Статті

Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372

Переглянути

Фільтри

1985 - 198941990 - 199912000 - 200982010 - 2019112020 - 20224

Налаштування

Містить файли: ТакКлючове слово: search.filters.subject.evaporation

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 28
  • Ескіз
    Документ
    Дослідження верхнього жалюзійного розподілення теплоносія та визначення ефективних параметрів сушіння в комплексах розпилювального типу
    (2021) Туфекчі, Валентин Іванович; Вересоцький, Юрій Іванович
    Проведено огляд випаровування вологи з частинок молочних продуктів, зокрема молочної сироватки, та руху крапель, що важливо для оптимізації процесу сушіння розпиленням. Дослідження на основі методу Ейлера-Лагранжа експериментально підтверджені в моделі з верхнім розподіленням теплоносія в дисковому розпилювальному комплексі. Прогнозована температура добре узгоджується з виміряним значенням, а максимальна відносна похибка становить 2,76%. Візуалізовано продемонстрований мультифізичний газорозподіл і траєкторії крапель. У процесі сушіння спостерігалося явище зворотного потоку повітря та закрученого руху крапель. Підвищення температури повітря на вході може збільшити швидкість висихання, а збільшення швидкості обертання диска може викликати налипання продукту на стінки розпилювального комплексу. Результати допомогли в подальшому проєктуванні та розумінні оптимальних параметрів. An overview of the evaporation of moisture from particles of dairy products, in particular whey, and the movement of droplets is important for optimizing the spray drying process. Studies based on the Euler-Lagrange method are experimentally confirmed in the model with the upper distribution of the coolant in the disk spray complex. The predicted temperature agrees well with the measured value, and the maximum relative error is 2.76%. The demonstrated multiphysical gas distribution and droplet trajectories are visualized. During drying, the phenomenon of reverse air flow and swirling motion of the drops was observed. Increasing the inlet air temperature can increase the drying speed, and increasing the speed of rotation of the disk can cause contamination of the walls of the spray complex. The results helped in further design and understanding of the optimal parameters. The simulation was performed according to the actual geometry of the pilot centrifugal spray dryer, avoiding the uncertainty of scaling. Meanwhile, spray drying experiments were performed in this spray dryer. Compared to most previous models, which use only the initial data for verification, this work identified 15 temperatures in the volume of the drying complex when changing the feed parameters representing the temperature distribution inside the tower to verify the accuracy of the simulation results. On this basis, the distribution of temperature, humidity and velocity of hot air, as well as the trajectory of droplets was studied and analyzed. In addition, the influence of the inlet air temperature and the speed of rotation of the spray disk on the behavior of the drops during drying was studied.
  • Ескіз
    Документ
    Automated methods of controlling the flow of syrup in the evaporation station with subsystems of decision support and forecasting
    (2022) Hrama, Mykhailo; Sidletskyi, Victor
    Introduction. The purpose of the presented study is to substantiate the methods of regulating the consumption of syrup in the evaporation station with a forecasting subsystem, which will allow to predict the behavior of the system and the decision-making subsystem, which will reduce the influence of the human factor on the course of the evaporation process. Materials and methods. The work of the evaporation station with the subsystem of forecasting and decision support when regulating the consumption of syrup was researched. In the automation scheme for regulating the flow rate of syrup, induction flow meters are used as a sensor. Pneumatic saddle valves with a built-in throttle and an electro-pneumatic converter were used as actuators. Results and discussion. The use of neural sensors occurs only in certain specific cases of intelligent control of the evaporation process, there is no data comparing the use of intelligent regulators with classical ones, the possibility of combining the work of several types of intelligent regulators, as well as clear means of predicting their work and supporting decision-making. Therefore, in this paper, a decision-making subsystem has been justified, which made it possible to assess the priorities of user requests when using a human- machine interface. The highest priority was given to the request to display information on possible changes to the adjustment parameters of other control circuits. The forecasting method was also used to compare the methods of regulating the flow rate of syrup in the apparatus, which made it possible to predict the behavior of the system during the formation of the control action and display the finished forecast on the operator's screen and, thus, increase the efficiency of the evaporation station. Statistical data on the behavior of the contours of the automation system in different modes of operation using intelligent and classical regulators were collected, a model for predicting the operation of an evaporation station by the method of local tendency was built and a forecasting algorithm was developed. The accuracy of the obtained forecasting model is also evaluated. The accuracy of the forecasting model was 98% for the PID controller, 95% for the neural fuzzy regulator and 96% for the neural network. Conclusions. The model for predicting the operation of the evaporation station is characterized by high accuracy in general, but during the occurrence of oscillations in the transition process, there is an insignificant delay in predicting these fluctuations. The most important in the output of information by the decision-making subsystem is the function of displaying information about the possible changes to the parameters of regulation of other control circuits.
