Електронний архів Науково-технічної бібліотеки
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2
Browse
17 results
Search Results
Item Processes of Heat and Mass Transfer during Drying of Red Beetroot(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Петрова, Жанна; Самойленко, Катерина; Вишневський, Віталій; Petrova, Zhanna; Samoilenko, Kateryna; Vishnevsky, Vitaly; Інститут технічної теплофізики НАН України; Institute of Engineering Thermophysics of NAS of UkraineОсновною сировиною, яка має високий вміст бетаніну з антиоксидантними властивостями, є червоний столовий буряк. Важливим акцентом при переробці антиоксидантної сировини методом сушіння є зниження енергозатрат на процес зневоднення, максимальне збереження біологічно активних речовин та зниження собівартості кінцевого продукту. Сушіння – це складний і енергоємний процес. Тому для оптимізації витрат енергії при сушінні та підбору раціональних режимів зневоднення необхідно застосовувати розрахунковий аналіз тепломасообміну на основі адекватних математичних моделей. Застосування математичної моделі тепломасопереносу А. В. Ликова дало можливість побудувати відповідний чисельний алгоритм для моделювання цього процесу, виконати чисельні дослідження процесу конвективного сушіння столового буряка. Розрахункові та експериментальні результати порівнюються. Загалом порівняння результатів чисельного моделювання процесів конвекційного сушіння зразка столового буряка з експериментальними результатами показало їхнє достатньо задовільне якісне узгодження. Розрахункову модель можна використовувати для наближеного визначення характеристик процесу сушіння столового буряка, зокрема часу, необхідного для сушіння. Отримані результати калориметричних досліджень дозволяють стверджувати, що за правильно підібраних композицій вони не лише стабілізують компоненти нативної сировини, а й відбувається інтенсифікація процесу сушіння із зменшенням енерговитрат на процес.Item Сумісний процес фільтрування та сушіння дисперсних матеріалів(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Цюра, Надія Ярославівна; Ханик, Ярослав Миколайович; Національний університет "Львівська політехніка"; Соколовський, Ярослав Іванович; Новохат, Олег АнатолійовичДисертаційна робота присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів, зокрема Fe(II) сульфат гептагідрату, відпрацьованого деревного борошна й залізоокисного пігменту з метою проектування енергоощадного обладнання. Встановлені основні фізико-механічні характеристики стаціонарного шару досліджуваних матеріалів, а саме: насипна густина, пористість, питома поверхня, еквівалентний діаметр каналів, крізь якіфільтрується тепловий агент, усереднений діаметр частинок. На основі узагальнення результатів досліджень гідродинаміки запропоновані рівняння для встановлення гідравлічного опору стаціонарного шару за різних параметрів теплового агенту, які можуть бути використані на етапі проектування нового сушильного обладнання. Експериментальним шляхом досліджений теплообмін під час фільтраційного сушіння й запропоновані критеріальні залежності у вигляді безрозмірних комплексів для визначення коефіцієнтів тепловіддачі від теплового агенту до шару Fe(II) сульфат гептагідрату. Встановлений характер впливу висоти стаціонарного шару Fe (II) сульфат гептагідрату, відпрацьованого деревного борошна й залізоокисного пігменту, а також температури теплового агенту й швидкості фільтрування на інтенсивність фільтраційного сушіння та запропоновані розрахункові залежності для прогнозування процесу висушування вказаних матеріалів в періодах повного та часткового насичення теплового агенту вологою. Розроблена схема сушильної установки для зневоднення дисперсних матеріалів в стаціонарному шарі шляхом профільтровування теплового агенту крізь пористу структуру, на яку отриманий патент України на винахід. Наведена методика розрахунку та проведені технологічні обчислення, які дали змогу розрахувати основні розміри сушарки та встановити параметри процесу фільтраційного сушіння. The work deals with the filtration method for drying Fe (II) sulfate of heptahydrate, the exhausted wood flour and iron oxide pigment. This method is elected as the most effective according to the critical analysis of literature data. The work is dedicated to the theoretical and experimental researches of filtration drying of dispersed materials, in particular Fe (II) sulfate of heptahydrate, the exhausted wood flour and iron oxide pigment for the purpose of designing of the energy saving equipment. The basic physical and mechanical characteristics of the stationary layer of the studied materials are determined, such as: bulk density, porosity, specific surface area, averaging of particles size, equivalent diameter of the channels through which the heat agent is filtered. On the basis of obtained experimental data of hydrodynamics research, the equations for establishing the hydraulic resistance of the stationary layer at variable parameters of the heat agent are proposed. Heat transfer