https://repository.utm.md/handle/5014/28525 2026-04-20T18:55:22Z https://repository.utm.md/handle/5014/28564 Thermal analysis of combustible components of municipal solid waste SNEZHKIN, YU.F.; MYKHAILYK, V.A.; KORINCHEVSKA, T.V. The use of municipal solid waste as a raw material for alternative fuel is a promising direction for waste recycling and substitution of solid fossil fuels. Therefore, selecting of fuel composition and studying of its properties is an urgent task. The aim of this work is thermal characteristics analysis of the combustible components of municipal solid waste, which are the most common in Ukraine, for further selection of a fuel composition that will satisfy the consumer's requirements. The goal is achieved by studying the thermal destruction of samples by thermogravimetry and differential thermal analysis when materials are heated to 1000 °С in the presence of air oxygen. Paper, cardboard, plastic, biodegradable film, textiles, leather, wood were investigated in this work. The most important results are the received data on the characteristic temperatures of destruction stages, content of water, organic and mineral substances, ash, as well as the calculated values of rate and conditional thermal effect of decomposition of organic substances. Strong formation of gaseous substances was registered for samples of polyethylene and biodegradable film, polyethylene terephthalate and cotton fabric. These features should be considered in the technologies of production and combustion of fuel. The significance of the results also lies in the fact that it is recommended to use data on the thermal stability of materials in order to prevent their ignition during drying when developing fuel production technology. In addition, the calculated values of the conditional thermal effect made it possible to evaluate the thermal characteristics of the studied materials as components of solid alternative fuels.; Использование твердых бытовых отходов в качестве сырья для альтернативного топлива является перспективным направлением утилизации отходов и замещения твердого ископаемого топлива. Поэтому подбор состава топлива и изучение его свойств является актуальной задачей. Целью данной работы является анализ термических характеристик горючих компонентов твердых бытовых отходов, наиболее распространенных в Украине, для дальнейшего подбора состава топлива, который будет удовлетворять требованиям потребителя. Поставленная цель достигается путем исследования термической деструкции образцов методами термогравиметрии и дифференциального термического анализа при нагревании их до 1000 °С в условиях доступа кислорода воздуха. В данной работе были исследованы бумага, картон, пластик, биоразлагаемая пленка, текстиль, натуральная и искусственная кожа, древесина. Определены характерные температуры этапов деструкции: дегидратации, разложения органических и минеральных веществ. Наиболее важными результатами являются полученные данные о содержании воды, органических и минеральных веществ, золы, а также рассчитанные величины скорости и условного теплового эффекта разложения органических веществ. Показано, что термическое разложение органических веществ носит стадийный характер. Стадии отличаются как температурными интервалами, так и скоростью разложения. Для образцов полиэтиленовой и биоразлагаемой пленок, полиэтилентерефталата и хлопковой ткани регистрировали мощное образование газообразных веществ. Поэтому в технологиях изготовления и сжигания топлива следует учесть данные особенности термического разложения. Значимость полученных результатов заключается еще и в том, что при разработке технологии производства топлива рекомендуется использовать данные о термической стойкости материалов, чтобы избежать их возгорания при сушке. Кроме того, вычисленные величины условного теплового эффекта позволили оценить термические характеристики исследованных материалов в качестве компонентов твердого альтернативного топлива. 2024-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/28563 Study of start-up and shutdown modes of an asynchronous electric drive for a centrifugal pump BOIKO, A.; NAIDENKO, E.; BESARAB, O.; MAEVSKAYA, E. The aim of this study is to investigate the commutation processes of an asynchronous shortcircuited electric drive for a centrifugal pump. The set goal is achieved by solving two tasks: analyzing the dynamic modes of connection to and disconnection from the network of the asynchronous motor of the centrifugal pump for a given power supply scheme; assessing the qualitative and quantitative indicators of the transient processes of the electric drive. Among the most significant results of the study, it is possible to highlight the ability to form practical recommendations on the operation peculiarities of electric drives for a wide class of mechanisms. The conducted research allowed asserting that in an electrical system with capacitors directly connected to the stator winding and during both the connection and disconnection of the drive motor of the centrifugal pump, voltages significantly exceeding the nominal ones may occur. It has been determined that considering the