https://repository.utm.md/handle/5014/28510 2026-05-30T21:47:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/36350 Energy-efficient technologies of plant raw material extraction BURDO, O. G.; TERZIEV, S. G.; DIDUKH, G. V.; SIROTYUK, I. V.; MOLCHANOV, M. Yu.; ZAPOROZHETS, D. O. The aim of this work is to create the scientific foundations of microwave extractors implementing the effect of mechanodiffusion discovered by the authors, as well as visual, kinetic, and energy substantiation of the fundamentals of mechanodiffusion, and optimization of the operating parameters of this process. To achieve this aim, a concept of innovative extractors has been formulated - sequential reduction of the extractant layer on the surface of the solid phase. Comprehensive experimental studies have been conducted, and the time of rational energy use has been determined. A model is presented that makes it possible to determine the operating mode of the extractor depending on the specific power of the generators. A methodology for the calculation and optimization of microwave extractors with the objective function of minimum energy consumption is presented. An example of estimating energy overconsumption is given. A scientific and technical hypothesis for the creation of innovative extractors that would solve traditional problems is formulated. The most significant result of the work is that the foundations for the design and optimization of energy-efficient continuous microwave extractors have been created, making it possible to obtain polyextracts in a single apparatus. The significance of the work lies in the development of mechanodiffusion theoretical foundations and the proposal of engineering methods for optimization of microwave extractors. The result is an electrodynamic extractor that could be of commercial interest in the cognac industry.; Scopul lucrăriieste de a crea bazele științifice ale extractoarelor cu microunde care implementează efectul mecanodifuziei descoperit de autori, precum și fundamentarea vizuală, cinetică și energetică a principiilor fundamentale ale mecanodifuziei și optimizarea parametrilor de funcționare ai acestui proces.Pentru a atinge acest scop, a fost formulat un concept de extractoare inovatoare -reducerea secvențială a stratului de extractant la suprafața fazei solide.Au fost efectuate studii experimentale cuprinzătoare și a fost determinat timpul de utilizare rațională a energiei.Este prezentat un model care permite determinarea modului de funcționare al extractorului în funcție de putereaspecifică a generatoarelor.Ometodologie pentru calculul și optimizarea extractoarelor cu microunde cu funcția obiectiv de consum minim de energieeste prezentată.Un exemplu de estimare a supraconsumului de energieeste dat.Este formulată o ipoteză științifică și tehnică pentru crearea de extractoare inovatoare care ar rezolva problemele tradiționale.Cel mai semnificativ rezultat al lucrării este crearea bazelor pentru proiectarea și optimizarea extractoarelor continue cu microunde eficiente din punct de vedere energetic, făcând posibilă obținerea de poliextracte într-un singur aparat.Importanța lucrării constă în dezvoltarea fundamentelor teoretice ale mecanodifuziei și propunerea unor metode inginerești pentru optimizarea extractoarelor cu microunde.Astfel, a fost creat un extractor electrodinamic care poate prezenta interes comercial în contextul producției de coniac.; Проведен анализ процессов экстрагирования в пищевых и фармацевтических технологиях. Определены ключевые проблемы экстрагирования: низкая интенсивность процессов тепломассопереноса, продолжительность, сложность получения полиэкстрактов. Анализируется мировой опыт исследований технологий экстрагирования на базе генераторов энергии микроволнового диапазона. Показано, что научный интерес к микроволновым экстракторам динамично растет. Однако, в доступной литературе не обнаружены примеры испытаний микроволновых экстракторов в условиях производства. Отсутствуют методы их инженерного расчета и оптимизации. Целью работы является создание научных основ микроволновых экстракторов, реализующих открытый авторами эффект механодиффузии, визуальные, кинетические и энергетические обоснования основ механодиффузии, оптимизация режимных параметров этого процесса. Для достижения поставленной цели сформулирована концепция инновационных экстракторов—последовательное уменьшение слоя экстрагента на поверхности твердой фазы. Проведены комплексные экспериментальные исследования и установлено время целесообразного использования энергии. Целевой функцией принято минимум энергетических затрат. Приведена модель, которая позволяет определить режим работы экстрактора в зависимости от приведенной