DSpace Collection:https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/23882026-06-24T08:16:35Z2026-06-24T08:16:35ZПорівняння прямоточної і витіснювальної біофільтрації в пристроях децентралізованого очищення водиЧернова Анастасія СергіївнаГевод, Віктор СергійовичІсаєва, Акмарал Умірбековнаhttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/25122021-07-15T00:01:19Z2021-01-01T00:00:00ZTitle: Порівняння прямоточної і витіснювальної біофільтрації в пристроях децентралізованого очищення води
Authors: Чернова Анастасія Сергіївна; Гевод, Віктор Сергійович; Ісаєва, Акмарал Умірбековна
Abstract: Денітрифікація питної води досліджена методами прямоточної і витіснювальної біофільтрації в спеціально розроблених малогабаритних фільтруючих пристроях, призначених для
систем децентралізованої водопідготовки. Показано, що заміна прямоточного режиму біофільтраційної денітрифікації на витіснювальний має суттєві переваги. Зникає необхідність
використовувати периферійне обладнання для підтримки безперервного, повільного протоку
води крізь біофільтр. Споживач отримує можливість періодично подавати великі порції води
в біофільтр і синхронно отримувати таку ж кількість денітрифікованої води. Ефект досягається шляхом оптимізації конструкції пристрою та структури фільтруючого простору.
Конструкція створених біофільтрів проста, для їх складання можуть використовуватися
матеріали з мінімальним «вуглецевим відбитком».; At present, a serious issue is the contamination of groundwater by nitrates. The peculiarity of
these substances consists in the difficulty of removal and the need to use expensive technologies. The
health risk is the most essential to the population of regions with a lack of centralized water supply
and low incomes.
This work has been aimed at the evaluation of the effectiveness of decentralized purification of
nitrate-contaminated water by the methods of direct flowing and piston (displacement) biofiltration.
Despite the existing warnings, biofiltration is an effective and economic means of water denitrification. The combined use of biofiltration with available, proven, and effective methods of post-treatment
of the filtrate, for example, bubble-film extraction and UV sterilization, provides high-quality tap water at sites where there is no centralized water supply.
In this paper, denitrification has been studied by the direct-flowing and displacement biofiltration methods in the specially designed small-sized filtration devices of the "Point of use" type with the
use of heterotrophs and autotrophs as agents of denitrification reactions. Heterotrophic denitrification is preferred in small-sized devices due to the rate of the process, which is an order of magnitude
higher than autotrophic denitrification does. The results of studies of biofilter, with the optimal structure of the filtration bed, allow one to recommend the use of the piston biofiltration, as an alternative
to direct flowing mode. This alternative has the following advantages. The consumer has the opportunity to periodically feed big portions of water contaminated with nitrates into the biofilter and simultaneously receive an equal portion of purified water that meets the sanitary and hygienic standards. A
regular supply of water portions for denitrification ensures normalization of biofouling activity inside
the biofiltration bed, which increases the stability of the biofilter action and eliminates the need for
special dosing and flushing devices. In this mode of operation, the biofilter can run for a long time
without clogging. The design of the created biofilters is simple, standardized parts, components, and
materials, including easily recyclable ones, can be used for their assembly.2021-01-01T00:00:00ZОптимізація розрахунку температури та швидкості для теплообмінних процесів в адіабатичних умовахОнищук, Оксана Олександрівнаhttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/25112021-07-15T00:01:17Z2021-01-01T00:00:00ZTitle: Оптимізація розрахунку температури та швидкості для теплообмінних процесів в адіабатичних умовах
Authors: Онищук, Оксана Олександрівна
Abstract: У статті показано модель теплообміну для циліндричної заготовки з нестаціонарним
режимом в адіабатичних умовах. Визначено середню швидкість поширення тривимірного
фронту теплообміну вздовж циліндра та середню поперечну температуру для цього режиму
через рівняння теплопровідності та рівняння кінетики. Крім того, визначено вплив радіуса циліндра на швидкість теплообміну. Використовуючи рівняння теплопровідності та граничні
умови, визначено середню поперечну температуру циліндра при теплообміні. Також використовуючи рівняння кінетики, отримуємо значення середньої швидкості поширення тривимірного фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах. Досліджено
через параметр R0, який показує, наскільки радіус циліндра більший характеристичної величини зони реакції, що при збільшенні радіуса швидкість теплообміну незначно зменшується.
Графічно показано залежність R0 від характеристичної величини зони реакції G/Td для двох
режимів ступеня віддалення від області. Використовуючи рівняння теплопровідності та рівняння кінетики з початковими і граничними умовами, визначено середню швидкість поширення фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах та середню
поперечну температуру. Розв’язано осесиметричну граничну задачу нестаціонарного теплообміну з рухом фронту тепла уздовж осі симетрії циліндра. Приведена математична модель
теплообмінного процесу досліджувалася із застосуванням методу кінцевих різниць і програмного забезпечення ANSYS. Показано, що температура глибини перетворення теплообміну знаходиться в перерізі, перпендикулярному осі циліндра, який проходить через точку з максимальною температурою, причому, чим вища температура, тим світліша штриховка області.; The article shows a model of heat exchange for a cylindrical workpiece with a non-stationary
regime in adiabatic conditions. The average velocity of propagation of three-dimensional heat exchange front along the cylinder and the average transverse temperature for this mode are determined
through the equations of thermal conductivity and the equation of kinetics. In addition, the influence of
the cylinder radius on the heat transfer rate is determined, It has been shown that the average transverse temperature of the cylinder during heat transfer is determined using the equations of thermal
conductivity and boundary conditions. Also using the equation of kinetics, we obtain the value of the
average velocity of propagation of the three-dimensional front along the cylinder for nonstationary
mode in adiabatic conditions. It is investigated through the R0 parameter, which shows how much the
radius of the cylinder is larger than the characteristic value of the reaction zone, that with increasing
the radius, the heat transfer rate decreases slightly. The dependence of R0 on the characteristic value
of the reaction zone G / Td for two modes of the degree of distance from the region is graphically
shown. Using the equations of thermal conductivity and the equations of kinetics with initial and
boundary conditions, the average velocity of propagation of the front along the cylinder for the nonstationary regime in adiabatic conditions and the average transverse temperature are determined.
The axisymmetric boundary value problem of nonstationary heat exchange with the motion of
the heat front along the axis of symmetry of the cylinder is solved. The given mathematical model of
heat exchange process has been investigated using the finite difference method and ANSYS software. It
is shown that the temperature of the heat transfer transformation depth is in the section, perpendicular
to the axis of the cylinder, which passes through the point with the maximum temperature, and the
higher the temperature, the lighter the shading of the area.2021-01-01T00:00:00ZНовий ефективний вуглецевий адсорбент для знезалізнення водиРуденко, Вероніка ГеннадіївнаІваненко, Ірина МиколаївнаКосогіна, Ірина ВолодимирівнаБурмак, Андрій Петрович Бурмакhttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/25102021-07-15T00:01:16Z2021-01-01T00:00:00ZTitle: Новий ефективний вуглецевий адсорбент для знезалізнення води
Authors: Руденко, Вероніка Геннадіївна; Іваненко, Ірина Миколаївна; Косогіна, Ірина Володимирівна; Бурмак, Андрій Петрович Бурмак
Abstract: Отримано Ni-вмісний вуглецевий адсорбент на основі попередньо окисненого нітратною
кислотою активованого вугілля з наступною модифікацією нікелем. Хімія поверхні синтезованого вуглецевого адсорбенту має поліфункціональний характер з високою аніоно- та катіонообмінною ємністю та у три рази вищою адсорбційною ємністю щодо йонів Fe3+
порівняно
з вихідним активованим вугіллям марки Norit SAE SUPER. Підвищення адсорбційної активності пояснюється збільшенням сили π-супряженої електронної системи за рахунок введення
у вугільну матрицю додаткових електронів від атома нікелю, що створює умови для його орієнтаційних та індукційних взаємодій з йонами феруму. Модифікування поверхні вуглецевого
адсорбенту нікелем привело до появи магнітних властивостей синтезованого матеріалу, що
сприяло збільшенню концентрації йонів Fe3+
у приповерхневому шарі адсорбенту. Як наслідок
модифікування поверхні нікелем спостерігається зростання адсорбційної ємності матеріалу
щодо сполук заліза від ~117 мг/г до 750 мг/г для модифікованого вуглецевого матеріалу порівняно з вихідним вугіллям. Процес адсорбції на отриманому Ni-вмісному вуглецевому адсорбенті
адекватно описується моделлю Ленгмюра. Запропоновано використовувати синтезований матеріал в технології очищення води з високою концентрацією сполук заліза у такій комбінації
стадій: аерація, фільтрування на механічному фільтрі, іонний обмін на сучасному матеріалі
Ecomix A. За таких умов ефективність очищення води від сполук заліза в лабораторних умовах
становила 99,8 %.; This paper aimed to synthesize a new adsorption material based on activated carbon and modified with Nickel, determine its characteristics, and study its effectiveness in the water deironing process. Nickel-containing samples of the adsorption material were obtained by impregnating oxidized
activated carbon with Nickel (II) nitrate, followed by reduction of Nickel with hydrazine in an inert
medium. A study of the phase composition and the nickel content's determination in the obtained modified sample was conducted which was 18,35%. With the method of low-temperature adsorptiondesorption of nitrogen was established that the oxidized form of the original activated carbon (АВок)
almost twice loses its inner surface and the total porosity decreases by 42%. The Boem method was
used to characterize the samples' surface of the original activated carbon and its modified samples.
The surface chemistry of the synthesized carbon adsorbent is multifunctional with a high anion and
cation exchange capacity. The adsorption capacity of Ni-modified active carbon toward Fe3+ ions was
three times higher in comparison to the original activated carbon Norit SAE SUPER. The increase in
adsorption activity is explained by a magnification in the strength of the π-conjugate electron system
due to the introduction of additional electrons from the Nickel atoms into the carbon matrix, which
creates conditions for its orientation and induction interactions with iron ions. Modification of the
surface of the carbon adsorbent with nickel led to the appearance of magnetic properties of the synthesized material, which increases the concentration of Fe3+ ions in the near-surface layer of the adsorbent. As a consequence of the surface modification with Nickel, the increase in the adsorption capacity of the material toward iron compounds from ~117,42 mg/g to ~750 mg/g for the modified carbon material, in comparison to the initial active carbon observes. The adsorption process on the obtained Ni-containing carbon adsorbent is adequately described by the Langmuir model. It is proposed
to use the synthesized material in the technology of water purification with a high concentration of
iron compounds in the following combination of stages: aeration, filtration with a mechanical filter,
ion exchange on modern material Ecomix A. Under such conditions, the efficiency of water purification was 99.8% in laboratory conditions.2021-01-01T00:00:00ZІнформаційна технологія параметричної оптимізації режимів автоматизованого лазерного зварювання в умовах невизначеностіГардер, Дмитро Андрійовичhttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/25092021-07-15T00:00:54Z2021-01-01T00:00:00ZTitle: Інформаційна технологія параметричної оптимізації режимів автоматизованого лазерного зварювання в умовах невизначеності
Authors: Гардер, Дмитро Андрійович
Abstract: В роботі запропоновано підвищення ефективності інформаційної технології параметричної оптимізації режимів автоматизованого лазерного зварювання тонкостінних конструкцій зі сталі в умовах невизначеності шляхом розробки інформаційної спеціалізованої бази даних
за результатами експериментальних параметричних досліджень, створення інформаційної
технології аналітичного опису функціональних залежностей між шириною зварного шва, швидкістю переміщення лазерного випромінювання щодо оброблюваної заготовки і потужністю
лазерного випромінювання. Запропоновано принцип прийняття рішення параметричної оптимізації в умовах невизначеності на базі розробленого графоаналітичного методу. Метод використовує графічне зображення сплайн-функцій, побудованих в єдиному квадранті із загальною
абсцисою, значення якої відповідає величинам зварного шва. Координати точки перетину функціональних залежностей визначають відповідні оптимальні параметри режиму автоматизованого лазерного зварювання тонкостінних конструкцій зі сталі. Візуалізація принципу параметричної оптимізації в умовах невизначеності прискорює процес технологічної підготовки
виробництва, що сприяє підвищенню продуктивності підприємства.; In this work, the problem of increasing the efficiency of information technology of parametric
optimization under conditions of uncertainty for the modes of the process of automated laser welding
of thin-walled steel structures is solved. Positive results have been achieved through the development
of a specialized information database based on the results of experimental research. An information
technology has been created for the analytical description of functional dependencies between the
width of the weld and the speed of movement of the modulated laser radiation relative to the workpiece being processed at a constant radiation power; between the width of the weld and the laser radiation power at a constant motion speed.
Mathematical models of spline functions contribute to the automation of computational procedures, which reduces the time for determining the parameters for the laser welding mode and the
amount of memory in the control microprocessor. The principle of decision-making for parametric
optimization in conditions of uncertainty on the basis of the developed graph-analytical method is
proposed. The method uses a graphic representation of spline functions built in a single quadrant with
a common abscissa, the values of which correspond to the values of the weld. Coordinates of the point
of intersection of functional dependencies on ordinates and abscissa determine the corresponding optimal parameters of the automated laser welding mode. Visualization of the principle of parametric
optimization in conditions of uncertainty accelerates the process of technological preparation of production, which contributes to an increase in the productivity of the enterprise.2021-01-01T00:00:00Z