Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
348 результатів
Результати пошуку
Документ Improving of thermohydraulic method for calculation of steam contact heat and mass exchange equipment(2023) Bondar, Vladimir; Zaporozhets, Oleksandr; Sapiga, VictoriaIntroduction. The complexity of determining the contact surface of phases and the boundaries of the continuous structure of liquid jets complicates the calculation of phase-contact heat and mass exchange mixing apparatuses. Materials and methods. The condensation process of water steam from a steam-gas mixture on a cylindrical free-falling liquid jet is considered under counter-current movement of the steam phase within a range of flow parameters characteristic of the food industry. Results and discussion. An empirical dependence for determining the onset of jet structure destruction adequately describes the process of its structural changes and is characterized by the fact that an increase in the Reynolds number leads to an increase in the critical height of jet destruction: the jet becomes more resistant to the action of the steam flow. With an increase in the dynamic pressure of the steam flow, corresponding to an increase in the Weber number, which characterizes a sharp decrease in the dimensionless height of dispersion, the jet intensively disintegrated, was destroyed at the outflow point, and was carried away by the steam flow. An original system of dimensionless similarity numbers, based on the results of jet hydrodynamics analysis, allows for determining the temperature change along the jet's length, taking into account the geometric characteristics of mixing heat exchanger distribution devices, flow geometric dimensions, steam-liquid flow parameters, and the thermophysical properties of the media. Empirical dependencies of the heat exchange process, considering the critical height of the existence of the continuous jet structure, are recommended for use in the thermohydraulic calculations of direct phase-contact heat exchange equipment. Conclusion. The novelty of the results lies in the introduction of empirical dependencies for calculating heat exchange, considering the critical height of the existence of the continuous structure of the liquid jet.Документ Функціонально-орієнтоване проектування машин пакування харчових продуктів у контексті технологій замкненого циклу(2022) Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій ВолодимировичПри проєктуванні структури та визначенні параметрів процесу керування як важливої складової забезпечення життєвого циклу пакувальної машини важливо враховувати умови її майбутньої експлуатації, технічного обслуговування та ремонту. Реалізація такого підходу можлива лише шляхом застосування функціонально-орієнтованих технологій проєктування. В основі цієї концепції лежить рекурентний зв’язок між етапами конструкторського й технологічного проєктування пакувальної машини (ПМ), а також планування її виготовлення і супроводу, що координуються спеціально призначеним для цього розподіленим інформаційним середовищем. При застосуванні концепції функціонально-орієнтованого проєктування вдається досягти перекриття всіх стадій життєвого циклу пакувальної машини, що забезпечує підвищення якості його функціональних і споживчих властивостей та ефективність швидкого виконання індивідуального замовлення. Функціональний підхід до процесу розроблення і створення нових пакувальних машин передбачає, що будь-який матеріальний об’єкт є певною сукупністю (матрицею) функцій, серед яких можна виділити корисні, шкідливі та нейтральні функції. У статті описано функціональний підхід, який, на відміну від підходу предметного, ґрунтується на тому, що створюваний виріб повинен відповідати ряду функцій, які можуть забезпечуватися окремими матеріальними носіями, що є найдешевшими, або робота з якими є найменш витратною. Перспективним може бути такий технологічний процес проєктування, на переходах якого, одночасно з формуванням корисних функцій, відбувається ослаблення або ліквідація функцій шкідливих і, за можливості, усунення функцій нейтральних. Наведено аналіз ієрархічної структури окремої машини пакування дрібноштучних харчових продуктів. Розроблено схеми та моделі реалізації багатоетапного покрокового багатокритеріального синтезу на прикладі функціонального мехатронного модуля (ФММ) подачі сипкого продукту в пакувальну машину, обґрунтовано доцільність використання функціонально-орієнтованого проєктування для різних компонувань ПМ. Результати теоретичних досліджень є підґрунтям для експериментальних досліджень.Документ Methods of correcting errors during the operation of the drive of valves(2016) Volodin, Sergiy; Mironchuk, Valeriy; Kryvoplias-Volodina, LiudmylaTo ensure reliable operation of the valves it is necessary to lay the conditions for management at the stage of selecting and designing. Control system electric pneumatic (EPC) ensure smooth and reliable operation of mechanisms in many areas of technology today. Functional capabilities of modern EPP are determined by the characteristics of the applied management systems in many ways, as well as the parameters of the power part.