Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
17 результатів
Результати пошуку
Документ Оптимізація конструкції вузлів підведення рідини в скрубер Вентурі на основі CFD досліджень(2024) Пономаренко, Віталій Васильович; Люлька, Дмитро Миколайович; Якобчук, Роман Леонідович; Слюсенко, Андрій Михайлович; Лементар, Святослав Юрійович; Хитрий, Ярослав Сергійович; Тимченко, Іван В'ячеславовичУ процесах харчової промисловості, повʼязаних із сушінням, подрібнення тощо, утворюється пил, що створює проблеми санітарного, екологічного й технологічного характеру (негативний вплив на здоровʼя людини, забруднення навколишнього середовища та втрата цінної сировини із пилом). Вирішення цих проблем залежить від комплексного вдосконалення роботи пилоочисного обладнання. Одним з основних та ефективних елементів такого обладнання є скрубер Вентурі. Метою дослідження є визначення раціональної конструкції форсунок для осьового розподілення рідини на вході в скрубер і периферійного її підводу через отвори в горловині для забезпечення мінімальної та достатньої густини зрошення. Це дасть змогу максимально змочити пилові частинки та в подальшому їх видалити. Для досягнення поставленої мети використано методи обчислювальної гідродинаміки (CFD), реалізовані в програмному пакеті ANSYS CFX. Досліджено роботу форсунок трьох типів: струминної, відцентрово-струминної та відцентрової. Розроблено їх тривимірні моделі і згідно із загальноприйнятим алгоритмом досліджень приведено методику налаштування модулів програми для реалізації цього завдання. Особливості налаштування модулів при дослідженні скруберів з різним конструктивним виконанням вузлів підводу рідини описані при вирішенні задачі раціонального конструктивного виконання вузлів підводу рідини в скрубер. Отримані результати числових розрахунків дали змогу вибрати відцентрово-струминні форсунки, розміщені по осі скрубера для зрошення його горловини, як ефективний варіант. Рівномірний розподіл рідини по поперечному перерізу та по довжині можливий для зменшення витрати рідини вдвічі. Дослідження конструктивного виконання периферійного підведення рідини показали, що виконання підвідних отворів посередині горловини не є раціональним, оскільки вздовж вхідних кромок горловини виникають зони вихрових течій, а вирівнювання концентрації рідини відбувається на її виході. Більш раціональним варіантом периферійного підведення рідини є її підведення через отвори, що виконані в горловині на відстані 0,1…0,2 від її початку.Документ Дослідження процесу розпилення рідини за допомогою CFD-технологій(2022) Слюсенко, Андрій Михайлович; Пономаренко, Віталій Васильович; Блаженко, Сергій Іванович; Хитрий, Ярослав СергійовичУ газорідинних системах інтенсифікація процесів обміну маси або енергії можлива при створенні значної площі поверхні контакту фаз і швидкому її оновленні шляхом розпилення рідини гідравлічними форсунками. При встановленні їх в обладнання потрібно знати характеристики факела розпилення, що дає змогу забезпечити найбільш ефективну роботу. Такі дані отримують при експериментальному дослідженні форсунок, однак при зміні розмірів, їх співвідношень потрібні додаткові дослідження, які вимагають наявності експериментальних стендів, відповідного обладнання, є дорогими та потребують значного часу на їх проведення й обробку результатів.Найпотужнішою програмою для дослідження гідродинаміки потоків є система ANSYS з CFD модулями, завдяки якій можна дослідити структуру потоків у камері змішування форсунки, на виході з її сопла, передбачити явище розпилення та руйнування струменя рідини. Основним критерієм отримання достовірних результатів моделювання є коректне налаштування всіх розрахункових модулів програмного забезпечення. У статті визначено характеристики факела розпилення потоку у форсунці з використання CFD-технологій як прогресивного, високоефективного та економічно доцільного методу досліджень. Розроблено алгоритм проведення числового моделювання гідродинаміки потоку рідини у форсунці та на виході з її сопла, що складається із шести етапів. Отримані CFD-моделюванням числові значення розподілення швидкості та об’ємної частки рідини для факела розпилення корелюють з відомими експериментальними даними. Встановлено, що всередині факела створюється розрідження порядку 165 Па, причому воно максимальне у прикореневій зоні, знижується до периферії і при віддаленні від сопла. Зона пониженого тиску пояснює ежектування газової фази ззовні всередину факела розпилення.In gas-liquid systems, the intensification of mass or energy exchange processes is possible by creating a significant area of the contact surface of the phases and uickly updating it by spraying the liquid with hydraulic nozzles. When installing them in equipment, it is ecessary to know the characteristics of the spray jet in order to ensure the most efficient operation. Such data are obtained during the experimental study of injectors. However, when changing the sizes, their ratios, additional studies are required, which