https://repository.utm.md/handle/5014/31323 2026-04-20T16:59:02Z https://repository.utm.md/handle/5014/31364 Assessment of the influence of design parameters of a pneumatic drive on the energy efficiency of the working process KRUTIKOV, G.; STRIZHAK, M. The aim of the study is to assess the impact of the pneumatic system structure and the choice of control algorithm for pneumatic distributors on the feasibility of implementing an energy-saving operating mode. This mode involves converting the kinetic energy of moving actuator masses into the potential energy of compressed air, with subsequent recuperation into the network. The objective is achieved by solving the following tasks: implementing pulse and relay control algorithms for various pneumatic drive configurations; investigating the influence of system parameters and control algorithms on the transient process shape and the ability to recuperate energy into the network during braking. During the course of these tasks, it was found that the shape of the transient process is influenced by the braking start moment and its duration, as well as the initial pressure level in the working (piston) chamber. The most significant result is the identification of pneumatic drive structural schemes and control algorithms that enable energy recuperation into the main line during braking, thereby providing a positive energy-saving effect. An analytical description of the sources of compressed air savings during drive operation is also provided. The significance of the results lies in the fact that the obtained schemes, which include braking by altering the connection structure of the pneumatic cylinder chambers, make it possible to implement an energy-saving operating mode. In this mode, the kinetic energy of moving actuator masses is converted into the potential energy of compressed air and is recuperated into the network.; Scopul cercetării este evaluarea influenței structurii sistemului pneumatic și a alegerii algoritmului de control al distribuitoarelor pneumatice asupra posibilității de implementare a unui regim de funcționare economisitor de energie. Acest regim constă în transformarea energiei cinetice a maselor în mișcare ale acționarei în energie potențială a aerului comprimat, cu recuperarea ulterioară a acesteia în rețea. Scopul propus este atins prin rezolvarea următoarelor sarcini: implementarea algoritmilor de control impulsivi și în releu pentru diferite scheme ale acționărilor pneumatice; investigarea influenței parametrilor sistemului și a algoritmilor de control asupra formei procesului tranzitoriu și realizarea recuperării energiei în rețea în timpul frânării. În procesul de rezolvare a acestor sarcini s-a constatat că forma procesului tranzitoriu este influențată de momentul începerii frânării și de durata acesteia, precum și de nivelul inițial al presiunii în camera de lucru (piston). Cel mai important rezultat constă în determinarea schemelor structurale ale acționării pneumatice și a algoritmilor de control care permit realizarea regimului de recuperare a energiei în magistrală în perioada frânării, ceea ce oferă un efect pozitiv de economisire a energiei, precum și o descriere analitică a surselor de economie de aer comprimat în timpul funcționării acționării. Importanța rezultatelor obținute constă în faptul că schemele propuse, cu frânare realizată prin schimbarea structurii conexiunii camerelor cilindrului pneumatic, permit implementarea unui regim de funcționare economisitor de energie, în care energia cinetică a maselor în mișcare este transformată în energie potențială a aerului comprimat și este recuperată în rețea.; Целью исследования является оценка влияния структуры пневмосистемы и выбора алгоритма управления пневмораспределителями на возможность реализации энергосберегающего режима работы, заключающегося в преобразовании кинетической энергии движущихся масс привода в потенциальную энергию сжатого воздуха с последующей рекуперацией ее в сеть. Поставленная цель достигается за счёт решения следующих задач: реализация импульсных и релейных алгоритмов управления для различных схем пневмопривода; исследование влияния параметров системы и алгоритмов управления на форму переходного процесса и осуществление рекуперации энергии в сеть в процессе торможения. В процессе решения поставленных задач было установлено, что на форму переходного процесса влияет момент начала торможения и его длительность, начальный уровень давления в рабочей (поршневой) полости. Наиболее существенным результатом является определение структурных схем пневмопривода и алгоритмов их управления, позволяющих реализовать режим рекуперации энергии в магистраль в период