  • Ескіз
    Документ
    Порівняння роботи підсистем прогнозування в автоматизованій системі керування випарним апаратом
    (2022) Грама, Михайло Петрович; Сідлецький, Віктор Михайлович
    Мета дослідження — обґрунтування методів регулювання тиску пари у випарному апараті з підсистемою прогнозування, що дозволить спрогнозувати поведінку системи та дослідити вплив кількості часових інтервалів алгоритму прогнозування на точність прогнозу роботи випарної станції. Розроблено систему обміну даними між рівнем технологічного процесу і рівнем виробництва. Досліджується робота випарної установки з підсистемою прогнозування регулювання тиску пари. У схемі автоматизації регулювання тиску пари як датчик використовуються перетворювачі тиску PC-28. Виконавчими механізмами служать пневматичні сідельні клапани з вбудованим дроселем та електро-пневмоперетво­рювачем. Використання нейронечітких регуляторів відбувається лише в окремих специфічних випадках інтелектуального керування процесом випаровування, відсутні дані порівняння застосування інтелектуальних регуляторів з класичними, можливості комбінування роботи кількох типів інтелектуальних регуляторів, а також чітких засобів прогнозування їх роботи. Тому у даній роботі використано метод прогнозування для порівняння методів регулювання тиску пари в апараті, що дозволило спрогнозувати поведінку системи при формуванні керування та вивести готовий прогноз на екран оператора і, таким чином, підвищити ефективність роботи випарної станції. Зібрано статистичні дані поведінки контурів системи автоматизації у різних режимах роботи з використанням інтелектуальних та класичних регуляторів і побудовано модель прогнозування роботи випарної станції методом локальної тенденції та модифіковано алгоритм прогнозування. Перевага даного методу — легка і швидка його реалізація, яка не потребує великих економічних та енергетичних затрат. Побудовано модель прогнозування роботи випарної станції методом локальної тенденції та розроблено алгоритм прогнозування. Також оцінено точність отриманої моделі прогнозування: 97 % — для ПІД-ре­гулятора, 97 % — для нейронечіткого регулятора та 96,5 % — для нейромережевого при використанні девʼяти інтервалів, що вище за точність при використанні шести інтервалів. Запропонована модель для прогнозування роботи випарної станції характеризується високою точністю в цілому, але під час коливань у перехідному процесі виникає несуттєве запізнення їх прогнозування. Точність роботи даної моделі напряму залежить від збільшення кількості часових інтервалів при розробці алгоритму прогнозування.