мощности генераторов. Дана методика расчета и оптимизации микроволновых экстракторов с целевой функцией минимум энергетических затрат. Приведен пример оценки перерасхода энергии. Сформулирована научно-техническая гипотеза создания инновационных экстракторов, которые решали бы традиционные проблемы. Приведена эволюция разработанных микроволновых экстракторов: объемного, пленочного и циркуляционного типов. Наиболее существенным результатом работы является то, что созданы основы проектирования и оптимизации энергоэффективных микроволновых экстракторов непрерывного действия, позволяющий в одном аппарате получать полиэкстракты. Значимость работы заключается в том, что получили развитие теоретические основы механодиффузии, предложены инженерные методы оптимизации микроволновых экстракторов. В результате создан электродинамический экстрактор, который может представлять коммерческий интересв условиях коньячного производства. 2026-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/36349 Prevention of boiler cold end corrosion using water-fuel emulsions DYMO, B. V.; KOLBASENKO, O. V.; ANASTASENKO, S. M. The objective of this study is to enhance the energy efficiency and environmental safety of boiler plants and engines equipped with waste heat recovery boilers. This objective is achieved by utilizing water-fuel emulsions as fuel for these boilers and engines. Using an experimental setup configured for the preparation and combustion of both standard fuels and water-fuel emulsions, the influence of the quality and composition of these emulsions on corrosion processes affecting heat exchange surfaces was investigated. The studies were conducted using emulsions with a water content ranging from 2% to 30%, fuels with a sulfur content of 0.98% to 2%, and an excess air ratio of 1.01 to 1.5, covering a tube wall temperature range of 70°C to 150°C. The most significant outcome of this study is the data demonstrating the absence of a corrosion peak and a substantial reduction in the corrosion penetration rate to acceptable levels (0.2...0.3 mm/year) when using emulsions with a 30% water content across a broad range of excess air ratios (1.01-1.15). Under these operating conditions, a passivation effect was also observed on the surfaces of the carbon steel boiler tubes. The significance of this research lies in the fact that the technology prevents or mitigates low-temperature corrosion on heat exchange surfaces, thereby enabling increased heat recovery from flue gases in boiler systems. For waste heat boilers in marine diesel engines, the heat recovery efficiency increases by 10-15%, as the exhaust gas temperature decreases from the design range of 160-180°C to values of 130-150°C.; Obiectivul acestui studiu este de a îmbunătăți eficiența energetică și siguranța mediului înconjurător a centralelor termice și a motoarelor echipate cu cazane de recuperare a căldurii reziduale. Acest obiectiv este atins prin utilizarea emulsiilor apă-combustibil drept combustibil pentru aceste cazane și motoare. Folosind o configurație experimentală configurată pentru prepararea și arderea atât a combustibililor standard, cât și a emulsiilor apă-combustibil, a fost investigată influența calității și compoziției acestor emulsii asupra proceselor de coroziune care afectează suprafețele de schimbde căldură. Studiile au fost efectuate utilizând emulsii cu un conținut de apă cuprins între 2% și 30%, combustibili cu un conținut de sulf cuprins între 0.98% și 2% și un raport de exces de aer de 1,01 până la 1,5, acoperind un interval de temperatură alpereților tubului de la 70°C la 150°C. Cel mai semnificativ rezultat al acestui studiu îl reprezintă datele care demonstrează absența unui vârf de coroziune și o reducere substanțială a ratei de penetrare a coroziunii la niveluri acceptabile (0.2...0.3 mm/an) atunci când se utilizează emulsii cu un conținut de apă de 30% pe o gamă largă de rapoarte de exces de aer (1.01–1.15). În aceste condiții de funcționare, s-a observat și un efect de pasivizare pe suprafețele tuburilor din oțel carbon ale cazanelor. Semnificația acestei cercetări constă în faptul că tehnologia previne sau atenuează coroziunea la temperatură scăzută pe suprafețele de schimb de căldură, permițând astfel o recuperare crescută a căldurii din gazele de ardere din sistemele de cazane. Pentrucazanele de căldură reziduală din motoarele diesel marine, eficiența recuperării căldurii crește cu 10-15%, pe măsură ce temperatura gazelor de evacuare scade de la intervalul de proiectare de 160-180°C la valori de 130-150°C.; Целью работы является повышение энергетической эффективности и экологической безопасности котельных установок и двигателей, оборудованных утилизационными