торможения, что обеспечивает позитивный эффект энергосбережения, а также аналитическое описание источников экономии сжатого воздуха при работе привода. Преобразование кинетической энергии движущихся масс в потенциальную энергию сжатого воздуха осуществляется в штоковой полости пневмоцилиндра в момент торможения. Воздух, с давлением выше давления в магистрали, выходящий из поршневой полости, преодолевает силу сопротивления пружины обратного клапана, установленного в линии сброса сжатого воздуха, и поступает в магистраль. Значимость полученных результатов состоит в том, что полученные схемы с торможением за счет изменения структуры подключения полостей пневмоцилиндра, позволяют реализовать энергосберегающий режим работы, при котором кинетическая энергия движущихся масс привода переходит в потенциальную энергию сжатого воздуха и рекуперируется в сеть. Это дает возможность дальнейшего использования этой энергии, повышая уровень энергоэффективный режим работы. 2025-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/31363 Features of combustion of water-fuel emulsions with different methods of introducing water into the combustion zone KOLBASENKO, O. V.; DYMO, B. V.; ANASTASENKO, S. M.; SHOSTAK, O. V. The main purpose of the article is to conduct research on combustion quality and determine nitrogen oxide concentrations for various methods of introducing water into the combustion chamber zone. To achieve the goal, the experimental study of combustion features was carried out on a combustion chamber model when supplying unwatered fuel oil of the M40 type, fuel oil, and water vapour in the amount equivalent to 30% of the mass of the fuel mixture, and two types of water-fuel emulsion with a water content of 15% and 30%. Values of gas temperature, concentration CO2,H2 та CH4, as well as nitrogen oxides and (NO2:NO) ratio were measured along the length of the combustion chamber. Studies have shown a reduction in nitrogen oxide emissions and an increase in the (NO2:NO) ratio to 0,330 when supplying a water-fuel emulsion with a water content of up to 30%. This increases absorption properties of sulfuric acid in flue gases and reduces the intensity of low-temperature corrosion. When using a water-fuel emulsion of such a composition, it becomes possible to use condensation surfaces of boilers with a significant increase in their efficiency of up to 5…9% Experimental studies have also shown that additional generation Н2, significant thermal decomposition effect NOx NOx, generation of acoustic vibrations and microexplosions take place. This indicates that water-fuel emulsions are a special type of fuel, qualitatively and quantitatively changing the physicochemical processes of combustion. The most important results, constituting the significance of the research, are the experimental proofs of the advantage of using an innovative technology for preparing water-fuel emulsion, based on intense cavitation treatment of the fuel mixed with water obtained from an electrodialysis unit. This achieves better emulsion combustion performance compared to other methods of its preparation and the introduction of water into the combustion zone.; Scopul principal al articolului este de a efectua cercetări privind calitatea arderii și de a determina concentrațiile de oxid de azot pentru diferite metode de introducere a apei în zona camerei de ardere. Pentru a atinge obiectivul, studiul experimental al caracteristicilor de ardere a fost efectuat pe un model de cameră de ardere atunci când se furnizează păcură neadăpată de tip M40, păcură și vapori de apă în cantitate echivalentă cu 30% din masa amestecului de combustibil și două tipuri de emulsie apă-combustibil cu un conținut de apă de 15% și 30%. Valorile temperaturii gazului, concentrația СО, Н2 та СН4, precum și oxizii de azot și raportul (NO2:NO) au fost măsurate pe lungimea camerei de ardere. Cercetările au arătat că la furnizarea emulsiei apă-combustibil cu un conținut de apă de 30% se obțin cei mai buni indicatori de calitate a arderii în ceea ce privește valorile concentrației СО, Н2 și suma acestora în zona de ardere. Se stabilește reducerea nivelului de emisii de oxizi de azot și creșterea raportului (NO2:NO) la 0,33. Aceasta mărește proprietățile de absorbție ale acidului sulfuric în gazele de ardere și reduce intensitatea coroziunii la temperatură joasă. Atunci când se utilizează o emulsie apă-combustibil dintr-o astfel de compoziție, devine posibilă utilizarea suprafețelor de condensare ale cazanelor cu o creștere semnificativă a eficienței lor de până la 5...9%. Studiile experimentale au mai arătat că are loc generarea suplimentară Н2, efect semnificativ de descompunere termică NОx , generarea de vibrații acustice și microexplozii. Aceasta indică faptul că emulsiile apă-combustibil sunt un tip special de combustibil, modificând calitativ și cantitativ procesele fizico-chimice de ardere.; Основной целью работы было проведение исследования качества сгорания и определение показателей концентраций окислов азота для различных методов ввода воды в зону камеры горения. Для достижения поставленной цели на модели камеры сгорания выполнено экспериментальное исследование особенностей горения при подаче необводненного мазута типа М40, мазута и водяного пара в количестве, эквивалентном 30% массы топливной смеси, и двух типов водотопливной эмульсии с водосодержащим 15% и 30%. Измерялись по длине камеры сгорания значения температуры газов, концентраций CO2,H2 та CH4, а также оксиды азота и соотношение (NO2:NO). Исследованиями установлено снижение уровня выбросов окислов азота и повышение соотношения (NO2:NO) до 0,33 при подаче водотопливной эмульсии водосодержанием до 30%. Это повышает абсорбционные свойства серной кислоты в дымовых газах и снижает интенсивность низкотемпературной коррозии. При использовании водотопливной эмульсии такого состава возникает возможность использования конденсационных поверхностей котлов со значительным до 5...9% повышением их КПД. Экспериментальные исследования также показали, что имеет место дополнительная генерация Н2, значительный эффект термического разложения NОx, генерация акустических колебаний и микровзрывов. Наиболее важными результатами, составляющими значимость проведенных исследований, являются экспериментальные доказательства преимущества использования инновационной технологии приготовления водотопливной эмульсии, основанной на жесткой кавитационной обработке топлива в смеси с водой, полученной в электродиализной установке. При этом достигаются лучшие показатели сгорания эмульсии по сравнению с другими способами её приготовления и введения воды в зону горения. 2025-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/31362 Active power distribution system between phases of the transformer’s converter MOROZOV, P. V.; MOROZOV, Yu. V. The paper proposes the system that distributes automatically active power between phases at the secondary side of a traction transformer-based converter. The application area for this system is ac railways with big volumes of delivered items. The purpose of the paper is to develop and investigate the equivalent circuit of the proposed system as an electrical complex for automatic power distribution between phases of the transformer-based converter with phases of the railway traction power system at the secondary side. The equivalent circuit of the mentioned above electrical complex is stated. The expressions describing the process of automatic distribution of active power are based on the instanta-neous power theory. It is shown how the unbalance factor and total harmonic distortion depend on the number of switching element cells at each phase and pulse-width modulation switching frequency. As it follows from the simulation, the proposed electrical complex should consist of eight cells of switch-ing elements connected to each phase to provide values of the unbalance factor and total harmonic dis-tortion no more than two percent. The pulse-width modulation phase has to be a multiple of 45 de-grees. The most important result is the proposed equivalent circuit of the system for active power dis-tribution between the transformer-based converter phases at its secondary side, distinguished by the capability of getting the optimal number of switching element cells by simulation based on the instan-taneous power theory. The results relevance include improvement of the electric power quality indica-tors such as unbalance and total harmonic distortion and decrease of wear factor values for transform-ers and transmission lines.; Lucrarea propune sistemul care distribuie automat puterea activă între faze pe partea secundară a unui convertor bazat pe transformator de tracțiune. Domeniul de aplicare pentru acest sistem este căile ferate de curent alternativ cu volume mari de mărfuri livrate. Scopul lucrării este elaborarea și investigarea circuitului echivalent al sistemului propus în calitate de complexului electroenergetic pentru distribuția automată a puterii între fazele convertorului pe bază de transformator cu fazele sistemului de tracțiune feroviar pe partea secundară. Se precizează circuitul echivalent al complexului electric menționat mai sus. Expresiile care descriu procesul de distribuție automată a puterii active se bazează pe teoria puterii instantanee. Se arată cum factorul de dezechilibru și distorsiunea armonică totală depind