No abstract

Об'єктом дослідження є газодинамічні вихрові процеси у гетерогенних полідисперсних потоках. Одним з найбільш проблемних питань є визначення аеродинамічних характеристик компонент гетерогенного полідисперсного середовища, які необхідні для створення математичної моделі процесу сепарування. В ході дослідження використовувалися методи математичного моделювання на підставі теорії подібності. Розроблено методику оцінки аеродинамічних параметрів компонент суміші, на підставі якої складено ряд аеродинамічної подібності. Отримано коефіцієнти піднімальної сили, аеродинамічного опору, бічної сили, повздовжнього, поперечного та обертального моментів складових зернової суміші. Це необхідно для теоретичних досліджень газодинамічних процесів у вихрових сепараторах при нестаціонарній тривимірній течії з перемінними густиною потоку, концентрацією та витратою складових сепарованої суміші та несомої фракції. Отримано вібраційний критерій Рейнольдса, на підставі якого визначаються траєкторії й енергія вихрового руху окремих компонент та ступінь поділу гетерогенних сумішей. Це дозволило удосконалити математичну модель процесу розподілу гетерогенних полідисперсних сумішей у запропонованих енергозберігаючих вихрових сепараторах. Отримані результати дали підставу для удосконалення загальної теорії гетерогенних вихрових потоків уведенням критерію зовнішнього збурення, який враховує опір вихрового силового поля та амплітудно-частотний енергетичний рівень. Завдяки цьому забезпечується можливість оцінки впливу будь-якого аргументу на шукану функцію. Результати досліджень дозволили автоматизувати аналіз характеристик процесу й порівняння їх по параметрах з експериментальними даними. А також оцінити відповідність динамічних, кінематичних і газодинамічних функцій, розрахованих по заданих геометричних параметрах вихрових апаратів з функціями, отриманими за усередненими значеннями. Ці дані дозволили відпрацювати діапазон варіацій параметрів геометричного оформлення вихрових апаратів по зонах, параметрах на вході, виході та ступенях сепарації, мінімізувати кількість виготовлених лабораторних і напівпромислових вихрових апаратів і уніфікувати ряд вузлів. У порівнянні з аналогічними відомими сепараторами запропоновані вихрові апарати забезпечують зменшення затрат на підготовку сировини у зерноперероблювальній галузі у десятки разів внаслідок усунення рухливих робочих деталей, вузлів і сит. Ключові слова: аеродинамічні параметри, вихровий сепаратор, гетерогенна суміш, швидкість перерозподілу, коефіцієнт опору.

The object of research is gas-dynamic vortex processes in heterogeneous polydisperse flows. One of the most problematic issues in engine building is the completeness of combustion and the rate of fuel burnout in the given coordinates on the allotted hourly interval in the combustion chamber. These indicators, in turn, determine stringent requirements for used fuels in terms of thermophysical parameters that affect sawing, evaporation and mixing with an oxidizer. In the course of the study, methods of mathematical modeling were used based on the theory of similarity. Methods have been developed for preparing a combustible mixture for detonation-free combustion of a cheap alternative fuel. A method for assessing the quality of spraying low cetane fuel is proposed. A mathematical model is obtained for calculating the change in the parameters of the quality of atomization and the differential characteristics of fuel injection. This is necessary for theoretical studies of gas-dynamic processes in additional power systems for diesel engines in an unsteady three-dimensional flow with variable parameters of a polydisperse flow of a combustible mixture. It has been proven that with a decrease in the camshaft rotational speed, the injection speed will be insufficient to achieve the required spray quality due to a decrease in the speed. This made it possible to redesign the additional system using a separate dual fuel supply. Research samples of an additional power supply system for the ЯМЗ–24 ОН diesel engine (Yaroslavl Motor Plant, Russia) have been developed. Comparative tests of the engine operation on stable gas condensate with the main fuel equipment and an additional system have been carried out. Oscillograms of the tests were obtained and analyzed. The research results provided the basis for the use of low cetane cheap gas condensate in diesel engines. This will improve the economic, power and environmental performance of the engines. Compared to standard cetane fuels, the price of fuel will decrease by 40 %, engine power will increase by 20 %, and the environmental performance of exhaust gases will decrease by 10–30 %.

Experimental studies are presented and the dependence of the change in the strength of the material of a pressure head fire hose of type T with an inner diameter of 77 mm in the longitudinal direction is established, taking into account single damages. The work describes the plan of the experiment and carried out a number of field experiments to determine the effect of the length ld and the depth K damage on the strength F of the hose material, that is, obtaining the dependence F=f (ld, K). A mathematical method of experiment planning was used and a plan was drawn up for a complete multivariate experiment of type 2k with an acceptable model accuracy of 5 %. The limits of variation of the factors are set taking into account a priori information, experimental capabilities and on the basis of the results of preliminary search experiments. The dependence in the coded and natural values of the factors is obtained. The reliability of the relationship was checked using the Fisher test, the calculated value of which was 5.98, which confirms the adequacy of the described process with a probability of 95 %. Analyzing experimental studies of the dependence of the change in the strength of the hose material on the length and depth of damage, it can be said that the change in the strength of the hose almost linearly depends on the specified damage parameters. It is found that with increasing damage, the strength of the hose material significantly decreases. When varying the length factor and the greatest depth of damage, K=0.4 mm, the strength of the hose material decreases from 11.67 kN to 8.77 kN, and in percentage terms by 25 %. The results obtained can be used in practical units of emergency rescue teams, when diagnosing hidden damage in pressure head fire hoses in order to prevent their failure in case of fires