  • Ескіз
    Документ
    Аналіз системи автоматизації випарної установки з нейромережевим регулятором
    (2020) Грама, Михайло Петрович; Сідлецький, Віктор Михайлович; Ельперін, Ігор Володимирович
    У статті проведено порівняння між ПІ і нейромережевим регулятором. Визначено, який тип регулювання дасть змогу досягти найкращих показників контролю якості для регулювання першого корпусу випарної станції. Недотримання необхідних технологічних параметрів може призвести до забиття фільтрів і перешкоджати надходженню соку на випарну станцію. Крім того, необхідно забезпечувати оптимальні показники роботи випарної станції для отримання найбільш високих показників продуктивності та стабілізації рівнів соку в корпусах випарних апаратів. Саме тому, з метою запобігання перегріву та перетримці цукрового сиропу, необхідно застосовувати інтелектуальні засоби регулювання, оскільки це призводить до підвищення параметрів якості процесу порівняно із системами з іншими типами регуляторів. Здійснено регулювання таких відповідальних параметрів, як рівні концентрованого соку в корпусах випарної станції, які безпосередньо впливають на якість і вартість виробленої продукції задля забезпечення таких преваг у роботі випарної станції: зменшення часу перебування соку в зонах високих температур унаслідок переносу відборів пари з перших корпусів в останні; зниження чутливості до змін витрати та конденсації соку, який поступає на випарювання; зменшення тривалості варки концентрованого соку у вакуум-апаратах шляхом підвищення температури гріючої пари. Усі дослідження проводено із застосуванням середовища Matlab. Параметри налаштування регуляторів розраховано за допомогою вбудованих засобів середовища Matlab. У ході досліджень визначено, що нейромережевий регулятор має більш високі якісні характеристики перехідних процесів порівняно з ПІ-регулятором, проте в ході його застосування виникає статична похибка. Для подальшого використання нейромережевого регулятора в розробленій системі автоматизації необхідно розробити механізм компенсації цієї похибки. In this paper, a comparison is made between PI and neural network regulator. The purpose of the study was to determine which type of regulation will achieve the best quality control for first corps of evaporation station control. Failure to comply with the required technological parameters can clog the filters and prevent the flow of juice to the evaporator station. In addition, it is necessary to ensure optimal performance of the evaporator sta- tion to obtain the highest performance and stabilization of juice levels in the bodies of the evaporators. Therefore, in order to pre- vent overheating and overexposuring of sugar syrup, it is nece- ssary to use intelligent means of regulation, as this leads to higher process quality parameters compared to systems with other types of regulators. The regulation of such important parameters as the levels of concentrated juice in the evaporator bodies, which directly affect the quality and cost of production in order to ensure the following advantages in the evaporator station was carried out: reduction of time of juice at high temperatures due to transfer of steam samples; reduction of sensitivity to changes in consumption and condensation of juice entering the evaporation; reducing the du- ration of cooking concentrated juice in vacuum devices by incre- asing the temperature of the heating steam. All studies are performed using Matlab medium. Controller settings were also calculated using Matlabʼs built-in tools. In the course of research, it was determined that the neural network regulator had higher qualitative characteristics of transients in comparison with the PI regulator, but during its application there was a static error. Therefore, it can be concluded that for the further use of the neural network regulator in this automation system it is necessary to develop a mechanism for compen- sation for this error.
  • Ескіз
    Документ
    Тепловіддача при випаровувальному концентруванні розчинів у вертикальних низхідних кільцевих потоках
    (2018) Петренко, Валентин Петрович; Прядко, Микола Олексійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Глоба, Олександр Вікторович
    У статті наведено результати моделювання теплообміну в догрітих до температури насичення плівках розчинів, що рухаються по вертикальній поверхні труб як у режимі випаровування з міжфазної поверхні, так і поверхневого кипіння, як в умовах вільного стікання, так і за наявності швидкісного парового ядра в діапазоні зміни режимних параметрів, характерних для роботи випарних установок цукрових заводів та ВУ з концентрування фруктових соків. Фізичне моделювання виконано на експериментальному стенді з незалежним формуванням в кип’ятильному каналі витрат фаз і теплового потоку, а також на установках, що моделюють реальні умови концентрування розчинів у плівкових випарних апаратах. Як модельні рідини використані: вода, цукрові розчини, концентрацією до 72%, яблучний сік, концентрацією до 70%. Об’ємна щільність зрошення змінювалась від 0,05 10-3 до 0,6 10-3 м2/с, швидкість пари — до 40 м/с, розрідження — до 0,85 бар, тепловий потік — до 60 кВт/м2. Геометрія експериментальних каналів охоплює діапазон довжин від 1,8 до 9 м, діаметрів — від 20 до 32 мм. Аналіз отриманих даних, а також даних інших авторів дав змогу виявити вплив на тепловіддачу до плівок і режимних параметрів, і геометричних характеристик труб, а також сформулювати умови переходу до поверхневого кипіння. Критерієм переходу до поверхневого кипіння на теплообмінній поверхні з певним розміром мікротріщин в умовах гравітаційного стікання із супутним рухом парового ядра прийнята величина