de numărul de celule ale elementelor de comutare la fiecare fază și frecvența de comutare a modulației pe lățime a impulsului. După cum rezultă din simulare, complexul electric propus ar trebui să fie format din opt celule de elemente de comutare conectate la fiecare fază pentru a furniza valori ale factorului de dezechilibru și distorsiunii armonice totale nu mai mult de două procente. Faza de modulare a lățimii impulsului trebuie să fie multiplu de 45 de grade. Cel mai important rezultat este circuitul echivalent propus al sistemului de distribuție a puterii active între fazele convertorului bazat pe transformator la partea sa secundară, care se distinge prin capacitatea de a obține numărul optim de celule de elemente de comutare prin simulare bazată pe teoria puterii instantanee. Relevanța rezultatelor include îmbunătățirea indicatorilor de calitate a energiei electrice, cum ar fi dezechilibrul și distorsiunea armonică totală și scăderea valorilor factorului de uzură pentru transformatoare și linii de transport.; В настоящей работе для применения на железных дорогах переменного тока с постоянно растущими объемами грузоперевозок предложена система для автоматического распределения активной мощности между фазами тягового трансформаторного преобразователя на его вторичной стороне. Целью настоящей работы является разработка и исследование эквивалентной схемы замещения предложенной системы как электроэнергетического комплекса, предназначенного для автоматического распределения активной мощности между фазами трансформаторного преобразователя, к вторичным обмоткам которого подключены фазы системы электроснабжения железной дороги. Приведена эквивалентная схема замещения данного электроэнергетического комплекса. Даны основные расчетные соотношения, описывающие автоматическое распределение активной мощности, на основе теории мгновенных мощностей. Показано, как количество ячеек из коммутационных элементов на каждой фазе и частота переключения элементов влияют на коэффициент несимметрии и коэффициент несинусоидальности при использовании широтно-импульсной модуляции. Моделирование показало, что данный комплекс должен состоять из восьми ячеек из коммутационных элементов, присоединенных к каждой фазе, чтобы обеспечить значения коэффициентов несимметрии и несинусоидальности токов и напряжений, не превышающих два процента. Фаза широтно-импульсной модуляции должна быть кратна сорока пяти градусам. Наиболее важным результатом является предложенная эквивалентная схема системы автоматического распределения мощности между фазами трансформаторного преобразователя на вторичной стороне, отличающаяся тем, что позволяет путем математического моделирования на основе теории мгновенных мощностей получить оптимальное количество ячеек из коммутационных элементов. Значимость результатов заключается в повышении качества электроэнергии в части несимметрии и несинусоидальности токов и напряжений и уменьшении степени износа трансформаторов и линий электропередачи. 2025-01-01T00:00:00Z https://repository.utm.md/handle/5014/31361 Enhancing the energy efficiency of the combined forging operations of upsetting and drawing out KOLISNYK, K. D.; CHUKHLIB, V. L. The study investigates the influence of upsetting and drawing out forging parameters on the quality of hook forging and the energy efficiency of these processes. The quality indicators of forged hooks include uneven strain distribution, which leads to a non-uniform distribution of the mechanical properties of the product. The forging technology of hooks was analyzed, and it was determined that the main technological forging operations causing uneven deformation distribution are the sequential upsetting and drawing out processes. Since the influence of specific parameters of these operations remains insufficiently studied, this research was conducted to compare and determine the effect of upsetting and drawing out parameters when performed sequentially in order to improve the mechanical properties of forged hook metal. The modeling was carried out using the QForm engineering software package. To study the distribution of the mechanical properties of the metal, a method for assessing deformation non-uniformity in the cross-section of the forging was applied. Indicators of plastic deformation were considered in one section along the height for upsetting and in one section along the length for drawing out. Additionally, graphs of the deformation non-uniformity coefficient distribution during upsetting and drawing out of the billets were constructed. It was determined that the optimal shape factor for upsetting is h/D = 2. In this case, deformation non-uniformity is reduced by 60%. For drawing out