Документ Architecture of hybrid mechatronic dosing and packing module of packaging machine based on qualitative analysis(2023) Gavva, Oleksandr M.; Kryvoplias-Volodina, Liudmyla; Marynin, Andriy; Tokarchuk, Serhii; Blazhenko, Serhii; Volodin, OleksandrA qualitative analysis of the process of packaging liquid products (non-carbonated drinking water) using the example of a hybrid mechatronic dosing and packaging module was performed. The computer model of the mechatronic module is described by the basic operators of the Simulink program, taking into account the differential equations for changing the technological parameters of liquid dosing and the accepted initial and boundary conditions of the process. The modes of operation of the hybrid mechatronic dosing and packaging module are programmed using the driver. The boundary conditions of the process of formation and extrusion of the dose of the product are taken into account. The control system of the module is arranged on the principle of feedback and a sharp change in pressure in the portion receiver (from excess, within 3 bars to rarefaction up to –850 mbar). The analysis of individual stages of the dosing process is described, followed by the elaboration of accepted assumptions. During the tests of the computer model of the hybrid mechatronic dosing and packaging module, the accuracy of repetitions of dose formation was determined within ±0.22 % and 0.9 % of the set value of the dose mass of 50…200 ml. An experimental bench was designed, which could provide an opportunity to check the results obtained from the computer model. The research results would allow using digital control and measuring equipment to check the accuracy of dosing of the product from 50 ml to 200 ml. In the course of computer simulation, the effects of the given parameters of the dosing process on the accuracy of the product dose formation were determined, as well as the laws of the necessary distribution of compressed air pressure were formed to maintain the given productivity. The research results could make it possible to improve the designs of liquid product dosing modules and to determine the input parameters for field studies.Документ Повышение уровня технологической эффективности трубопроводной арматуры позиционным электропневмоприводом(2015) Володин, Сергей Алексеевич; Кривопляс-Володина, Людмила АлександровнаВ настоящее время пищевая промышленность требует использования эффективных технически и экономически оправданных решений при выборе оборудования. Одним из этапов проектирования пищевых производств является правильно подобранная и скомпонованная система технологических коммуникаций. Для трубопроводной системы выбор арматуры должен производиться на основе тщательно подготовленных и четко поставленных технических условий, определяющих требуемые параметры технологического процесса. Решение этой проблемы тесно связано с обоснованным выбором видов технологического оборудования, широкой автоматизацией технологических процессов, внедрением новых технических решений, использованием необходимых средств контроля для реализации задач комплексной механизации технологических операций. В статье проведен анализ работы трубопроводной арматуры на базе электропневматических позиционеров «Камоцци» с реализацией обратной связи при помощи бесконтактных пропорциональных датчиков положения с токовым выходом [1-4]. Приводы были протестированы на пропорциональное управление положением шаровых кранов, дисковых затворов, донных пробок и прочих запорно-регулирующих элементов, используемых на различных технологических участках пищевых предприятий для регулирования уровня продукта, расхода воды, воздуха, химических реагентов. Получены результаты по использованию в качестве привода позиционера серии SL для управления пропускной характеристикой трубопроводной запорной арматуры с учетом хода и давления впневмосистеме. Проведенные исследования дают возможность повысить эксплуатационные свойства транспортной системы трубопроводной магистрали для технологических процессов, в том числе и пищевых предприятий.Документ Дослідження верхнього жалюзійного розподілення теплоносія та визначення ефективних параметрів сушіння в комплексах розпилювального типу(2021) Туфекчі, Валентин Іванович; Вересоцький, Юрій ІвановичПроведено 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.Документ Дослідження потоків та липкості молочних продуктів в розпилювальних сушарках за допомогою CFD технологій(2022) Туфекчі, Валентин Іванович; Вересоцький, Юрій ІвановичЦя стаття охоплює область обчислювальної гідродинаміки (CFD) та її застосування в розпилювальній сушці, а також типові схеми потоку, які зустрічаються в цих сушарках. Ці моделі потоків особливо стосуються питань, пов’язаних із розпилювальним сушінням харчових продуктів, у тому числі харчових інгредієнтів, а саме термічної деградації. Втрати хімічних властивостей та липкості частинок на стінках сушильного апарату, і зв’язки між моделями потоків, траєкторій висушених частинок. Проведено моделювання, щоб продемонструвати, що рішення не залежить від вибраного розміру сітки, вибраного кроку за часом (у перехідних розрахунках) і кількості використовуваних типових частинок. Крім того, вибрано відповідні чисельні схеми, щоб забезпечити високу чисельну точність для даної задачі. Зокрема, наближення конвективних параметрів сушіння має вирішальне значення, оскільки схеми низького порядку є стабільними, але дифузними, тоді як схеми високого порядку більш точні, але їх важче розраховувати. В результаті, правильне рішення може бути отримане лише за умови вибору відповідних фізичних моделей і правильної конвергенції розрахунків. Загальні елементи будь-якого аналізу сушіння включають баланс