during filtration drying is investigated experimentally and criterion dependences in the form of dimensionless complexes for determination of heat transfer coefficients from heat agent to Fe (II) sulfate heptahydrate layer are proposed. The nature of the influence of the height of the stationary layer of Fe (II) sulfate heptahydrate, exhausted wood flour and iron oxide pigment, as well as the temperature of the heat agent and filtration rate on the intensity of filtration drying and the proposed dependences for predicting the drying process of these materials. The basic scheme of the drying installation for dehydration of dispersed materials, a technique of its calculation are developed and the basic technological calculations are carried out. The patent of Ukraine for the invention has protected the plant.Item Тепломасообмін у вентильованих шарах огороджуючих конструкцій будинків і споруд(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Лимаренко, Олексій Миколайович; Павленко, Анатолій Михайлович; Національний університет "Львівська політехніка"; Ганжа, Антон Миколайович; Кравець, Тарас ЮрійовичДисертація присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню процесів тепломасообміну, що відбуваються в огороджуючих конструкціях будинків та споруд, а саме: дослідженню процесів нагрівання, елементів вентильованих каналів; визначенню втрат тепла в цих елементах; обґрунтуванню вибору способу теплового захисту огороджуючих конструкцій; розробці математичних моделей процесу теплообміну та методики визначення основних технологічних параметрів; розробці перспективних технологій теплового захисту будівель та енергетичного обладнання; розробці комплексної методики теплового захисту та енергозберігання будинків і споруд. Експериментально досліджені процеси теплообміну та вологопроникнення в різних огороджуючих конструкціях, як в натурних об’єктах, так і на спеціально створених лабораторних стендах. Розроблена експериментальна установка, яка дозволила визначити основні закономірності теплопередачі у вертикальних вентильованих каналах, на основі яких отримані дані, що дозволяють здійснити оцінку теплообмінних характеристик цих каналів, необхідних для технологічних розрахунків. Створена комплексна математична модель тепловологісного режиму будівлі, а також методика керування енергозабезпеченням будинків, що дає можливість визначити основні енергетичні характеристики. The thesis is devoted to theoretical and experimental research of heat and mass transfer processes occurring in the protective structures of buildings and constructions, namely: the study of heating processes, elements of ventilated channels; determination of heat loss in these elements; justification of the choice of the method of thermal protection of enclosing structures; development of mathematical models of the heat transfer process and methods for determining the basic technological parameters; development of promising technologies for thermal protection of buildings and power equipment; the development of an integrated method of thermal protection and energy saving of buildings and structures. The processes of heat transfer and moisture penetration in various enclosing structures, both in real locations and specially created laboratory stands, have been experimentally studied. An experimental facility has been developed, which allowed defining the basic laws of heat transfer in vertical ventilated channels, on the basis of which data were obtained that allowed assessment of the heat transfer characteristics of these channels, necessary for technological calculations. A complex mathematical model of the heat-moisture regime of the building was created, as well as the method of managing the energy supply of houses, which makes it possible to determine the main energy characteristics.Item Математичне моделювання деформаційних і тепломасо-обмінних процесів у середовищах з фрактальною структурою(Національний лісотехнічний університет України, 2019) Левкович, Марˈяна Володимирівна; Соколовський, Ярослав Іванович; Національний лісотехнічний університет України; Костробій, Петро Петрович; Михальов, Олександр ІллічДисертацію присвячено вирішенню актуального наукового завдання підвищення ефективності математичного моделювання процесів тепломасоперенесення та в‟язко-пружного деформування капілярно-пористих матеріалів, зокрема деревини, з врахуванням ефекту «пам‟яті» та самоорганізації у процесі сушіння для забезпечення відповідної якості висушуваного матеріалу, розроблення нових композитних матеріалів на основі деревини. Розроблено різницеві схеми для апроксимації математичних моделей процесів тепло-масоперенесення та в‟язко-пружного деформування у двовимірній області з урахуванням еридитарності та самоорганізації капілярно-пористих матеріалів під час сушіння. Адаптовано метод розщеплення двовимірних ядер повзучості для дробово-диференціальних реологічних моделей та здійснено ідентифікацію фрактальних параметрів моделей. Встановлено закономірності процесів тепловологоперенесення та в‟язкопружного деформування деревини з фрактальною структурою під час сушіння. Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи повышения эффективности математического моделирования процессов тепломассопереноса и вязкоупругой деформации капиллярно-пористых материалов, в частности древесины, с учетом эффекта «памяти» и самоорганизации в процессе сушки для обеспечения соответствующего качества высушиваемого материала, разработки новых композитных материалов на основе древесины. Разработано разностные схемы для аппроксимации математических моделей процессов тепломассопереноса и вязкоупругой деформации в двумерной области с учетом еридитарности и самоорганизации капиллярно-пористых материалов при сушке. Адаптирован метод расщепления двумерных ядер ползучести для дробно-дифференциальных реологических моделей и осуществлена идентификация фрактальных параметров моделей. Установлены закономерности процессов тепловлагопереноса и вязкоупругого деформирования древесины с фрактальной структурой при сушке. The dissertation is devoted to solving the actual scientific task of increasing the efficiency of mathematical modeling of heat and mass transfer processes and visco-elastic deformation of capillary-porous materials, in particular wood, taking into account the effect of "memory" and self-organization in the drying process to provide appropriate quality of dried material, the development of new composite materials based on wood. Based on a non-integral integro-differential apparatus the mathematical models of deformation and heat exchange processes in environments with fractal structure are constructed. Difference schemes are developed for approximation of mathematical models of processes of heat and mass transfer and visco-elastic deformation in a two-dimensional area taking into account the erydity and self-organization of capillary-porous materials during drying. The stability conditions for the system of difference schemes are established and the algorithm of their numerical solution is developed. Using the Laplace method, obtained the analytical dependence between the components of deformations and the stresses of fractional-differential rheological models. The method of decoupling of two-dimensional creep nuclei for fractional-differential rheological models is adapted, which made it possible to determine the shear nuclei and velocity of volumetric wood creep during drying. The algorithm of identification of fractal parameters of models is developed, which is based on the use of the iterative method and co-ordinate descent. The regularities of the processes of heat-moisture transfer and visco-elastic deformation of wood with fractal structure during drying are determined, depending on the change of fractional-differential parameters of models, the initial value of humidity and temperature, the parameters of the drying agent, the rheological and thermophysical characteristics of the material, the direction of anisotropy, the rock for the period steady and falling drying speed. Verification and validation of the obtained results were executed by comparison with experimental data and results of other researchers.Item Processes of heat and mass transfer in gas and heat protective suit with ice-water cold-storage accumulators(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Гаврилко, О. А.; Білінський, Б. О.; Дендаренко, Ю. Ю.; Havrylko, A.; Bilinskiy, B.; Dendarenko, Y.; Національний університет “Львівська політехніка”; ЧІПБ ім. Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України (м. Черкаси); Lviv Polytechnic National University; Chernobyl Heroes of the National University, of Civil Defense of CherkassyНаведено математичну модель процесів тепломасоперенесення в системі „навколишнє середовище–захисний одяг–людина”, що враховує одночасне проникнення з навколишнього середовища теплоти і отруйних хімічних речовин до багатошарової оболонки одягу з повітряними прошарками, на підставі результатів якої обґрунтовано параметри газотеплозахисного костюму. Це зумовлено тим, що під час ведення аварійно-рятувальних робіт підрозділами пожежо-рятувальної і гірничорятувальної служб на підприємствах вугільної, хімічної, нафтопереробної та металургійної промисловостей народного господарства виникають несприятливі мікрокліматичні умови (висока температура, вологість повітря, задимленість, загазованість довкілля). Так, під час пожежогасіння або ведення гірничорятувальних робіт виникали ситуації, коли до шахт проникали отруйні хімічні речовини: хлорбензол, ацетон, бензол, сірчана кислота тощо. У результаті багато пожежників-рятувальників або гірничорятувальників отримували отруєння і теплові ураження (температура повітря сягала понад 40 °С), причому використання рятувальниками кращих у світовій практиці газозахисних костюмів виявилося неефективним.Item Математичне моделювання просторового тепломасоперенесення в анізотропних капілярно-пористих матеріалах(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Соколовський, Я.; Герасимчук, О.