harsh operating conditions of pump units, such overvoltages represent a danger to the motor winding insulation. During the motor disconnection, significant overvoltages on the stator windings are possible if, for any reason, the capacitor's capacitance exceeds the calculated base value for the applied motor. The practical significance of the obtained results lies in the fact that the assumption of the motor transitioning to intensive braking mode and subsequent hydraulic shock upon disconnection from the network due to selfexcitation did not prove to be true. The electric drive provides braking under the action of the load torque without mechanical overloads.; Scopul acestui studiu este de a investiga modurilor de pornire și deconectare de la rețea a acționării electrică asincrone a unei pompe centrifuge. Scopul stabilit este atins prin rezolvarea a două sarcini: analiza modurilor dinamice de conectare și deconectare de la rețea a motorului asincron al pompei centrifuge pentru o schemă de alimentare dată; aprecierea indicatorilor calitativi şi cantitativi ai proceselor tranzitorii ale acţionării electrice – curenţi, tensiuni, cupluri ale motorului. Necesitatea cercetării este justificată de problemele practice de producție apărute în timpul funcționării unui antrenament electric asincron pentru o pompă centrifugă. Cercetarea a fost efectuată în conformitate cu cerințele tehnice specificate și disponibilitatea datelor tehnice pentru elementele sistemului de alimentare cu energie, acționării electrice și mecanismului. Printre cele mai semnificative rezultate ale studiului, este posibil să evidențiem capacitatea de a forma recomandări practice cu privire la particularitățile de funcționare ale acționărilor electrice pentru o clasă largă de mecanisme. S-a stability că, având în vedere condițiile grele de funcționare a unităților de pompare, astfel de supratensiuni reprezintă un pericol pentru izolația înfășurării motorului. În timpul deconectării motorului, sunt posibile supratensiuni semnificative pe înfășurările statorului dacă, din orice motiv, capacitatea condensatorului depășește valoarea de bază calculată pentru motorul aplicat. Semnificația practică a rezultatelor obținute constă în faptul că ipoteza tranziției motorului în modul de frânare intensivă și șoc hidraulic ulterior la deconectarea de la rețea din cauza autoexcitației nu s-a dovedit a fi adevărată.; Выполнено исследование динамических режимов включения в сеть и отключения асинхронного двигателя центробежного насоса для заданной схемы электроснабжения. Исследования проводились в условиях поставленных технических требований и наличия технических данных элементов системы электроснабжения, электропривода и механизма. Применялись авторские математические модели асинхронных двигателей на базе обобщенной машины, описываемой в трехфазной неподвижной системе координат с учетом нелинейностей двигателя - потерь в стали, эффектов вытеснения тока ротора и насыщения по путям рассеяния и главного магнитного потока. Дана оценка качественных и количественных показателей переходных процессов электропривода - токов, напряжений, моментов двигателя. Определено, что в электрической системе с глухо подключенными к обмотке статора конденсаторами и при включении, и при отключении приводного двигателя центробежного насоса могут возникать напряжения, значительно превышающие номинальные. Особенно большие перенапряжения возникают при включении асинхронного двигателя и при его отключении, если емкость конденсатора превышает величину, требуемую для компенсации реактивного тока двигателя. С учетом тяжелых условий эксплуатации насосных установок, такие перенапряжения представляют опасность для изоляции обмоток двигателя. Показано, что в процессе пуска двигателя, наличие свободных составляющих тока заряда конденсатора ухудшает, и без того тяжелые условия прямого пуска мощных двигателей и контактной аппаратуры. В процессе отключения двигателя возможны заметные перенапряжения на обмотках статора, если по каким-либо причинам емкость конденсатора превышает расчетную базовую величину емкости для применяемого двигателя. Предположения, что при отключении от сети двигатель насоса может перейти к режиму интенсивного торможения из-за возникающего режима самовозбуждения, что, в свою очередь, может вызвать гидравлический удар, не подтвердились. Тормозные моменты оказываются небольшими и электропривод осуществляет торможение под действием момента нагрузки. 