require the availability of experimental stands, appropriate equipment, which are expensive and require considerable time for their implementation and processing of the results. The most powerful program for the study of fluid dynamics of flows is the ANSYS system with CFD-modules. It is possible to investigate the structure of flows in the mixing chamber of the nozzle, at the outlet of nozzle, to foresee the phenomenon of spraying and destruction of the liquid jet. The main criterion for obtaining reliable simulation results is the correct setting of all calculation software modules. The aim of the work is to determine the characteristics of the spray jet in the nozzle using CFD technologies as a progressive, highly efficient and economically viable research method. An algorithm for numerical simulation of the hydrodynamics of the fluid flow in the nozzle and the exit from its nozzle was developed. It consists of six stages. Numerical values of velocity and volume fraction of liquid for the spray torch, obtained by CFD modeling, correlate with known experimental data. It is established that a zone of the lowpressure of about 165 Pa is created inside the torch of the sprayed liquid (maximum in the root zone, decreases to the periphery and at a distance from the nozzle). The low-pressure zone explains the ejection of the gas phase from the outside into the middle of the spray torch.Документ Дослідження впливу конструктивних елементів приймальної камери на експлуатаційні характеристики рідинно-газового ежектора(2020) Слюсенко, Андрій Михайлович; Пономаренко, Віталій Васильович; Лементар, Святослав Юрійович; Пушанко, Микола МиколайовичСтруминні апарати (ежектори) застосовуються в різних галузях промисло-вості для проведення як основних, так і допоміжних технологічних процесів, що пояснюється надійністю їх роботи та відносно низькою вартістю виготов-лення й технічного обслуговування. Основним недоліком такого обладнання є низький коефіцієнт корисної дії (ККД). При всій простоті конструкції досі так і не знайдено шляхів його істотного підвищення. Оскільки конструкція апарата достатньо проста, то роль кожного елемента, їх взаємне розташування та розміри мають важливе значення в підвищенні техніко-експлуатаційних характеристик. Однією з таких є коефіцієнт ежекції Kеж, який характеризує кіль-кість захопленої пасивної фази на одиницю активної. Цей показник стає визна-чальним при проведенні в струминних апаратах масообмінних процесів високої інтенсивності. Аналіз конструкцій ежекторів показує, що приймальна камера відіграє важ-ливу роль у роботі апарата та повинна забезпечувати при мінімальному гідравлічному опорі рівномірне підведення пасивного середовища до зовнішньої поверхні факела активного струменя рідини. Зазвичай, конструкція приймальної камери ежекторів циліндричної форми має один патрубок для підводу пасивного середовища. Робота такого ежектора характеризується недостатньою взаємодією між фазами, що не дає змоги досягти високого Kеж. Відповідно до цього у статті досліджено вплив елементів приймальної камери (конструкції камери, кількості підвідних патрубків пасивного середовища) на ефективність роботи ежектора. Для цього створено експериментальну установку, на якій досліджувалися класичний водо-повітряний струминний апарат з циліндричною камерою змішування і новий енергоефективний ежектор з комбінованою (конічно-циліндричною) камерою змішування та різними конструкціями приймальної камери. У результаті проведених досліджень встановлено вплив елементів приймальної камери на коефіцієнт ежекції струминних апаратів і сформовано рекомендації щодо її конструкційного виконання. Jet devices (ejectors) are used in various industries for carrying out both basic and auxiliary technological processes. It`s explained by their reliability of operation and the relatively low cost of manufacturing and maintenance. However, the main disadvantage of such equipment is its low coefficient of efficiency (COE). With all the simplicity of the design, no way has yet been found to significantly increase it. Since the design of the apparatus is quite simple, the role of each element, their relative posi-tion and size play an important role in improving the technical and operational characteristics. One of the main characteristics of ejectors is the ejection coefficient Kej, which characterizes the amount of captured passive phase per unit of active phase. This indicator becomes decisive when carrying out high-intensity mass transfer processes in jet devices. The analysis of the ejectorsʼ designs shows that the receiving chamber plays an important role in the operation of the apparatus. It should provide uniform supply of the passive medium to the outer surface on of the active liquid jet with minimal hydraulic resistance. Typically, the design of the receiving chamber of ejectors is cylindrical and has one branch pipe for supplying the passive medium. The operation of such an ejector is characterized by