котлами. Поставленная цель достигается применением в качестве топлива котлов и двигателей водотопливных эмульсий. На экспериментальном стенде, оборудованном для приготовления и сжигания стандартных топлив и водотопливных эмульсий, изучено влияние качества и состава водотопливных эмульсий на коррозионные процессы поверхностей теплообмена. Исследования выполнены при использовании эмульсий водосодержанием 2...30%, степени сернистости топлива 0.98...2%, и коэффициенте избытка воздуха 1.01...1.5 в широком диапазоне температур стенок труб от 70 до 150°С, включая и конденсационный режим процесса ниже температуры точки росы. Наиболее важным результатом работы являются полученные данные об отсутствии пика коррозии и существенном снижении скорости проникновения коррозии до допустимых значений 0.2...0.3 мм/год при водосодержании эмульсии 30% в широком диапазоне значений коэффициента избытка воздуха 1.01...1.15. На этих режимах также наблюдался эффект пассивации поверхностей котельных труб, выполненных из углеродистой стали, конденсатом серной кислоты при низких температурах стенок. Значимость выполненного исследования состоит в том, что технология применения водотопливных эмульсий, основанная на жесткой кавитационной обработке опресненной воды и стандартного судового топлива в гидродинамическом гомогенизаторе, предотвращает или снижает низкотемпературную коррозию на поверхностях нагрева и позволяет повысить глубину утилизации теплоты дымовых газов в котлах. Для утилизационных котлов современных судовых энергетических установок с малооборотными дизелями при сжигании водотопливных эмульсий коэффициент утилизации теплоты повышается на 10...15% при снижении температуры отходящих газов от расчетных 160...180°С до значений 130...150°С. 2026-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/36348 Two-mode fractal radiator with rotatable fin elements based on a modified Y-system LYUBIMOV, P. V.; NOVOTELNOVA, A. V. This study is devoted to a dual-mode fractal radiator with a modified topology. Its key feature is the ability to alter end-wall orientation via gear engagement between wall-mounted gears and discrete positioning wheels. The basic fractal structure derived from a Y system by replacing the initiator with a V initiator and imposing a conjugation condition on parallel daughter walls. This yields a natural topological feature: the parallel end walls of the final recursion level can rotate into regular polygonal face positions. The aim was to create a novel finning that combines fractal efficiency with configurational adaptability for optimizing heat transfer under varying conditions, and to evaluate its thermal performance via steady state modeling. Objectives included: developing a parametric fractal model incorporating conditions for the topological feature; designing a dual mode module with rotating elements; and engineering the rotation mechanism. Numerical simulations of steady conjugate heat transfer were performed for open and closed configurations using full element models. Key results include: validation of the rotation mechanism design; confirmation that closed configuration walls act as reflectors, enhancing radiative heat transfer; and demonstration of thermal accumulator operation in the closed mode. The significance of the obtained results lies in the fact that a two-mode fractal radiator module with discrete transmission, allowing the fin topology to be changed, has been developed and analyzed. The proposed solution expands the capabilities of designing heat exchange systems, offering a solution suitable for local modernization of sections with variable operating modes.; Acest studiu este dedicat unui radiator fractal bimodal cu o topologie modificată. Caracteristica sa cheie este capacitatea de a modifica orientarea peretelui terminal prin angrenarea angrenajului dintre angrenajele montate pe perete și roțile de poziționare discrete. Structura fractală de bază a derivat dintr-un sistem Y prin înlocuirea inițiatorului cu un inițiator V și impunerea unei condiții de conjugare pe pereții paraleli. Acest lucru produce o caracteristică topologică naturală: pereții terminali paraleli ai nivelului final de recurență se pot roti în poziții regulate ale fețelor poligonale. Scopul a fost de a crea o nouă înotătoare care combină eficiența fractală cu adaptabilitatea configurațională pentru optimizarea transferului de căldură în condiții variabile și de a evalua performanța sa termică prin modelarea în stare staționară. Obiectivele au inclus: dezvoltarea unui model fractal parametric care să încorporeze condițiile pentru caracteristica topologică;proiectarea unui modul bimodal cu elemente rotative;și ingineria mecanismului de rotație. Simulările numerice ale transferului de căldură conjugat staționar au fost efectuate pentru configurații deschise și închise folosind modele cu elemente complete. Rezultatele cheie includ: validarea designului mecanismului de rotație;confirmarea faptului că pereții în configurație închisă acționează ca reflectoare, sporind transferul radiativ decăldură;și demonstrarea funcționării acumulatorului termic în modul închis. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că a fost dezvoltat și analizat un modul radiator fractal bimodal cu transmisie discretă, care permite modificarea topologiei aripioarelor. Soluția propusă extinde capacitățile de proiectare a sistemelor de schimb de căldură, oferind o soluție potrivită pentru modernizarea locală a secțiunilor cu moduri de funcționare variabile.; Настоящая работа посвящена разработке и исследованию двухрежимного фрактального радиатора с модифицированной топологией. Ключевая особенность предлагаемого конструктивного решения заключена в реализации возможности изменения пространственной ориентации концевых стенок за счет введения зубчатого зацепления шестерен стенок с колесами дискретного позиционирования зубчиков. Базовая фрактальная структура была получена на основе Y-системы путем замены ее инициатора V-инициатором и введением условия сопряжения параллельных стенок дочерних элементов, что привело к естественной топологической особенности, в которой концевые параллельные стенки последнего уровня рекурсии способны поворачиваться, занимая положение граней правильного многоугольника. Цель работы заключалась в разработке и исследовании двухрежимного фрактального радиатора, способного изменять конфигурацию концевых участков рёбер посредством дискретной передачи в положения, обусловленные топологией модифицированной Y‑системы. Для достижения поставленной цели были решены задачи, включавшие: проработку параметрической модели построения фрактальной структуры с условиями, приводящими к топологической особенности фрактала, разработку конструктивного решения двухрежимного модуля с вращающимися элементами, проектирование поворотного механизма. В заключительной части проведено численное моделирование стационарного сопряженного теплообмена для двух конфигураций, обусловленных топологией, на основе полно-элементных моделей открытой и закрытой конфигураций. Наиболее важными результатами являются: обоснование конструктивного решения с поворотным механизмом, установление того факта, что в закрытой конфигурации стенки выступают как рефлекторы, увеличивая лучистый теплообмен. Также, установлено, что в закрытой конфигурации модуль может работать в режиме теплового аккумулятора. Значимость полученных результатов состоит в том, что разработан и проанализирован двухрежимный фрактальный модуль радиатора с дискретной передачей, позволяющей менять топологию оребрения. Предложенное решение расширяет возможности проектирования теплообменных систем, предлагая решение пригодное для локальной модернизации участков с переменными режимами работы. 2026-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/36347 Early fault detection of high-voltage bushings based on curve recognition methods SHUTENKO, O.; ZAGAYNOVA, A.; SERDIUKOVA, H. The aim of this study is the early detection of developing insulation defects in high-voltage oil-filled bushings based on the analysis of the temporal behavior of diagnostic indicators rather than only their comparison with threshold values. To achieve this aim, insulation indicators are interpreted as time curves, and data processing is performed using curve recognition methods that identify characteristic patterns of parameter variation. The most important results demonstrate stable differences between different technical conditions. Serviceable bushings are characterized by the absence of a statistically significant relationship with service duration while maintaining consistent internal dependencies and a high similarity of time curves on adjacent phases caused by common operating conditions. For defective bushings, statistically significant relationships between individual indicators and service duration are identified, changes in the internal correlation structure are observed, and similarity with the indicators of neighbouring serviceable bushings is absent. Based on the recognition of the shapes and mutual consistency of time curves, a decision rule is formulated: a defect is diagnosed when correlation with time and internal correlations are present, while cross-phase correlation is simultaneously absent. The significance of the obtained results lies in the fact that the application of curve recognition methods enables the detection of developing defects before the indicators exceed