2024-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/28562 Study of special unbalanced load modes of new double-autotransformer of the flexible alternating current link BOSNEAGA, V.; SUSLOV, V. The purpose of the work is study of special asymmetric modes of new three-phase autotransformer device for flexible connection of alternative current power systems. The universal model was developed for the device, containing two autotransformers - the main phase-shifting and the additional regulating autotransformer. The model allows studying both symmetric and almost any asymmetric modes of the considered circuit. It became possible to connect asymmetrically the loads in different phases of the regulating autotransformer, as well as arbitrary connect the regulating autotransformer itself to the hexagon taps. According to the calculated values of currents, voltages and magnetic fluxes of the device the visual vectorial diagrams were constructed for the main and the regulating autotransformer, explaining specific of considered operating modes. It was shown that device’ currents in such modes contain symmetrical components of both zero and negative sequences. Also, at asymmetric connection of the regulating autotransformer, the relative magnetic flux of the legs of the main and regulating autotransformers are asymmetrical, but in main autotransformer their sum is approximately equal to zero and magnetic flux practically does not escape into the surrounding space. Radically different situation is observed in the regulating autotransformer. The significant zero-sequence fluxes arise with the release of significant (about 50%) magnetic flux into the surrounding space. This requires special measures to be taken to limit its harmful effects on the operation of the autotransformer.; Scopul lucrării constă în studierea regimurilor asimetrice deosebite a dispozitivului nou propus pentru conectarea flexibilă a sistemelor energetice la curent alternativ. Pentru atingerea obiectivului a fost elaborat un model universal în pachetul MATLAB al unui nou dispozitiv tip autotransformator trifazat pentru conectarea sistemelor energetice de curent alternativ, care conține două autotransformatoare - principalul pentru crearea decalajului de fază fix și un autotransformator suplimentar de reglare. Modelul permite studierea atât modurilor simetrice, cât și orice asimetrice ale circuitului considerat. Este posibilă conectarea asimetrică a sarcinii în diferite faze ale autotransformatorului de reglare și conectarea sa arbitrară la bornele hexagonului. Conform valorilor calculate ale curenților, tensiunilor, fluxurilor magnetice a dispozitivului în modurile asimetrice a conectării autotransformatorului de reglare au fost construite diagrame vectoriale atât pentru autotransformatorul principal, cât și pentru regulator, explicând caracteristicile modurilor de funcționare considerate. Este demonstrat că curenții dispozitivului în astfel de moduri conțin componente simetrice atât de secvență zero, cât și de secvența inversă. Este dovedit că la conexiunea asimetrică a autotransformatorului de reglare, fluxurile magnetice relative ale coloanelor autotransformatorului principal și de reglare sunt asimetrice, dar în autotransformatorul principal suma lor este aproximativ egală cu zero, iar fluxul magnetic practic nu iese în spațiul înconjurător. O situație radical diferită se observă la autotransformatorul de reglare, unde apar fluxuri semnificative de secvență zero, ceea ce duce la ieșirea unui flux magnetic semnificativ (aproximativ 50%) în spațiul înconjurător. Aceasta cere elaborarea măsurilor adăugătoare pentru limitarea influenței negative a factorului acesta.; Целью работы является изучение особых несимметричных режимов работы нового трехфазного автотрансформаторного устройства для гибкой связи энергосистем на переменном токе. Для ее достижения разработана универсальная модель, содержащая два автотрансформатора–основной фазосдвигающий и дополнительный регулирующий автотрансформатор. Модель позволяет решать задачу исследования как симметричных, так и практически любых несимметричных режимов рассмотренной схемы. При этом обеспечивается возможность как несимметричного подключения нагрузки к разным отпайкам в разных фазах регулирующего автотрансформатора, так и произвольное подключение его самого к отводам шестиугольника. Как результат в данной работе получены значения токов, напряжений, магнитных потоков устройства в рассмотренных несимметричных режимах подключения регулирующего автотрансформатора, что обеспечило возможность построения наглядных диаграмм как для основного фазосдвигающего, так и для регулирующего автотрансформатора, поясняющих особенности рассмотренных режимов. Доказано, что токи устройства в таких режимах содержат симметричные составляющие как нулевой, так и обратной последовательностей. Кроме того, при несимметричном подключении регулирующего автотрансформатора в основном автотрансформаторе магнитный поток практически не выходит в окружающее пространство. Кардинально другая ситуация наблюдается в регулирующем автотрансформаторе, в котором возникают значительные потоки нулевой последовательности, что приводит к выходу большого (около 50% номинального) магнитного потока в окружающее пространство. Это важное обстоятельство, которое требует принятия специальных мер для ограничения его вредного влияния на работу автотрансформатора и обеспечения его надежной работы. 