insufficient interaction between the phases, which does not allow achieving a high Kej. According to the above, the purpose of this work was to study the influence of the structural features of the elements of the receiving chamber (chamber design, the number of inlet pipes of the passive medium) on the ejector efficiency. To achieve this goal experimental device was created on which a classic water-air jet apparatus with a cylindrical mixing chamber and a new energy-efficient ejector with a combined finite-cylindrical mixing chamber and various designs of the receiving chamber were studied. As a result of the studies, the influence of the structural elements of the receiving chamber on the ejection coefficient of jet devices was established and recommendations for improving their design were formulated.Документ Досвід виконання курсового проектування студентами-спеціалістами напряму навчання 7.05050313 (7.090221) «Обладнання переробних і харчових виробництв»(2014) Пушанко, Микола Миколайович; Пономаренко, Віталій Васильович; Люлька, Дмитро МиколайовичУ статті розглянуто різні аспекти використання курсового і дипломного проектування для формування випускників ВНЗ як творчих особистостей. Наведено приклад формування тематики курсових проектів і вимоги щодо тем курсового проекту. Висунуто вимогу до наявності елементів новизни в кожному курсовому проекті, що повинна бути посильна кожному студенту. Акцентовано увагу викладачів і студентів на тому положенні, що елементи новизни курсових, дипломних проектів повинні підлягати патентуванню як елементи авторського права. Виконання проектів повинно бути оформлено з дотриманням існуючих вимог, тому що правильність та якість оформлення роботи є одним із важливих критеріїв отримання студентами високої оцінки. Наведено організаційну структуру управління науково-дослідною, конструкторською і винахідницькою роботами студентів при самостійному виборі тематики проектів, їх розробкою, оформленням і захистом . Different aspects of course and diploma projects for education of graduates as creative individuals are analyzed. An example of formation of the subjects of course projects are given and requirements for course project topics are listed. It is stated that elements of novelty should be present in each course project. Teachers and students should be aware that the elements of novelty for course and diploma projects should be patented as they are the elements of copyright. Implementation of projects should be done in compliance with the existing requirements for the accuracy and quality of the design work, as the accuracy and quality of design are one of the important criteria for students getting high scores. The organizational structure of managing research, design and inventive work of students is presented when they independently select topics for their projects, investigate and defend them.Документ Вплив фізичних властивостей рідин на роботу рідинно-газових ежекторів(2019) Пономаренко, Віталій Васильович; Пушанко, Микола Миколайович; Слюсенко, Андрій Михайлович; Єщенко, Оксана АнатоліївнаУ класичних струминних апаратах як активне сопло в основному використовується струминна форсунка з компактним струменем рідини, а взаємоді фаз у приймальній камері відбувається лише із зовнішньою поверхнею факела розпилення з подальшим вирівнюванням характеристик у камері змішування. При використанні струминних апаратів для здійснення тепломасообмінних процесів, що характерно для харчової промисловості, більш доцільно використовувати активне сопло у вигляді відцентрово струминної форсунки з диспергованим струменем рідини. Внаслідок появи поздовжніх і поперечних хвиль струмінь рідини розпадається на краплі на незначній відстані від сопла. Поверхня контакту фаз значно збільшується і процеси масопередачі прискорюються багатократно. З урахуванням того, що в цей період мають місце кавітаційні явища, кінцеві ефекти, формування поверхні крапель та її переформатування при співударах, то робота ежекторів вкрай ефективна при проведенні в них технологічних процесів. Виходячи з оцінки рівня знань процесів і фізичних явищ, що відбуваються в струминних апаратах, з метою створення обладнання з високими експлуатаційними характеристиками в дослідженні розглядається вплив лише двох факторів на роботу ежекторів: тип активного сопла і фізичні властивості рідини, що диспергується. Для встановлення особливостей гідродинаміки емульсії в камері змішу вання струминних апаратів був створений гідравлічний стенд, на якому досліджувався ежектор з прозорими камерами змішування діаметрами 8,15, 19, 27, 45 мм та струминною і відцентрово-струминною форсункою як робочого сопла з діаметрами сопел 4, 6, 8 мм. Встановлено залежність коефіцієнта ежекції від типу розпилювача й тиску. Досліджено роботу рідинно-газового ежектора з диспергованим струменем рідини на модельних цукрових і крохмальних розчинах концентрацією 12%, 16,6% та встановлено вплив фізичних властивостей рідини на роботу ежектора. При малих тисках подачі рідини на сопло форсунки (до 0,25 МПа) коефі цієнт ежекції залежить від властивостей рідини: збільшення концентрації розчинів приводить до зниження ежектуючої здатності. При збільшенні тиску, під яким відбувається розпилення рідини, вплив її фізичних власти востей на роботу ежектора зникає.Документ Дослідження ежекторів з компактним і диспергованим струменем рідини для сульфітаторів у цукровій промисловості(2017) Хитрий, Ярослав Сергійович; Пономаренко, Віталій ВасильовичУ статті досліджено гідродинаміку течії двофазного потоку в ежекційному апараті з подовженою камерою змішування та компактним і диспергованим струменем рідини. Проаналізовано наукову літературу, в якій описано роботу сульфітаторів різних типів і зазначено, що найпоширенішими є апарати струминного типу. Розглянуто роботу сульфітаторів струминного типу, виявлено недоліки та вказано основні напрями їх модернізації. Для встановлення закономірностей течії рідини в ежекційному апараті спроектовано та виготовлено лабораторну установку, конструкцію якої описано в статті. Дослідами встановлено залежність коефіцієнта ежекції від основної геометричної характеристики при використанні як робочого сопла струминної та відцентрово-струминної форсунок. Аналіз отриманих результатів дав змогу визначити значення оптимальної геометричної характеристики ежектора для всіх типів розпилювачів. This article is devoted to the study of the hydrodynamics of two-phase flow in an ejection device with an extended mixing chamber and a compact dispersed liquid jet. The scientific literature describing the operation of various types of sulfitators has been analyzed, and jet type machines have been pointed out to be the most common. The operation of the jet type sulfitators has been studied, their defects have been revealed and main directions of their modernization have been indicated. In order to establish jet patterns of the fluid in the ejection device, a laboratory facility, which design has been described in this work, has been designed and manufactured. By experiments we managed to establish the dependence of the ejection coefficient on the main geometric characteristic when using it as a motive nozzle of jet and centrifugal-jet nozzles. The analysis of the results allowed determining the values of optimal geometric characteristics of the ejector for all types of jet machines.Документ Моделювання процесу розподілення теплоносія в підігрівачі солоду(2019) Ніколишак, Максим Володимирович; Лементар, Святослав Юрійович; Пономаренко, Віталій Васильович; Якобчук, Роман Леонідович; Риндюк, Дмитро ВікторовичПри виробництві солоду витрати теплової енергії є досить значними, навіть при використанні сучасних сушильних установок. Теоретично можли-во їх зменшення в 1,4—1,45 раза. Враховуючи постійно зростаючу ціну на енергоносії та електроенергію, підвищення енергоефективності процесу сушіння солоду шляхом вдосконалення режимів сушіння і конструкцій су-шильних установок є актуальним завданням сьогодення. Доведено, що для зниження витрат теплоти на випаровування вологи доцільно подавати на сушку попередньо нагрітий солод. Встановлено, що в усьому досліджуваному діапазоні температур сушильного агента і воло-гості солоду при підігріві останнього відбувалося значне підвищення швид-кості сушіння (якщо порівняти зі звичайним проведенням процесу при тих же умовах). Для реалізації цієї рекомендації запропоновано використовувати апарат попереднього підігріву солоду, недоліком якого є низька ефективність системи розподілу теплоносія, що призводить до нерівномірного нагріву солоду. Тому метою дослідження є знаходження раціональних параметрів конструкції підігрівача в установці для сушіння солоду шляхом моделювання потоків теплоносія з урахування теплофізичних характеристик повітря і солоду. Об’єктом дослідження є процеси розподілу теплоносія та нагрівання ячмінного солоду в підігрівачі. При моделюванні використовувалися методи обчислювальної гідродинаміки — Computational Fluid Dynamics. За результатами моделювання запропоновано конструкцію підігрівача з удосконаленою системою підведення теплоносія, яка забезпечує рівномірне прогрівання солоду та досягнення його температури в межах 45—47°С по всьому перерізу кінцевої секції підігрівача, що є достатнім для подачі його на сушарку. In the production of malt, heat energy costs are quite significant, even with the use of modern drying installations. Theoretically it is possible to reduce them by 1.4—1.45 times. Taking into account the constantly rising price for energy carriers and electricity, increasing the energy efficiency of the process of malt drying by improving the drying conditions and the design of drying apparatus is an urgent task of today. The researchers have proven that to reduce the flow of heat for evaporation of moisture, it is advisable to apply preheated malt to drying. It has been established that in the whole range of temperatures of the drying agent and the moisture content of malt during the