валерійович; Ельперін, Ігор Володимирович; Заєць, Наталія АнатоліївнаУ статті здійснено концептуальний опис електротехнологічного комплексу цукрового заводу як складної технологічної системи для оцінки параметрів, які необхідно дослідити на виробничому об’єкті в контексті подальшого керування ними. Показано, що керування процесом виготовлення цукру характеризується певною ієрархією в просторі та часі: цукровий завод — цех/відділення — окремий апарат. Процес керування цукровим виробництвом має неперервний характер та складається з неперервних функцій керування. На цукрових підприємствах майже не автоматизовані функції керування енергоефективністю виробництва на рівні головного механіка та головного інженера. Для опису в термінах UML процесу функціонування цукрового заводу виділені основні стадії й операції: зберігання та підготовка, дифузійне відділення, станція дефекосатурації, випарна станція, конденсатне господарство, продуктове відділення. Для відображення статики і динаміки системи використані основні типи діаграм класів (показує статичну структуру системи), взаємодії (показує часову послідовність використання об’єктів), стану (визначає послідовність станів об’єкта залежно від зовнішніх дій). Опис станів дає змогу описати модель поведінки об’єкта при отриманні різних енергетичних потоків і взаємодії його з іншими. UML-діаграми дають змогу описати складний процес функціонування технологічного комплексу цукрового заводу, причому таким чином, щоб були помітні всі зв’язки між цехами, теплові й енергетичні потоки між ними, оцінити параметри, які необхідно дослідити на виробничому об’єкті в контексті подальшого керування ними. The article provides a conceptual description of the electro- technological complex of a sugar refinery as a complex technological system. This is done to assess the parameters that need to be investigated at the production facility in the context of their further management. It is shown that the control of the sugar production process is characterized by a certain hierarchy in space and time: sugar factory — workshop/department — separate apparatus. The sugar production management process is continuous and consists of continuous management functions. At sugar factories, functions of managing energy efficiency of production at the level of the chief mechanic and chief engineer are almost not automated. To describe the process of the functioning of sugar refinery in UML terms, the main stages and operations are highlighted: storage and preparation, diffusion separation, defeco- saturation station, evaporation station, condensate household, food department. In the article, to display the statics and dynamics of the system, the main types of diagrams are used: classes, which show the static structure of the system; interaction, which show the temporal sequence of the use of objects; states, determines the sequence of states of an object depending on external influences. The description of states allows to describe the model of the object's behavior when receiving various energy flows and its interaction with others. 1JMI .-diagrams made it possible to describe the complex process of functioning of the complex of sugar refinery, and in such way that all connections between workshops, heat and energy flows were visible. These diagrams make it possible to evaluate the parameters that need to be investigated at the production facility in the context of their further management.Документ Аналіз рівня вищих гармонік у системі електропостачання цукрових заводів(2020) Шестеренко, Володимир Євгенович; Ізволенський, Ігор Євгенович; Мащенко, Олег АнатолійовичУ статті розглянуто шляхи підвищення ефективності систем електропостачання цукрових заводів. Наведено основні аспекти аналізу явища спотворення форми кривих напруги та струму. Зазначено, що структурна перебудова енергетики, створення енергетичного ринку, втілення енергозберігаючих технологій сформували нові взаємини між персоналом електростанцій, електричних мереж і споживачами. Встановлений допустимий рівень спотворень у мережі спотворює напругу. Несинусоїдні режими несприятливо позначаються на роботі силового електрообладнання, систем релейного захисту, автоматики та зв’язку. Зниження рівнів вищих гармонік в електричних мережах є частиною загального завдання поліпшення якості електричної енергії і зменшення впливу навантажень, що спотворюють синусоїдну форму кривих струму і напруги. Проаналізовано вплив тиристорних перетворювачів на форму кривої напруги. Дослідження надає можливість визначити допустимі параметри системи електропостачання підприємства, де застосовуються перетворювачі струму та частоти. Результати досліджень тиристорних перетворювачів, що працюють у системі електроприводу, показують високу ефективність цих пристроїв. Водночас тиристорні перетворювачі генерують у систему електропостачання підприємства цілу гаму вищих гармонік, які створюють проблеми для інших споживачів. Тому потужність перетворювачів на підприємстві необхідно обмежувати до оптимальної і визначати її рівнем вищих гармонік, що генеруються тиристорними пристроями. Системам мінімізації рівня вищих гармонік притаманна ієрархічна структура та висока складність. При цьому критерієм оптимальності є мінімум втрат електроенергії, тому запропоновано математичні моделі для аналізу рівня вищих гармонік на цукрових заводах. Проведено дослідження систем електропостачання заводів в Київській області і надано рекомендації щодо зниження рівня несинусоїдності напруги. The article considers ways to increase the efficiency of power supply systems of sugar factories. The main aspects of the analysis of the phenomenon of distortion of the shape of voltage and current curves are given. It was noted that the structural restructuring of energy, the creation of the energy market, the implementation of energysaving technologies have formed new relationships between the staff of power plants, power grids and consumers. The set permissible level of distortion in the network distorts the voltage. Non-sinusoidal modes adversely affect the operation of power electrical equipment, relay protection systems, automation and communication. Reducing the levels of higher harmonics in electrical networks is part of the overall task of improving the quality of electrical energy and reducing the impact of loads that distort the sinusoidal shape of the current and voltage curves. The influence of thyristor converters on the shape of the voltage curve was analyzed. The study provides an opportunity to determine the allowable parameters of the power supply system of the enterprise, where current and frequency converters are used. The results of studies of thyristor converters operating in the electric drive system show the high efficiency of these devices. At the same time, thyristor converters generate a whole range of higher harmonics into the company’s power supply system, which creates problems for other consumers. Therefore, power of the transducers at the enterprise must be limited to optimal level and determined by the level of higher harmonics generated by thyristor devices. Systems for minimizing the level of higher harmonics are characterized by a hierarchical structure and high complexity. The criterion of optimality is the minimum of electricity losses, so mathematical models are proposed for the analysis of the level of higher harmonics in sugar factories. A study of power supply systems of plants in the Kyiv region was provided and recommendations for reducing the level of non-sinusoidal voltage were given.