2024-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/28561 Small-scale power plants based on Organic Rankine Cycle (ORC) using low-boiling fluorocarbon working fluids when operating at high initial cycle conditions GRANCHENKO, P.P.; SUKHIKH, A.A.; KUZNETSOV, K.I.; MEREUCA, E.V. The purpose of the work is to develop and analyze the operation of a thermal circuit based on the organic Rankine cycle (ORC) using low-boiling working substances of the fluorocarbon class when operating at high initial cycle parameters. This goal is achieved by energy analysis of single- and multistage thermal circuits of power plants with a turbine circuit operating on low-boiling fluorocarbon working substances, such as octafluoropropane C3F8 and decafluorobutane C4F10. It is proposed to integrate the ORC thermal circuit as an extension to a small-capacity gas turbine power plant (GTU), operating on synthesis gas after a biomass gasifier. The most important results of the work are the possibility of implementing a cycle with a low condensation temperature of the medium, which allows, when using low-boiling working fluids, to significantly reduce the temperature of the heat removal process and, consequently, increase the efficiency of the cycle. The possibility of using the listed working substances in power plants with a turbine circuit, which until now have been used mainly as refrigerants for refrigeration and heat pump systems, has been shown. The significance of the results of the work lies in the fact that, based on the analysis of the energy complex, a circuit solution has been proposed and justified that can increase the energy efficiency of the power supply complex, increasing the volume of generated electrical power and providing a number of technological and environmental advantages.; Scopul lucrării este de a elabora și analiza funcționarea unui circuit termic bazat pe ciclul organic Rankine (ORC) folosind substanțe de lucru cu punct de fierbere scăzut din clasa fluorocarbonilor atunci când funcționează la parametri inițiali de ciclu mari. Acest obiectiv este atins prin analiza energetică a circuitelor termice cu o singură treaptă și mai multe etape ale centralelor electrice cu un circuit de turbină care funcționează pe substanțe de lucru fluorocarbon cu punct de fierbere scăzut, cum ar fi octafluoroprop-pane C3F8 și decafluorobutan C4F10. Se propune integrarea circuitului termic ORC ca extensie la o centrală electrică cu turbină cu gaz de mică capacitate (GTU), care funcționează pe gaz de sinteză după un gazeificator de biomasă. Cele mai importante rezultate ale lucrării sunt posibilitatea implementării unui ciclu cu o temperatură scăzută de condensare a mediului, care permite, la utilizarea fluidelor de lucru cu punct de fierbere scăzut, reducerea semnificativă a temperaturii procesului de îndepărtare a căldurii și, în consecință, creșterea eficienta ciclului. S-a arătat posibilitatea utilizării substanțelor de lucru enumerate în centralele electrice cu circuit de turbină, care până în prezent au fost utilizate în principal ca agenți frigorifici pentru sistemele de refrigerare și pompe de căldură. Semnificația rezultatelor lucrării constă în faptul că, pe baza analizei complexului energetic, a fost propusă și justificată o soluție de circuit care poate crește eficiența energetică a complexului de alimentare cu energie, crescând volumul de energie electrică generată și oferind o serie de avantaje tehnologice și de mediu.; Целью работы является разработка и анализ работы тепловой схемы на базе органического цикла Ренкина (ОЦР) с использованием низкокипящих рабочих веществ фторуглеродного класса при работе на высоких начальных параметрах цикла. Поставленная цель достигается путем решения задачи энергетического анализа одно- и многокаскадных тепловых схем энергетических установок с турбинным контуром, работающим на низкокипящих рабочих веществах фторуглеродного состава, таких как октафторпропан C3F8 и декафторбутан C4F10. Предлагается интеграция тепловой схемы ОЦР в качестве пристройки к газотурбинной энергетической установке (ГТУ) небольшой мощности, работающей на синтез-газе после газификатора биомассы. Наиболее важным результатом работы является доказательство возможности реализации цикла с низкой температурой конденсации среды, что позволяет при использовании низкокипящих рабочих тел существенно снизить температуру процесса отвода теплоты и, следовательно, повысить КПД цикла. Проанализирована эффективность подобных комплексов и в летние периоды, когда температура достигает максимальных значений (30°С и более градусов). Показана возможность применение перечисленных рабочих веществ в энергетических установках с турбинным контуром, которые до настоящего времени использовались в основном в качестве хладагентов холодильных и теплонасосных установок. Результаты и новизна работы были достигнуты благодаря тому, что комплекс экспериментальных и расчетных работ, проведенных авторами за последние годы, позволил пополнить базы теплофизических свойства рабочих веществ в области средних и высоких температур, получить уравнения состояния и построить расчетные модели, необходимые для анализа циклов и процессов, именно, энергетических установок. Значимость результатов работы заключается в том, что на основании произведенного анализа энергетического комплекса, предложено и обосновано схемное решение, способное повысить энергетическую эффективность комплекса электроснабжения, увеличив объем вырабатываемой электрической мощности и обеспечив ряд технологических и экологических преимуществ. 2024-01-01T00:00:00Z