Сформульовано тривимірну математичну модель неізотермічного вологоперенесення у капілярно-пористих матеріалах з врахуванням анізотропії теплофізичних властивостей. Побудовано алгоритм методу скінченних елементів для реалізації математичної моделі зв’язаного тепломасоперенесення. У рамках об’єктно-орієнтованого підходу розроблено прикладне програмне забезпечення для чисельної реалізації та аналізу математичної моделі. Створений графічний інтерфейс дозволяє автоматизу- вати процес скінченно-елементного розбиття 3D-області та прогнозувати динаміку просторових полів тепловологоперенесення. We have formulated a three-dimensional mathematical model of non-isothermal moisture transfer in capillary-porous materials taking into account the anisotropy of thermal properties. The algorithm of finite element method for implementing a mathematical model linked isothermal heat and mass transfer is constructed. Within object-oriented approach software for numerical implementation and analysis of mathematical models is developed. Created GUI automates the process of finite-element splitting 3D-area and predicts the dynamics of temperature and humidity fields.Item Математичне моделювання процесів конвективно-дифузіфного тепломасоперенесення в пористих та мікропористих середовищах методами теорії збурень(Рівненський державний гуманітарний університет, 2016) Присяжнюк, Олена ВікторівнаДисертація присвячена математичному моделюванню процесів конвективно-дифузійного масоперенесення з врахуванням масообміну та температурного режиму в пористих та мікропористих середовищах та розвитку методів теорії збурень розв‘язання відповідних нелінійних сингулярно збурених задач. Розроблено підхід до моделювання сингулярно збурених процесів масоперенесення розчинних речовин в одно- та багатошарових мікропористих середовищах, розвинено метод асимптотичного наближення розв‘язків відповідних крайових задач та проведено числові експерименти, результати яких засвідчують високу ефективність запропонованих моделей та належну точність побудованих асимптотичних розкладів. Запропонований підхід узагальнено на випадок моделювання неізотермічного сингулярно збуреного процесу багатокомпонентного масоперенесення за умови протікання хімічної реакції між розчинними речовинами в пористих і мікропористих середовищах та знайдено наближені розв‘язки відповідних крайових задач. На основі отриманих алгоритмів створено програмні засоби комп‘ютерної реалізації для розрахунку часово-просторових розподілів концентрацій забруднюючих речовин. Диссертация посвящена математическому моделированию процессов конвективно-диффузионного массопереноса с учетом массообмена и температурного режима в пористых и микропористых средах и развитию методов теории возмущений решения соответствующих нелинейных сингулярно возмущенных задач. Разработан подход к моделированию сингулярно возмущенных процессов массопереноса растворимых веществ в одно- и многослойных микропористых средах, предложен метод асимптотического приближения решений соответствующих краевых задач и проведены числовые эксперименты, результаты которых подтверждают высокую эффективность предложенных моделей и надлежащую точность построенных асимптотических приближений. Предложенный подход обобщен на случай моделирования неизотермического сингулярно возмущенного процесса многокомпонентного массопереноса при протекании химической реакции между растворимыми веществами в пористых и микропористых средах и найдены приближенные решения соответствующих краевых задач. На основе полученных алгоритмов созданы программные средства компьютерной реализации для расчета временно-пространственных распределений концентраций загрязняющих веществ. The thesis is devoted to mathematical modeling of processes of convection-diffusion mass transfer with regard of mass exchange and temperature mode in porous and microporous media and development of the methods of perturbation theory solving relevant nonlinear singularly perturbed problems. A new mathematical model of convection-diffusion heat-mass transfer of soluble substances with regard to mass exchange generated by the chemical reaction between pollutants provided the domination of one component of the process over the other is formed. That enabled by taking into account (using perturbation) the impact of mass transfer components and process temperature conditions to clarify the dynamics of concentration distribution of individual multi-component mixtures. The approach to modeling of singularly perturbed process of mass transfer of soluble substances in mono- and multilayer microporous media is developed, the algorithm of asymptotic expansions of solutions of the corresponding boundary problems is built and numerical experiments whose results confirm the high efficiency of the proposed models and appropriate precision built asymptotic approximations is conducted. Based on the proposed methodology for modeling of mass transfer process in microporous media a numerical