мінімально допустимого перегріву стінки, за якого розвиваються парові бульбашки, розрахованого на основі співвідношень Лапласа та Клапейрона-Клаузіуса. Виявлено особливості впливу швидкості пари на корисний температурний напір між стінкою труби та плівкою концентрованого розчину. Розраховано співвідношення для коригування корисного температурного напору, розрахунку теплового потоку до кільцевих низхідних парорідинних потоків розчинів, а також узагальнюючі співвідношення для інженерних розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі в трубах вертикальних плівкових випарних апаратів. Наведено результати розрахунків за отриманими співвідношеннями розподілу теплового потоку по висоті довгих кип’ятильних труб та зроблено порівняння результатів розрахунку з експериментальними даними для води та яблучних сиропів. The results of modeling heat transfer in liquid films of solutions heated to the saturation temperatures, flowing down over vertical cylindrical surfaces are presented. The experiments deal with the films evaporating from the interphase surface and in the regime of surface nucleate boiling. The films are studied in a regime of free falling and in the presence of co-current steam core. The range of regime parameters covered in the experimentation is characteristic for the working parameters of film evaporators of sugar industry and concentration of fruit juices. Experimental stand allowed an independent phase injection which enabled creation of any possible wavy structure on the falling film surface as well as formation of films with a wide range of film thickness. As modelling solutions are used: water, sugar solutions concentration up to 72%, apple juice concentration up to 70%. The volumetric liquid flux changed from 0,05 10-3 up to 0,6 10-3 m2/s, speed pair — up to 40 km/s, underpressure — up to 0,85 bar, a thermal stream — up to 60 kVt/m2. The geometry of experimental channels covers a range of lengths from 1,8 up to 9 m, diameters — from 20 up to 32 mm. The analysis of data obtained by the authors along with those available in the literature allowed to formulate principal factors affecting mechanism of heat transfer to liquid films in the both patterns of evaporation, formulate the conditions of transition to surface nucleate boiling which occur in pipes of different diameters. The criterion for the transition to surface boiling on a heat exchange surface with a certain size of microcracks in conditions of gravitational flow with a co-current steam flow is the value of the minimal allowable wall overheating at which vapor bubbles develop, calculated on the basis of the Laplace and Clapeyron-Clausius relationships. The peculiarities of the influence of the steam velocity on the useful temperature pressure between the pipe wall and the film of the concentrated solution are revealed, the relationships for the correction of the useful temperature pressure and the calculation of the heat flux to annular down-flowing liquid films of solutions are presented. The results of calculations for the obtained ratios of the distribution of heat flux over the height of long boiling pipes and the comparison of the calculation results with the experimental data for water and apple syrups are presented.
  • Ескіз
    Документ
    Heat Transfer in Down flowing Turbulent Evaporating Liquid Films with Developed Wavy Structure and co-Current Steam Flow
    (2016) Petrenko, Valentin; Zasiadko, Yaroslav
    The result of heat transfer modeling in down flowing turbulent films with the developed wavy structure at the regime of evaporation from film interface at free falling and with co-current steam flow, a heat transfer model, which takes into account a cyclic process of temperature field relaxation with the periodic mixing of film by big waves, has been presented. Temperature profiles along with the integral heat transfer coefficients (HTC) were obtained as a result of approximate solutions of heat transfer differential equations of in turbulent flows, adapted thus film flux with large surface waves, utilizing turbulent transport model by M. D. Millionschykov.
  • Ескіз
    Документ
    Heat Transfer Modeling Downflowing Laminar Films with the Developed Wavy Structure with co-Current Steam Flow
    (2016) Petrenko, Valentin; Zasiadko, Yaroslav
    The result of heat transfer modeling in down flowing viscous laminar films with the developed wavy structure at the regime of evaporation from film interface at free falling and with co-current steam flow, a heat transfer model, which takes into account a cyclic process of temperature field relaxation with the periodic mixing of film by big waves, has been presented. A mathematical model of heat transfer in laminar, heated to the saturation temperatures liquid films with the developed wavy structures on the free interface have been developed. The model takes into consideration cyclic relaxation of transient temperature field which happens right after the passage of a powerful big wave. The developed mathematical model describes the time history of the two dimensional temperature fields as a function of the Peclet number and the core characteristic of the wavy motion (the length of big waves). Based upon the proposed model a set of correlations have been obtained. These are proposed as a means for the generalization of heat transfer experimental data, obtained within the experimental studies of liquid films, heated to the saturation temperatures and evaporating from the interface. A generalized equation has been derived, which can be used for the calculations of Heat Transfer Coefficients (HTC) to the saturated sugar solutions liquid films.
