Energy Engineering and Control Systems
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/30424
Browse
9 results
Search Results
Item Simulation of Hybrid Solar Collector Operation in Heat Supply System(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Мисак, Степан; Шаповал, Степан; Матіко, Галина; Mysak, Stepan; Shapoval, Stepan; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityЗдійснено дослідження та моделювання ефективності гібридного сонячного колектора в системі теплопостачання, що складається із двох окремих блоків, а саме теплового акумулятора та плоского сонячного колектора, з’єднаних між собою трубопроводами. Виконано аналіз та розрахунок теплових параметрів системи упродовж однієї доби, визначено оптимальні значення витрати теплоносія у сонячному колекторі та маси теплоносія в тепловому акумуляторі з метою досягнення максимальної теплової ефективності. Автори використовують програмне забезпечення SolidWorks та додаткові скрипти, запрограмовані за допомогою Python для моделювання роботи сонячного колектора та обчислення його теплової ефективності. Результати дослідження свідчать про високий потенціал гібридних сонячних колекторів для ефективного генерування і акумулювання теплової енергії як для домогосподарств, так і для малої промисловості. Результати дослідження можуть бути корисними для інженерів і вчених, які працюють у сфері альтернативних джерел енергії та енергоефективних систем.Item Investigation of ultrasonic flowmeter error in distorted flow using two-peaks Salami functions(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Матіко, Федір; Роман, Віталій; Матіко, Галина; Ялінський, Дмитро; Matiko, Fedir; Roman, Vitalii; Matiko, Halyna; Yalinskyi, Dmytro; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityНаведено результати досліджень додаткової похибки ультразвукових витратомірів (УЗВ), спричиненої спотворенням профілю швидкості потоку. Координати розташування хордових акустичних каналів (АК) обчислено для 1–6 АК за допомогою різних числових методів інтегрування: Гаусса (Гаусса – Лежандра, Гаусса – Якобі), Чебишева (рівновіддалене розміщення АК), методу Westinghouse, методу OWICS (Optimal Weighted Integration for Circular Sections). Це дало можливість реалізувати рівняння витрати багатоканального УЗВ та оцінити додаткову похибку УЗВ за різного розміщення АК. Значення середньої швидкості потоку вздовж кожного АК визначено розрахунково на основі профілю швидкості потоку в поперечному перерізі ВТ. Для обчислення профілю швидкості спотвореного потоку, сформованого типовими місцевими опорами, використано чотири двоядерні функції швидкості Саламі. За результатами дослідження додаткової похибки УЗВ в умовах спотвореного потоку розроблено рекомендації щодо вибору кількості акустичних каналів УЗВ та застосування методів визначення координат розташування акустичних каналів.Item Resources for structural optimization of gas-hydrodynamic measuring transducers(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Пістун, Євген; Матіко, Галина; Крих, Ганна; Pistun, Yevhen; Matiko, Halyna; Krykh, Hanna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПроаналізовано та обґрунтовано ресурси структурного синтезу схем газогідродинамічних дросельних перетворювачів для вимірювання фізико-механічних параметрів плинних середовищ. Такі ресурси, як: кількість дроселів у схемі та їх компонування; тип дросельних елементів; вимірювальні канали із певним типом вихідного сигналу; режим живлення вимірювального перетворювача, можуть бути інтегровані в проєктування вимірювального перетворювача конкретного параметра. Для формування можливих структур дросельних схем, зокрема, запропоновано математичний апарат на основі теорії множин та комбінаторного аналізу, для формування множини вимірювальних каналів – на основі теорії графів. Наведено приклади, які демонструють можливості побудови різних схем вимірювальних перетворювачів за допомогою розглянутих ресурсів структурного синтезу. Запропоновані ресурси є засобами структурно-параметричної оптимізації для створення газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів із оптимальними характеристиками.Item Computer-aided system for designing the thermal energy metering devices(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Матіко, Федір; Биць, Оксана; Лесовой, Леонід; Матіко, Галина; Matiko, Fedir; Byts, Oksana; Lesovoy, Leonid; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті представлено розроблену систему автоматизованого проектування (САПР) засобів вимірювання кількості теплової енергії, у складі яких застосовують витратоміри зі стандартними звужувальними пристроями потоку. Розглянуто теоретичні засади для розроблення САПР, зокрема авторські алгоритми визначення кількості теплової енергії, повна математична модель витратоміра змінного перепаду тиску, реалізована із врахуванням обмежень стандартів ДСТУ ГОСТ 8.586.1-5:2009, методи IAPWS визначення властивостей води та водяної пари, авторська методика обчислення показника адіабати водяної пари, методика оцінювання невизначеності результату вимірювання кількості теплової енергії, запропоновані авторами нові підходи щодо автоматизованого проектування систем вимірювання кількості теплової енергії. Представлено основні характеристики підсистеми введення та перевірки коректності вхідних даних. Розглянуто реалізацію вікон САПР для введення характеристик засобів вимірювань