identification of small parameters of diffuse and mass exchange was conducted. The new mathematical model of unisothermal singularly perturbed multicomponent mass transfer process on condition of chemical reaction between soluble substances in porous and microporous media is constructed. Approximate solutions of the relevant systems of differential equations in partial derivatives containing small parameters in some states found. Based on the algorithm, software for calculation of time-space distributions of concentrations of pollutants were created. Analysis of the obtained results showed a significant influence adsorption and reactions, despite the fact that they are small compared to convection.Item Mathematical simulation of hight-temperature drying of wood(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Sokolovskyy, Ya.; Zdolbytskyy, A.; Krishtapovich, V.; Mokrytska, O.Здійснено математичне моделювання процесів тепломасоперенесення і в’язко- пружного деформування у гігроскопічних капілярно-пористих матеріалах зі змінними анізотропними тепломеханічними характеристиками, що має важливе значення для раціонального вибору та обґрунтування енергозбережних технологій високотемпе-ратурного сушіння деревини за умови забезпечення необхідної якості продукції. Зреалізовано сформульовану математичну модель деформування деревини під час сушіння, яка дає змогу визначити двовимірний напружено-деформівний стан в умовах дифузійно-фільтраційного тепловологовологоперенесення, методом скінченних елементів. Побудовано алгоритм методу скінченних елементів для дослідження двовимірного анізотропного напружено-деформівного стану під час сушіння капілярно-пористих матеріалів у в’язкопружній області деформування. У результаті обчислювальних експериментів встановлено закономірності впливу анізотропії теплофізичних та механічних характеристик деревини, її початкової вологості, геометричних параметрів і характеристик агента сушіння на зміну двовимірного температурно-вологісного та в’язко-пружного стану деревини під час конвективного сушіння. The article implemented mathematical modelling of processes of heat-mass-transfer and viscous-elastic deformation in in hygroscopic capillary-porous materials with variable anisotropic heat and mechanics characteristics what is of importance for the rational choice and substantiation of energy conservative technologies of timber drying under the conditions of necessary qualitative production providing. There has been implemented the formulated mathematical model of timber deformation during the drying process which enables to identify two-dimensional intense-deforming state under the conditions of diffusion-filtration heat and moisture transfer of the finite elements method. This method has been developed for the research of the two-dimensional anisotropic intense-deforming state during the capillaryporous materials drying process in an viscous-elastic area of deformation. As a result of calculable experiments regularity of anisotropy influence of thermo-physical and mechanical descriptions of wood were set it initial humidity on changing of two-dimensional temperaturehumidity and viscous-elastic state of wood during the convective drying.Item Математичне моделювання конвективного процесу сушіння деревини з урахуванням границь фазових переходів(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Борецька, І.; Соколовський, Я.Наведено математичну модель тепломасоперенесення у капілярно-пористих тілах для сушіння з урахуванням руху зони випаровування. Отримано аналітичні розв’язки нелінійних задач тепломасоперенесення для нестаціонарних режимів сушіння. Досліджено вплив тривалості етапів режимів сушіння на температуру фазового переходу в деревині. The mathematical model of heat and mass transfer in capillary-porous bodies for drying with taking into account the zone of evaporation movement is given in the work. The analytical solutions of nonlinear problems of heat and mass transfer for unsteady regimes of drying are received. The effect of duration of drying regimes on the temperature of phase transition in wood is investigated.Item Моделювання тепло-масообмінних процесів під час фільтраційного сушіння струганого березового шпону(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Кіндзера, Д. П.; Атаманюк, В. М.; Микичак, Б. М.; Уткіна, О. В.Запропоновано процес фільтраційного сушіння березового шпону у пакеті. Експериментально визначені коефіцієнти тепло- та масопередачі залежно відшвидкості руху теплового агента представлені у формі критеріальних рівнянь. Визначений коефіцієнт внутрішньої дифузії вологи із листівшпону та встановлена його залежність від температури. A process of filtration drying of packed birch veneer is proposed. Experimentally determined heat-and-mass transfer coefficients depending on the speed of the thermal agent and presented in the form of criterial equations. Coefficient of internal diffusion of moisture from veneer sheets is determined and set its dependence on temperature.