маси та енергії, процеси транспортування, такі як конвекція та дифузія, а також підхід до аналізу реакційних процесів, швидкості реакції та її результатів. З використанням пакетів обчислювальної гідродинаміки (CFD) у сфері розпилювального сушіння було розглянуто та продемонстровано траєкторії руху продукту в розпилювальній сушарці, розраховані вектори направлення польоту частинки та інші фактори. Приклади того, як класичні хіміко-технічні аналізи та 3д моделювання процесу розпилення можуть бути застосовані в продуктах харчування, обробка включає оцінку втрати хімічних властивостей вже готового продукту і ступеня термічної деградації. This article covers the field of Computational Fluid Dynamics (CFD) and its application to spray drying, as well as typical flow patterns found in these dryers. These flow models are particularly relevant to issues related to the spray drying of food products, including food ingredients, namely thermal degradation. Losses of chemical properties and stickiness of particles on the walls of the spray dryer, and connections between flow patterns and trajectories of dried particles. Simulations are performed to demonstrate that the solution is independent of the grid size chosen, the time step chosen (in transient calculations) and the number of typical particles used. In addition, appropriate numerical schemes are chosen to ensure high numerical accuracy for this problem. In particular, approximating the convective drying parameters is crucial because low-order schemes are stable but diffuse, while high-order schemes are more accurate but more difficult to calculate. As a result, the correct solution can be obtained only if the appropriate physical models are selected and the calculations are correctly converged. Common elements of any drying analysis include mass and energy balance, transport processes such as convection and diffusion, and an approach to the analysis of reaction processes, reaction rates, and outcomes. With the use of computational fluid dynamics (CFD) packages in the field of spray drying, product movement trajectories in the spray dryer, calculated particle flight direction vectors and other factors were considered and demonstrated. Examples of how classical chemical and technical analyzes and 3D modeling of the spraying process can be applied in food products, processing includes the assessment of the loss of chemical properties of the already finished product and the degree of thermal degradation.Документ Обґрунтування режимів роботи адаптронних функціональних модулів дозування рідкої продукції ваговим способом(2023) Гавва, Олександр Олександрович; Кривопляс-Володіна, Людмила ОлександрівнаСучасні машини-автомати мають характеризуватися не тільки високою продуктивністю, але й високою точністю виконання функцій. Для пакувальних машин-автоматів, що пакують продукцію в споживчу тару, такою функціо-нальною точністю є точність формування дози. На нинішньому етапі проєк-тування пакувальних машин (наявність функціональних модулів, мікроприводів, мікродатчиків, комп’ютерних технологій керування тощо) доречним є створен-ня адаптронних функціональних модулів для вагового способу формування дози. Донедавна цей спосіб дозування для рідкої продукції майже не застосовувався через відсутність відповідних приводів, датчиків механізованих систем керуван-ня, а також обґрунтування режимів роботи системи живлення продукції та системи зважування. У статті наведено розроблену структуру адаптронного функціонального модуля дозування рідкої продукції ваговим способом. Проаналізовано етапи на-повнення тари рідкою продукцією та врахування динамічної складової зважу-вання. Оптимізувати процес формування дози за часом і точністю дозування можна шляхом раціонального підбору геометричної форми клапана насадки та раціонального закону його руху відносно каналу насадки. Виконано теоретичний аналіз руху продукції по каналу насадки при застосуванні чотирьох широко ви-користовуваних геометричних форм клапана (конічної; сферичної із сідлом, що не повторює форму клапана; сферичної із сідлом, що повторює форму клапана; циліндричної). На прикладі фасування молока в пляшку місткістю 1 л одержано графічні залежності, що відображають ефективність регулювання потоком продукції. Встановлено, що клапани конічної форми забезпечують найбільший хід клапана при однакових витратних характеристиках, а сферичної із сідлом, що повторює форму клапана, найменший хід. Аналіз цих результатів надає мо-жливість припустити, що найбільш оптимальною геометричною формою є ко-нічно-сферична, або подібна до краплі. Modern automatic machines must be characterized not only by high performance but also by high functional accu-racy. For automatic packaging machines that pack products into consumer packaging, this functional accuracy is the ac-curacy of dose formation. At the current stage of designing packaging machines (availability of functional modules, mic-rodrives, microsensors, computer control technologies, etc.), it is appropriate to create adaptive functional modules for the weight-based dosing method. This method of dosing for liqu-id products was almost never used due to the lack of appro-priate drives, sensors of mechanized control systems, as well as justification of the operating modes of the product power supply system and the weighing system. The developed struc-ture of an adaptronic functional module for dosing liquid products in a weighted