тиску, перепаду тиску, температури, що входять до складу системи вимірювання кількості теплової енергії, а також вікна введення характеристик вимірювального трубопроводу витратоміра. Представлено основи авторської методики оцінювання невизначеності кількості теплової енергії, що реалізована в САПР. Розглянуто структуру протоколу проектування системи вимірювання кількості теплової енергії.Item Technique for Evaluating the Uncertainty of Enthalpy of Water and Steam for Thermal Energy Metering Systems(Lviv Politechnic Publishing House, 2018-02-26) Матіко, Федір; Слабик, Оксана; Лесовой, Леонід; Матіко, Галина; Matiko, Fedir; Slabyk, Oksana; Lesovoy, Leonid; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті представлено аналіз існуючих методик розрахунку ентальпії води (водяної пари), за результатами якого визначено методики, які доцільно застосовувати для автоматизованого проектування систем обліку теплової енергії. Розроблено рівняння для розрахунку відносної розширеної невизначеності ентальпії води (водяної пари) із врахуванням методичної невизначеності обчислення ентальпії та невизначеностей результатів вимірювання температури та тиску води (водяної пари). Розроблено спрощені аналітичні залежності для обчислення відносних коефіцієнтів чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності результатів вимірювання тиску та температури води. Ці залежності дають можливість обчислити значення коефіцієнтів чутливості для діапазону тиску від 0 до 5 МПа та температури від 300 до 550 K. Відносні відхилення значень коефіцієнтів чутливості, отриманих за спрощеними залежностями, від значень, отриманих за рівняннями Міжнародної організації властивостей води та водяної пари (IAPWS), у вказаних діапазонах тиску та температури становлять відповідно 0,48 % (для коефіцієнта чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності тиску) і 0,56 % (для коефіцієнта чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності температури). Розроблена спрощена методика оцінювання невизначеності ентальпії води (водяної пари) може бути застосована під час оцінювання метрологічних характеристик систем вимірювання кількості теплової енергії, а також для їх автоматизованого проектування.Item Mathematical Models of Throttle Elements of Gas-hydrodynamic Measuring Transducers(Lviv Politechnic Publishing House, 2019-02-26) Пістун, Євген; Матіко, Галина; Крих, Ганна; Pistun, Yevhen; Matiko, Halyna; Krykh, Hanna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті наведено витратні характеристики дросельних елементів, які застосовують у вимірювальних схемах перетворювачів параметрів плинних середовищ. Огляд охоплює широке коло досліджень характеристик нестискуваних та стискуваних, ньютонівських та неньютонівських середовищ в умовах ламінарного, перехідного та турбулентного режиму руху в каналах різного поперечного перерізу. Розглянуто рівняння, що застосовуються для макроскопічних потоків. Наведено теоретичні рівняння для розрахунку перепаду тиску під час руху середовищ у мікроканалах та зазначено умови та діапазон їхнього застосування. Розглянуто експериментальні результати дослідження коефіцієнтів тертя для стискуваних і нестискуваних середовищ в мікроканалах різних розмірів та форми, з гладкими і шорсткими поверхнями. Отримані результати можна застосовувати для комп’ютерного дослідження статичних і метрологічних характеристик газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів конкретних фізико-механічних параметрів.Item Techniques for natural gas physical properties definition for flow rate and volume metering systems(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Matiko, Fedir; Matiko, Halyna; Roman, Vitalii; Stasiuk, Ivan; Lviv Polytechnic National UniversityThe results of researching the techniques for natural gas properties determination for flow rate and volume metering systems are presented in the paper. The necessity of developing techniques for calculating the isentropic exponent of natural gas for pressure up to 25 MPa based on a simplified set of parameters of gas composition is shown. New techniques are proposed to define isentropic exponent and dynamic viscosity based on designed analytical dependence for the calculation the pseudo-critical density of natural gas, regression equation for isentropic exponent and improved equation of Dean and Steal for calculating gas dynamic viscosity for high pressure. Techniques adequacy verification is carried out relative to the arrays of calculated values of adiabatic index and viscosity obtained from high-precise equations of gas state and relative to the experimental data of viscosity and sound speed in natural gas. The techniques errors and the range of their application are defined using the verification results. Подано результати дослідження методів визначення властивостей природного газу, необхідних для побудови систем вимірювання його витрати та кількості. Визначено необхідність розроблення методики розрахунку показника адіабати природного газу для тиску газу до 25 МПа на основі спрощеного набору параметрів складу газу. Розглянуто нові методики визначення показника адіабати та коефіцієнта динамічної в’язкості, що їх розробили автори на основі отриманої аналітичної залежності для розрахунку псевдокритичної густини природного газу, регресійного рівняння показника адіабати та удосконаленого рівняння Діна і Стила для розрахунку динамічної