heating of the product, a significant increase in the drying rate occurred (compared to the usual process under the same conditions). To implement this recommendation, it`s suggested to use a malt-preheating device. The disadvantage of this apparatus is the low effi-ciency of the system of supply of heat carrier, which leads to uneven heating of malt. Therefore, the purpose of our study is to find the optimal parameters of the design of the malt heater by modeling the flows of the heat carrier, taking into account the thermo-physical characteristics of air and malt. The object of the study is the processes of distributing the heat carrier and heating the barley malt in the heater. The simulations used Computational Fluid Dynamics methods. Based on the simulation results, we proposed the design of the heater with an improved system of supply of the heat carrier, which provides uniform heating of the malt and reaching its temperature within 45—47°C along the entire section of the final section of the heater, which is sufficient to feed it to the dryer.Документ Струминні сульфітаційні установки: недоліки, шляхи їх усунення, експериментальне дослідження гідродинаміки(2016) Пономаренко, Віталій Васильович; Бабко, Євген Миколайович; Лементар, Святослав Юрійович; Перекрест, Володимир ВікторовичРозглянута робота типової струминної сульфітаційної установки. На гідравлічному стенді досліджена робота ежекційного апарату типового сульфітатора та показані причини його незадовільної роботи. Досліджений ежектор з подовженою камерою змішування та відцентрово- струминною форсункою в якості робочого сопла. Знайдений діапазон оптимальної геометричної характеристики такого ежектора. Having considered the work of a typical inkjet sulfiatsionnoy installation. On the stand of the hydraulic work investigated ejection apparatus sulfiatora model and shows the reasons for its poor performance. Investigated an ejector with an elongated mixing chamber and centrifugal jet nozzle as the working nozzles. We found a range of optimal geometric characteristics of the ejector.Документ Моделювання процесу розпилення молока дисками з різними конструкціями сопел(Моделювання процесу розпилення молока дисками з різними конструкціями сопел / С. Ю. Лементар, В. В. Пономаренко, Ю. І. Вересоцький, Р. Л. Якобчук // Наукові праці Національного університету харчових технологій. - Т. 23, № 4. - К. : НУХТ, 2017. - С. 98–104., 2017) Лементар, Святослав Юрійович; Пономаренко, Віталій Васильович; Вересоцький, Юрій Іванович; Якобчук, Роман ЛеонідовичУ статті наведено результати моделювання процесу розпилення згущеного незбираного молока розпилювальними дисками із соплами круглого та прямокутного профілю, прямою та дуговою твірними. Встановлено, що при вказаних у статті вхідних параметрах продукт із круглих сопел виходить з максимальною швидкістю 173 м/с та має турбулентну енергію 62 Дж/кг. При використанні сопел з дуговою твірною та прямокутним перерізом продукт виходить в вигляді тонкої плівки трапецієвидного поперечного перерізу, яка має таку ж максимальну швидкість, але значно вищу турбулентну енергію (до 737 Дж/кг), що сприяє кращому диспергуванню вихідного потоку й утворенню більш дрібних крапель розпиленого молока. The results of modeling the process of sputtering of condensed whole milk by spraying disks with nozzles of round and rectangular profile, straight and arc generators are presented in the article. It was found that with the input parameters specified in the article, the product from the round nozzles comes out at a maximum speed of 173 m/s and has a turbulent energy of 62 J/kg. When using arc-shaped nozzles with a rectangular cross-section, the product emerges as a thin film of a trapezoidal cross section that has the same maximum velocity but significantly higher turbulent energy (up to 737 J/kg), which contributes to better dispersing of the output stream and formation of smaller drops of sprayed milk.Документ Перспективні напрямки використання викидів цукрового заводу(2015) Пономаренко, Віталій Васильович; Люлька, Дмитро Миколайович; Пушанко, Микола Миколайович; Лементар, Святослав Юрійович; Мельник, Ольга Євгеньєвна; Перекрест, Володимир ВікторовичПроаналізовані викиди цукрових заводів з сатураційних та сульфітаційних апаратів. Доведена перспективність використання низько- потенційних теплових викидів та можливість абсорбційного очищення газів, що приводить до зниження енерговитрат та забруднення навколишнього середовища. Запропанована проста в реалізації схема для проведення попередньої теплової та хімічної обробки бурякової стружки. Emissions from sugar plants and carbonated sulfitatsionnyh devices are analyzed. Authors proved promising use of low – potential thermal emissions and the possibility of absorption of gas purification, which leads to lower energy consumption and environmental pollution. Article offers easy-to-implementation schedule for the preliminary thermal and chemical processing of sugar beet chips.