manner is presented in the article. The stages of filling containers with liquid products were analyzed taking into account the dynamic component of weighing. The process of dose formation in terms of time and dosing accu-racy can be optimized by rational selection of the geometric shape of the nozzle valve and the rational law of its movement relative to the nozzle channel. A theoretical analysis of the product movement through the nozzle channel using four commonly used geometric shapes of the valve (conical; sphe-rical with a seat that does not follow the shape of the valve; spherical with a seat that follows the shape of the valve; cy-lindrical) is performed. On the example of packaging milk in a 1-litre bottle, graphical dependencies were obtained that ref-lect the efficiency of product flow control. It was found that conical valves provide the largest valve stroke with the same flow characteristics, and spherical valves with a seat that follows the shape of the valve provide the smallest stroke. The analysis of these results suggests that the most optimal geometric shape is conical-spherical or drop-shaped.Документ Анализ систем трубопроводного транспорта сахарных заводов с элементами автоматического регулирования(2015) Володин, Сергей Алексеевич; Мирончук, Валерий Григорьевич; Кривопляс-Володина, Людмила АлександровнаПовышенные требования к качеству сахара и снижения его себестоимости, без больших капитальных вложений, могут быть обеспечены внедрением систем автоматизации технологических станций сахарного производства и созданием единой системы управления потоками сахарного производства и его энергозатратами. На современном производстве сахара из свеклы, при классической технологии его получения, должны присутствовать такие этапы переработки свеклы: подача, мойка, очистка, диффузия, дефекосатурация, выпарка, кристаллизация, сушка и упаковка. Получение максимального выхода сахара зависит от наличия соответствующего оборудования и трубопроводов, которые соединяют это оборудование. Большинство сахарных заводов работают по непрерывному циклу получения сахара, то есть подача свеклы, переработка, получение сока, очистка, выпаривание и кристаллизация осуществляются без остановок в технологическом процессе работы завода. Оборудование, которое используется при получении сахара, имеет свои технические параметры, соответствующие определенной производительности. Кроме технологического оборудования с соответствующей производительностью, необходимо иметь и соответствующие трубопроводные соединения между этим оборудованием, которые позволят пропускать перерабатываемую продукцию[4]. Решение этой проблемы тесно связано с обоснованным выбором компоновки трубопроводной и запорно-регулирующей системы, например: паровыми, водяными, конденсатными, соковыми, сиропными и паточными, а также трубопроводами для подачи извести и известкового молока. Постоянная эксплуатация трубопроводов приводит к образованию на внутренних стенках всевозможных отложений и накипи. Кроме того, сечения трубопроводов не всегда правильно подобраны под необходимую производительность завода. Поиск решения в механическом изменении сечений труб не дает возможности точно и оперативно влиять на технологический процесс. Поэтому в статье проведен анализ выбора и использования средств автоматизации, а также современных систем управления технологическими процессами, с примененем трубопроводной арматуры на базе электропневматических позиционеров «Камоцци» с реализацией обратной связи с помощью бесконтактных пропорциональных датчиков положения с токовым выходом. Рассмотренные решения позволяют не только четко необходимые режимы работы, но и изменять принятые решения при резких отклонениях в работе системы управления[1-4]. Получены результаты по определению оптимальных значений сечений трубопроводов на разных технологических участках сахарных заводов, необходимых для поддержания технологических режимных параметров продукции (сок, сироп, известковое молоко и т.д.), расхода пара и воды. Приведенные результаты исследования дают возможность использовать в системе управления запорной арматурой электропневмопозиционеры. For upgrading productions of sugar and decline of his prime price, without large capital investments, it is necessaryto provide introduction of the systems of automation of the technological stations of saccharine production. And also creation of single control system by the streams of saccharine production and his energy consumptions. On the modern production of sugar from a beet, at classic technology of his production, such stages of processing of beet must be present as: serve, wash, clearing, diffusion, defecosaturation, boil-off, crystallization, drainage and packing. The receipt of maximal rendement depends on the presence of corresponding equipment and pipelines that connect this equipment. Most sugar-houses work on the continuous cycle of receipt of sugar, id est the serve of beet, processing, receipt of juice, cleaning, evaporation and crystallization, come true without stopping at the technological process of work of plant. An equipment that is used for the receipt of sugar has the technical parameters corresponding to the certain productivity. Except a technological equipment with the corresponding productivity, it is necessary to have corresponding pipeline connections between this equipment, that will allow to skip the processed products. The decision of this