в’язкості природного газу за високого тиску. Перевірено адекватність методик щодо масивів розрахункових значень показника адіабати та в’язкості, отриманих на основі високоточних рівнянь стану газу, а також щодо експериментальних даних в’язкості та швидкості звуку у природному газі. За результатами перевірки визначено похибку методик та сферу їх застосування.Item Evaluation of influence of wall slip on measurement of rheological parameters by means of a hydrodynamic measuring system(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Krykh, Hanna; Matiko, Halyna; Sadovska, LyudmylaThe technique for processing the output signals of hydrodynamic measuring system of rheological parameters of non-Newtonian fluids is presented in the paper. Hydrodynamic measuring system is built on four serially connected bridge hydrodynamic converters. The paper shows that the error of determination of rheological parameters directly from the experimental flow characteristic in consistent variables is considerable if the non-Newtonian fluid has the effect of wall slip on measuring surfaces of sensors of bridge transducers. The technique for processing the output signals of the measuring system enables to detect the wall slip and to correct the values of fluid flow-rate in each bridge hydrodynamic converter using the values of the wall slip coefficient. Corrected flow characteristic is the basis for the determination of rheological parameters of controlled fluid. The influence of wall slip on the evaluation of rheological model of non-Newtonian fluid and results of measurement of its parameters are analyzed in the paper. It is shown that taking into account the effect of wall slip significantly improves measuring accuracy of rheological parameters. Розглянуто методику опрацювання вихідних сигналів гідродинамічної вимірювальної системи реологічних параметрів неньютонівських рідин. Гідродинамічна вимірювальна система побудована на базі чотирьох послідовно з’єднаних мостових гідродинамічних перетворювачів. У статті показано, що якщо неньютонівська рідина виявляє ефект пристінного ковзання на вимірювальних поверхнях чутливих елементів мостових перетворювачів, то похибки визначення реологічних параметрів безпосередньо за експериментальною витратною характеристикою у консистентних змінних будуть досить значними. Методика опрацювання вихідних сигналів вимірювальної системи дає змогу виявити наявність пристінного ковзання та скорегувати значення витрати рідини у кожному мостовому гідродинамічному перетворювачі, за допомогою знайдених значень коефіцієнта пристінного ковзання. Скорегована витратна характеристика є основою для визначення реологічних параметрів контрольованої рідини. Проаналізований вплив ефекту пристінного ковзання на встановлення реологічної моделі неньютонівської рідини та результати вимірювання її параметрів. Показано, що врахування ефекту пристінного ковзання істотно підвищує точність вимірювання реологічних параметрів.Item Gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture for industrial application(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Matiko, Halyna; Pistun, YevhenMathematical model of gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture built on bridge throttle scheme using laminar-turbulent and turbulent-laminar throttle dividers is developed in the paper. The developed analyzer has twice higher sensitivity than any of these dividers. The authors developed the algorithms for calculation the constructive parameters of gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture to provide optimal sensitivity of the throttle bridge scheme. The types of throttle elements have been selected, their dimensions have been calculated, technical means for realization of gas analyzer scheme have been proposed. The authors developed a principal scheme of the gas analyzer of nitrogen-hydrogen mixture and calculated its static characteristic. The influence of uninformative parameters such as temperature and pressure of nitrogen-hydrogen mixture on output signal of analyzer is analyzed and measures for their stabilization are proposed. The authors also proposed tasks for the experimental investigation of the developed gas-dynamic analyzer. Розроблено математичну модель газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші на базі мостової дросельної схеми із ламінарно-турбулентним та турбулентно-ламінарним подільниками. Встановлено, що чутливість такого аналізатора є вдвічі вищою, аніж під час застосування будь-якого одного з цих подільників. Розроблено алгоритми для розрахунку конструктивних параметрів оптимального за чутливістю газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші, виконаного на базі мостової дросельної схеми. Вибрано типи дросельних елементів мостової схеми та розраховано їх конструктивні розміри та запропоновано технічні засоби для реалізації схеми газоаналізатора. Запропоновано принципову схему газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші на мостовій дросельній схемі та наведено його розрахункову статичну характеристику. Проаналізовано вплив неінформативних параметрів, а саме температури і тиску азотоводневої суміші на вихідний сигнал газодинамічного аналізатора та запропоновано заходи щодо їх стабілізації. Сформульовано завдання для експериментального дослідження розробленого газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші.