ElarTSATU
Електронний Інституційний репозитарій Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного.
Ласкаво просимо на сайт Інституційного репозитария Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного!
Наш електронний архів накопичує, зберігає і надає вільний, довгостроковий доступ до електронних версій наукових публікацій,
науково-методичних і навчальних матеріалів, створених науковцями, аспірантами та студентами ТДАТУ.
Надсилайте Ваші матеріали на е-mail: lib.nauka@tsatu.edu.ua
Положення про репозитарій ТДАТУ
Вимоги щодо розміщення матеріалів у репозитарії ТДАТУ
ISSN: 2524-0714
Фонди
Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.
Нові надходження
Item type:Документ, Access status: Open Access , Вплив шляху змішування на процес диспергування в струминному гомогенізаторі молока(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Ковальов, Олександр Олександрович; Kovalov, Oleksandr; Самойчук, Кирило Олегович; Samoichuk, Kyryl; Паляничка, Надія Олександрівна; Palianychka, Nadiia; Панов, Іван СергійовичUA: Дослідження присвячено аналізу процесу гомогенізації молока в струминному гомогенізаторі з роздільною подачею жирової фази. Основною метою роботи було визначення ключових механізмів подрібнення жирових кульок та розробка теоретичних передумов для створення математичної моделі процесу. В якості об’єкта дослідження розглядається лабораторний зразок струминного гомогенізатора, потік у якому моделюється як затоплений турбулентний струмінь. Ключовим результатом аналітичних розрахунків є визначення впливу геометрії робочої зони – діаметра конфузора в місці найбільшого звуження (dк). Встановлено, що його зменшення до 2 мм призводить до підвищення дотичних напружень до 1,1·10-4 Па, що є оптимальним для інтенсифікації процесу. Проте, розрахована товщина граничного шару, в якому створюються максимальні градієнти швидкості, виявилася надзвичайно малою – від 1,2·10⁻³ мм до 5,3·10⁻² мм. Це дозволяє зробити висновок про другорядну роль механізму руйнування безпосередньо біля твердої поверхні. Наукова новизна роботи полягає у кількісному обґрунтуванні домінуючого механізму диспергування – подрібнення за рахунок різниці швидкостей фаз. Розрахована величина шляху змішування (lзм = 0,78–1,56 мм для dк = 2–4 мм) та аналіз динаміки процесу дозволили встановити, що саме досягнення критичного значення критерію Вебера за рахунок високої швидкості знежиреного молока (>24,5 м/с) є визначальним фактором. Інші досліджені механізми (осциляція, руйнування турбулентними пульсаціями) визнані другорядними через відсутність умов для резонансу або незначний обсяг зони їхньої дії. Отримані результати є основою для подальшого моделювання та проектування енергоефективних струминних гомогенізаторів. /// EN: This study investigates the milk homogenization process in a jet homogenizer with separate injection of the fat phase. The primary objective was to identify the dominant mechanisms governing fat globule breakup and to establish theoretical foundations for the development of a mathematical model of the process. A critical review of existing homogenization mechanisms— including disruption caused by longitudinal and transverse velocity gradients, centrifugal effects, bubble-induced breakup, and related phenomena-is presented. An alternative approach is proposed, based on maximizing the relative velocity between the dispersed phase (cream) and the continuous phase (skim milk), which is considered the key factor for effective dispersion in jet based systems. The experimental object is a laboratory-scale jet homogenizer, where the flow is modeled as a submerged turbulent jet, a configuration commonly used in food process engineering analyses. The analytical study focuses on the influence of the working zone geometry, particularly the diameter of the converging section at the point of maximum constriction (dк). It was found that reducing dк to 2 mm increases the shear stress up to 1.1·10-4 Pa, which is favorable for homogenization intensification. At the same time, the calculated thickness of the hydrodynamic boundary layer, where the highest velocity gradients occur, was extremely small (1.2·10⁻³–5.3·10⁻² mm), indicating a limited contribution of wall-induced breakup mechanisms. The scientific novelty of this work lies in the quantitative justification of the dominant dispersion mechanism—fat globule breakup driven by interphase velocity differences. The calculated mixing path length (lmix=0.78–1.56 mm for dк=2–4 mm), together with the dynamic analysis of the flow, demonstrates that achieving the critical Weber number due to the high velocity of the continuous phase (~24.5 m/s) is the governing factor of the homogenization process. Other mechanisms, such as oscillatory deformation and breakup caused by turbulent fluctuations, were found to be secondary due to the lack of resonance conditions or the limited spatial extent of their effective regions. The results obtained form a basis for further modeling and design of energy efficient jet homogenizers for dairy applications.Item type:Документ, Access status: Open Access , Вплив конструкції проточної частини на ефективність гравітаційного очисника робочих рідин(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Рожнятовський, В. В.; Засядько, Андрій Іванович; Zasiadko, AndriiUA: Статтю присвячено дослідженню процесів очищення робочих рідин від твердих механічних домішок із використанням гравітаційних очищувачів. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення надійності та ресурсу гідравлічних систем промислового обладнання і самохідної техніки, ефективність яких значною мірою визначається чистотою робочих рідин. Наявність твердих частинок у робочому середовищі призводить до інтенсивного зношування елементів гідроагрегатів і погіршення їх експлуатаційних характеристик. Виконано аналіз конструкцій гравітаційних очищувачів, які класифіковано за кінематичним станом очищуваної рідини на очищувачі статичної, періодичної та динамічної дії. Показано, що гравітаційні методи очищення характеризуються простотою конструкції та низькою енергоємністю, однак їх ефективність знижується при очищенні в’язких робочих рідин. Основну увагу приділено дослідженню руху твердої частинки у в’язкій рідині під дією гравітаційного поля з урахуванням сил тяжіння, Архімеда та в’язкісного опору. Отримано аналітичні залежності для визначення швидкості усталеного осідання та часу неусталеного руху частинок. Показано, що час розгону частинки є незначним порівняно із загальним часом осадження, що дозволяє використовувати швидкість усталеного руху при інженерних розрахунках. На основі розрахункових даних встановлено вплив розмірів і густини частинок, а також в’язкості робочої рідини на тривалість осадження та продуктивність гравітаційних очищувачів. Сформульовано рекомендації щодо підвищення якості очищення шляхом зменшення висоти шару рідини, збільшення площі осаджувальної поверхні та оптимізації конструкції очищувачів. /// EN: This article explores the process of removing hard mechanical impurities from hydraulic fluids using gravity-fed purifiers of various designs. The relevance of this work stems from increasing demands on the reliability and durability of hydraulic systems in industrial equipment and self-propelled vehicles, whose efficiency largely depends on the purity of the hydraulic fluids. The presence of solid particles in hydraulic fluids leads to intensive wear of hydraulic unit components, reducing their service life and degrading their performance. An analysis of existing gravity-based purifier designs was conducted, categorizing them based on the kinematic state of the fluid being purified into static, intermittent, and dynamic purifiers. The gravity-based purifier methods discussed combine simple design, low energy consumption, and environmental safety, but are characterized by reduced efficiency when purifying viscous working fluids. The focus is on studying the motion of a solid particle in a viscous fluid under the influence of a gravitational field, taking into account gravity, Archimedes' forces, and viscous drag. Based on classical principles of fluid mechanics, analytical relationships are derived for determining the particle's steady-state velocity, acceleration time, and the distance traveled before reaching a stable velocity. It is established that the time of unstable particle motion and the corresponding distance are insignificant compared to the total settling time, allowing the steady-state settling velocity to be used in engineering calculations. The results of calculations of the sedimentation parameters of particles of various natures and sizes in working fluids with significantly different viscosities are presented. The influence of the physical and mechanical properties of the particles and the working fluid on the duration of the sedimentation process and the performance of gravity cleaners is determined. The role of particle coagulation as a factor contributing to increased cleaning efficiency is substantiated. Based on the research results, recommendations were formulated for improving the quality of gravity cleaning of working fluids by reducing the liquid layer height, increasing the sedimentation surface area, reducing the viscosity of the medium, and optimizing the design of the cleaner's flow path. The obtained results can be used in the design and improvement of dynamic gravity cleaners as part of multi-stage cleaning systems for working fluids.Item type:Документ, Access status: Open Access , Комп’ютерне проектування змішувачів рідин(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Яблонський, П. М.; Yablonskyi, P.; Вершков, Олександр Олександрович; Vershkov, Oleksandr; Михайленко, Олена Юріївна; Mykhailenko, Olena; Супрун, Максим Володимирович; Suprun, MaksymUA: Ефективність сільськогосподарського виробництва безпосередньо корелює з якісним станом ґрунтів, зокрема їхньою родючістю. Останнім часом зафіксовано тенденцію до деградації орного шару через виснаження запасів гумусу. Для запобігання втраті продуктивності земель та відновлення структури ґрунту критично важливим є застосування органічних добрив, зокрема компосту – багатокомпонентної суміші, що утворюється в процесі біологічного розкладання. Процес збагачення ґрунтів поживними розчинами реалізується за допомогою спеціалізованих агрегатів, оснащених механізмами для попереднього перемішування активних речовин. У даному дослідженні проведено аналітичний огляд конструктивних рішень сучасних механічних змішувачів та ідентифіковано їхні функціональні недоліки. Використовуючи розрахункову схему для встановлення координат точок згущення дискретно представлених кривих (ДПК), розроблено математичний алгоритм згущення на базі методу серединних перпендикулярів. Запропонована процедура включає такі етапи: обчислення величин кутів суміжності; визначення лінійних параметрів ланок базової супроводжуючої ламаної лінії (СЛЛ); розрахунок вертикального відхилення (перевищення) точок згущення щодо відповідних хорд; обчислення просторових координат точок згущення. /// EN: The yield efficiency is directly influenced by numerous conditions, with soil fertility being a primary determinant. At present, a decline in humus levels within the topsoil is being observed. This trajectory threatens to render the soil unproductive; therefore, the integration of organic fertilizers is essential for securing high crop yields and maintaining the integrity of cultivated areas. These organic nutrients are introduced as a complex blend of decomposed materials, commonly referred to as compost. Liquid mineral fertilisers have a number of advantages: high efficiency of application in any climatic zones, including arid ones; high uniformity of nutrient application is ensured; losses are reduced; does not contain harmful impurities and fully complies with increased environmental requirements; when applied, it ensures immediate delivery of nutrients to the seeds; reduction of transportation, unloading, storage and application costs by 