with prior upsetting, the optimal shape factor is also h/D=2 with a strain degree of ℇ=20%. The analysis showed that deformation non-uniformity is reduced by 54%. Additionally, the energy efficiency of the processes was analyzed: with h/D=2, energy consumption during upsetting is reduced by 20–25%, and for drawing with h/D=2 and ℇ=20%, the third pass (2.838 MN) is the least energy-intensive, providing an energy saving of 25–30%.; Studiul investighează influența parametrilor de deformare și extragere asupra calității forjarii cu cârlig și a eficienței energetice a acestor procese. Indicatorii de calitate ai cârligelor forjate includ distribuția neuniformă a tensiunii, ceea ce duce la o distribuție neuniformă a proprietăților mecanice ale produsului. A fost analizată tehnologia de forjare a cârligelor și s-a stabilit că principalele operațiuni tehnologice de forjare care provoacă distribuția neuniformă a deformărilor sunt procesele secvenţiale de răsturnare și extragere. Întrucât influența parametrilor specifici ai acestor operații rămâne insuficient studiată, această cercetare a fost efectuată pentru a compara și determina efectul bulversării și extragerii parametrilor atunci când sunt efectuate secvențial pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale metalului de cârlig forjat. Modelarea a fost realizată folosind pachetul software de inginerie QForm. Pentru a studia distribuția proprietăților mecanice ale metalului s-a aplicat o metodă de evaluare a neuniformității deformației în secțiunea transversală a forjarii. Indicatorii deformarii plastice au fost luați în considerare într-o secțiune de-a lungul înălțimii pentru răsturnare și într-o secțiune de-a lungul lungimii pentru extragere. În plus, au fost construite grafice ale distribuției coeficientului de neuniformitate de deformare în timpul răsturnării și extragerii țaglelor. S-a determinat că factorul de formă optim pentru răsturnare este h/D = 2. În acest caz, neuniformitatea deformației este redusă cu 60%. Pentru tragerea cu deformare prealabilă, factorul de formă optim este, de asemenea, h/D=2 cu un grad de deformare de ℇ=20%. Analiza a arătat că neuniformitatea deformației este redusă cu 54%. În plus, a fost analizată și eficiența energetică a proceselor: cu h/D=2, consumul de energie în timpul bulversării este redus cu 20–25%, iar pentru desen cu h/D=2 și ℇ=20%, a treia trecere (2,838 MN) este cea mai puțin consumatoare de energie, oferind o economie de energie de 25–30%.; В работе проведено исследование влияния параметров кузнечных операций осадки и протяжки на качество ковки крюков с повышением энергоэффективности этих процессов. К показателям качества кованых крюков относятся неравномерное распределение деформации, которое обуславливает неравномерное распределение показателей механических свойств изделия. Рассмотрена технология ковки крюков и установлено, что основными технологическими кузнечными операциями, вызывающими неравномерное распределение деформации, являются последовательное выполнение операций осадки и протяжки. При этом влияние конкретных параметров этих операций до сих пор недостаточно изучено. С целью улучшения механических свойств металла кованых крюков проведено исследование для сравнения и определения влияния параметров кузнечных операций осадки и протяжки при их последовательном выполнении. Моделирование выполнено с применением инженерного программного комплекса Qform. Для исследования распределения механических свойств металла использован метод оценки неравномерности деформации металла в сечении поковки. В исследовании приведены параметры моделирования осадки и протяжки. Результаты анализа моделирования рассмотрены в поперечных сечениях поковки на конечной стадии процесса осадки и после третьего прохода процесса протяжки. Были проанализированы показатели пластической деформации в одном сечении по высоте для осадки и в одном сечении по длине для протяжки. Также построены графики распределения коэффициента неравномерности деформации при осадке и протяжке заготовок. Установлено, что для осадки оптимальным вариантом является коэффициент формы с отношением h/D=2. В этом случае неравномерность деформации снижается на 60 %. Для протяжки с предварительной осадкой оптимальным вариантом является коэффициент формы со значением h/D=2 и степенью деформации ε=20 %. Анализ показал, что неравномерность деформации уменьшается на 54 %. Также проведена оценка для повышения энергоэффективности процессов осадки, где энергопотребление при отношении h/D=2 снижается на 20–25 %, и протяжки, где режим h/D=2, ε=20 % является наименее нагруженным на третьем проходе (2,838 МН), что обеспечивает экономию энергии на 25–30 %. 2025-01-01T00:00:00Z