threshold values, reduces the probability of erroneous rejection, and increases the reliability of bushing condition assessment under various network operating modes. The proposed approach can be used in technical condition monitoring systems to improve the efficiency of operational maintenance of high-voltage equipment, leading to reduced failure risks and more justified maintenance planning.; Scopul lucrării constă în depistarea timpurie a defectelor de izolație în curs de apariție la intrările de înaltă tensiune umplute cu ulei, pe baza analizei comportamentului temporal al indicatorilor de diagnostic, mai degrabă decât doar a comparației lor cu valorile prag.Pentru a atinge acest obiectiv, indicatorii de izolație sunt interpretați ca și curbe temporale, iar prelucrarea datelor se efectuează folosind metode de recunoaștere a curbelor care identifică modele caracteristice de variație a parametrilor.Cele mai importante rezultate demonstrează diferențe stabile între diferite condiții tehnice.Trecerile izolatoare funcționale se caracterizează prin absența unei relații semnificative statistic cu durata de funcționare, menținând în același timp dependențe interne consistente și o similaritateridicată a curbelor temporale pe fazele adiacente cauzate de condițiile comune de funcționare.Pentru trecerile izolatoare defecte, se identifică relații semnificative statistic între indicatorii individuali șidurata de funcționare, se observă modificăriale structurii de corelație internă și lipsește similaritatea cu indicatorii trecerilor izolatoare funcționale vecine.Pe baza recunoașterii formelor și a consistenței reciproce a curbelor temporale, se formulează o regulă de decizie: un defect este diagnosticat atunci când este prezentă corelația cu timpul și corelațiile interne, în timp ce corelația între faze este simultan absentă.Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că aplicarea metodelor de recunoaștere a curbelor permite detectarea defectelor în curs de dezvoltare înainte ca indicatorii să depășească valorile prag, reduce probabilitatea de respingere eronată și crește fiabilitatea evaluării stării izolațiilor izolatoare în diferite moduri defuncționare a rețelei.Abordarea propusă poate fi utilizată în sistemele de monitorizare a stării tehnice pentru a îmbunătăți eficiența mentenanței operaționale a echipamentelor de înaltă tensiune, ducând la reducerea riscurilor de defecțiune și la o planificare mai justificată a mentenanței.; Цель работы состоит в раннем выявлении развивающихся дефектов изоляции высоковольтных маслонаполненных вводов на основе анализа временного поведения диагностических показателей, а не только их сравнения с предельными значениями. Для достижения цели показатели изоляции трактуются как временные кривые, а обработка данных выполняется с использованием методов распознавания кривых, позволяющих выделять характерные паттерны изменения параметров. В исследовании проанализированы результаты периодических испытаний 113 исправных вводов, эксплуатируемых в четырёх регионах Украины, и 28 дефектных вводов; оценены три группы зависимостей: связь показателей с длительностью эксплуатации, внутренние корреляции между показателями одного ввода и корреляции с показателями вводов соседних фаз. Наиболее важные результаты демонстрируют устойчивые различия для разных технических состояний. Для исправных вводов характерны отсутствие статистически значимой связи с длительностью эксплуатации при сохранении согласованных внутренних зависимостей и высокой похожести временных кривых на соседних фазах, обусловленной общими условиями работы. Для дефектных вводов выявлены статистически значимые связи отдельных показателей с длительностью эксплуатации, изменение внутренней корреляционной взаимосвязи и отсутствие сходства с показателями соседних исправных вводов. На основе распознавания форм и взаимосогласованности временных кривых сформулировано правило принятия решения: дефект фиксируется при наличии корреляции с временем и внутренних корреляций при одновременном отсутствии межфазной корреляции. Значимость полученных результатов состоит в том, что применение методов распознавания кривых обеспечивает обнаружение развивающихся дефектов до выхода показателей за предельные значения, уменьшает вероятность ошибочного выбраковки и повышает надёжность оценки состояния вводов в различных режимах работы сети. Предложенный подход может быть использован в системах мониторинга технического состояния для повышения эффективности эксплуатационного обслуживания высоковольтного оборудования. Это приводит к снижению аварийных рисков, оптимизации ремонтных стратегий и более обоснованного планирования технического обслуживания оборудования. 2026-01-01T00:00:00Z