problem is closely related to the reasonable decision for arrangement of the pipeline and systems of transport valves , for example for: steam, aquatic, runback, exit-juice, syrup and molasses, and also by pipes for a lime and limewater. Permanent exploitation of pipelines results in education on the midwalls of various sedimentations and scum. In addition, the sections of pipelines not always are correctly neat under the necessary productivity of plant. The search of decision in the mechanical change of sections of pipes does not give an opportunity exactly and operatively to influence on a technological process. The analysis of choice and use of facilities of automation is conducted in the article, and also modern control system by technological processes, with примененим of pipeline armature on the base of electro-pneumatic позиционеров of "Камоцци" with realization of feed-back by means of contactless proportional pick-ups of position with a current exit. The considered decisions allow not only clearly to support necessary office hours but also to change made decision at sharp rejections in-process control system. Results are got on determination of optimal values of sections of pipelines on the different technological areas of sugar-houses, necessary for maintenance of technological regime parameters of products (juice, syrup, limewater etc.), expense of steam and water. Research results give an opportunity to use , positioning of actuators for control.Документ Інноваційні запірно-регулювальні пристрої в технологічних потоках виробництва цукру(2023) Мирончук, Валерій Григорович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Гера, Володимир Миколайович; Володін, Сергій ОлексійовичЕфективність цукрового виробництва значною мірою залежить від надій- ності роботи запірно-регулювальних пристроїв (ЗРП) у системі технологічних трубопроводів, що об’єднує обладнання в єдину апаратурно-технологічну схему, яка працює в безперервному режимі. У статті наведено результати експериментальних досліджень, спрямованих на вирішення актуального науково-технічного завдання щодо ефективності роботи та регулювання технологічними потоками в трубопроводах цукрового виробництва шляхом удосконалення конструкційних та експлуатаційних харак- теристик ЗРП. На основі аналізу сучасного стану проблеми визначено, що під- вищення надійності роботи ЗРП можна досягти шляхом створення матема- тичних і фізичних моделей, які визначають раціональне поєднання вихідних кон- структивних параметрів з нормами герметичності, міцності та ресурсу при забезпеченні заданого технологічного регламенту. Дослідженнями роботи міжфланцевої дискової заслінки DN40, оснащеної пневматичним приладом керування, методом чисельного моделювання, розрахо- вані поточні значення експлуатаційних характеристик виконавчих елементів ЗРП з урахуванням пропускної спроможності та герметичності замикання при величині кута повороту дискової міжфланцевої заслінки на 30°, 60°, 90°. Ці ре- зультати дали змогу визначити режим раціональної експлуатації дискової за- слінки з плавними змінами витратних характеристик, що усуває імпульсні віб- рації (гідравлічні удари). Вирішено завдання корекції регулювання температури пари в стабілізаційно- му контурі РОУ шляхом дозованої подачі води за допомогою кульових кранів з V- подібним вирізом та електропневматичним позиційним приводом. Середнє зна- чення температури склало 132,9 °С при заданому значенні температури 132 °С. Результати виконаних досліджень реалізовані на Яреськівському та Лино- вицькому цукрових заводах. The efficiency of sugar production largely depends on the reliability of the shut-off and control devices (SCDs) in the system of technological pipelines connecting the equipment into a single hardware and technological scheme operating in a continuous mode. The results of experimental studies aimed at solving the urgent scientific and technical problem of efficiency and re- gulation of technological flows in sugar production pipelines by improving the structural and operational characteristics of the SCDs are presented in the article. Based on the analysis of the actual state of the problem, it was determined that improving the reliability of the SCDs operation can be achieved by creating mathematical and phy- sical models that determine the rational combination of initial design parameters with the standards of leakage, robustness, and service life while ensuring a given technological regula- tion. By studying the operation of a DN40 interflange disc valve equipped with a pneumatic control device, the present values of the performance characteristics of the actuating SCDs' elements were calculated by the numerical modeling method, taking into account the flow capacity and closure leak tightness at the angle rotation value of the disc interflan- ge valve by 30°, 60°, 90°. These results made it possible to determine the mode of rational use of the disc valve with smooth changes in flow characteristics, which eliminated impulse vibrations (hydraulic shocks). The problem of correcting the steam temperature control in the stabilizing circuit of the reduction and cooling device was solved by means of dosed water supply using ball valves with a V-shaped cutout and an electro-pneumatic positioning drive. The average temperature was 132.9 °C with a set temperature of 132 °C. The results of the research were implemented at the Yareskiv and Lynovytskyi sugar plants.