  • Ескіз
    Документ
    Modeling of heat transfer in free down flowing laminar liquid films with development wavy structure at the regime of evaporation from the interface
    (2016) Petrenko, Valentin; Pryadko, Nikolai; Zasiadko, Yaroslav; Miroshnik, Maria
    A mathematical model of heat transfer in laminar, heated to the saturation temperatures liquid films with the developed wavy structures on the free interface have been developed. The model takes into consideration cyclic relaxation of transient temperature field which happens right after the passage of a powerful big wave. The developed mathematical model describes the time history of the two dimensional temperature fields as a function of the Peclet number and the core characteristic of the wavy motion (the length of big waves). Based upon the proposed model a set of correlations have been obtained. These are proposed as a means for the generalization of heat transfer experimental data, obtained within the experimental studies of liquid films, heated to the saturation temperatures and evaporating from the interface. A generalized equation has been derived, which can be used for the calculations of Heat Transfer Coefficients (HTC) to the saturated sugar solutions liquid films. This equation contains wavy characteristics of down flowing films and valid within the range of parameters characteristic for the sugar industry evaporators, namely: concentrations – 0…70 % dry matter; liquid mass flow rate density–0.01×10-3…0.6×10-3 m2/sec, the Peclet number range – 400…25000. The mathematical model of the temperature field cyclic relaxation turned out efficient for generalization of heat transfer experimental data not only laminar, but turbulent liquid films either, despite of the fact that the transport equations do not contain turbulent characteristics.
  • Ескіз
    Документ
    Термічний опір у пристінному шарі низхідних плівок високов'язких рідин
    (2014) Прядко, Микола Олексійович; Глоба, Олександр Вікторович; Форсюк, Андрій Васильович; Глоба, В. З.
    У статті обґрунтовано гіпотезу високоефективного теплоперенесення в плівках густого яблучного соку. Визначено умови і методику проведення дослідження. Здійснено порівняння отриманих експериментальних даних з даними інших авторів і проаналізовано причини розбіжності. Результати дослідження теплогідродинамічних процесів, зокрема в пристінному шарі, при нагріванні високов 'язкої рідини та при її концентруванні, коли рідина стікає у вигляді плівки по внутрішній поверхні вертикальних труб, дали змогу виявити особливості механізмів теплоперенесення. Визначено вплив на термічний опір тепловіддачі геометричних та режимних параметрів і теплофізичних властивостей робочої рідини. Проаналізовано особливості фізичної моделі і механізмів теплоперенесення в пристінному шарі рідини, які визначають його термічний опір. Отримані результати доповнюють науковотехнічну базу створення теплотехнологічних установок. A hypothesis of highly effective heattransfer in the down falling apple juice films and its substantiations have been studied thoroughly. The experimental conditions and methods of experimentation as well as data processing methodology are presented and discussed. The obtained experimental results were compared with the data available in literature; the sources of discrepancies were analyzed. The results of thermo-hydrodynamic processes, in particulars within the boundary level, during the heating of the viscous falling down the inner vertical tubular surface films allowed to highlight the specifics of heat transfer. The influence of sur-face geometry, regime parameters and physical properties of working liquid were determined. The particulars of the physical model and transport mechanisms within the boundary layers of liquid, which determine its thermal resistance, are presented. The obtained results may add to the theoreti-cal bases for modern designing practice of thermal techno- logical plants.
  • Ескіз
    Документ
    Тепловіддача в процесі концентрування низхідних плівок яблучного соку у вертикальних трубах
    (2005) Глоба, Олександр Вікторович; Прядко, Микола Олексійович; Глоба, В. З.; Форсюк, Андрій Васильович
    Наведено результати експериментальних досліджень тепловіддачі в процесах випаровування та кипіння низхідних плівок яблучного соку у вертикальній трубі. Необхідність досліджень зумовлена потребами розроблення і проектування установок для концентрування яблучного соку. Отримано дані щодо закономірностей тепловіддачі, які потрібні для науково обгрунтованого створення випарних установок фруктових соків. The results of experimental studies into the heat transfer in the processes of evaporation and boiling of falling apple juice films in a vertical pipe. The study is determined by the necessity in desing and development of evaporators for apple juice concentration. The data on the heat transfer mechanism obtained in this study will be used in the scientifically proven designing of fruit juice concentrators.