25–30% compared to granulated complex fertilisers; full mechanisation of the process. The enrichment of productive soils with nutrient-rich solutions is performed using specialized machinery equipped with mechanical components for homogenizing these fluids prior to field distribution. This study evaluates current mechanical mixer configurations and highlights specific structural limitations within existing designs. Utilizing a computational framework for identifying the coordinates of Discrete Point Curve (DPC) densification points, a refinement algorithm based on the method of perpendicular bisectors (median perpendiculars) is introduced. For these types of mixer architectures, the most effective engineering approach involves generating an internal curvilinear geometry. This is achieved by densifying a discretely defined set of profile points using the perpendicular bisector methodology. The proposed procedure consists of the following steps: calculation of the adjacency (contiguity) angles; determination of the segment lengths for the primary Accompanying Broken Line (SLL); calculation of the vertical offsets (elevations) of the new densification points relative to their respective chords; establishment of the precise spatial coordinates for the densification points. The subsequent phase of this research will focus on creating specialized software tools to automate the design of these mixer working surfaces within CAD environments such as AutoCAD and SolidWorks.Item type:Документ, Access status: Open Access , Оцінка технічного стану моторних масел за характеристичними показниками в процесі експлуатації двигунів сільськогосподарських машин(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Панченко, Ігор Анатолійович; Panchenko, Ihor; Лупинос, Герман ВіталійовичUA: У статті розглянуто проблему забезпечення надійності експлуатації двигунів внутрішнього згоряння сільськогосподарської техніки шляхом дослідження зміни якісних показників моторних масел у процесі їх роботи. Показано, що в умовах реальної експлуатації мобільних сільськогосподарських машин моторне масло зазнає інтенсивних фізико-хімічних перетворень, обумовлених дією високих температур і тисків, контактом з продуктами неповного згоряння палива, накопиченням механічних домішок і води, а також поступовим спрацьовуванням пакета присадок. В результаті цих процесів відбувається погіршення мастильних, протизносних та захисних властивостей олії, що негативно впливає на технічний стан та ресурс двигунів. Метою дослідження є встановлення закономірностей зміни характеристичних параметрів моторних масел залежно від напрацювання двигуна. У роботі використано експериментальну методику відбору та аналізу проб моторного масла з визначенням лужного і кислотного чисел, протизношувальних і протизадирних властивостей, в’язкісних характеристик та температури спалаху. Встановлено, що найбільш інформативними показниками технічного стану моторного масла є лужне число та протизношувальні властивості, граничні значення яких досягаються при напрацюванні 200–250 мотогодин. Обґрунтовано доцільність визначення строків заміни моторних масел за їх фактичним технічним станом, що дозволяє підвищити надійність експлуатації двигунів та знизити експлуатаційні витрати. /// EN: This article examines the problem of ensuring the reliable operation of internal combustion engines in agricultural machinery by studying changes in the quality parameters of motor oils during operation. It is shown that under real-life operating conditions of mobile agricultural machinery, motor oil undergoes intense physicochemical transformations caused by high temperatures and pressures, contact with incomplete combustion products, accumulation of mechanical impurities and water, and the gradual degradation of the additive package. These processes result in a deterioration in the lubricating, anti-wear, and protective properties of the oil, which negatively impacts the technical condition and service life of the engines. The aim of the study is to establish patterns in the changes in motor oil characteristics depending on the operating time of agricultural machinery engines and to substantiate informative rejection indicators that can be used to determine replacement intervals or the feasibility of oil regeneration. To achieve this goal, an experimental method was used, periodically collecting motor oil samples from engine crankcases, followed by determining its physicmechanical and service properties in accordance with current regulatory documents. The research assessed the base and acid numbers, kinematic viscosity, flash point, and the anti-wear and extreme pressure properties of the oil. The research revealed that the accumulation of mechanical impurities and water in engine oil after up to 300 engine hours does not reach maximum permissible values and cannot be used as a determining criterion for its ultimate state. It was shown that changes in kinematic viscosity and flash point are associated with fuel contamination of the engine oil; however, after the engine's thermal conditions stabilize, their values remain within acceptable limits. At the same time, it was established that the most informative indicators of the technical condition of engine oil are the base number and anti-wear properties, a decrease of more than 60% from the initial level observed after 200-250 engine hours, requiring the discontinuation of further oil use. The study substantiated the feasibility of switching from scheduled engine oil changes to changes based on their actual technical condition. The proposed approach allows for increasing the reliability of agricultural machinery engines, reducing the wear rate of their main components, and cutting operating costs.Item type:Документ, Access status: Open Access , Комп’ютерне моделювання складових одиниць змішувачів водних розчинів(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Мацулевич, Олександр Євгенович; Matsulevych, Oleksandr; Дереза, Олена Олександрівна; Dereza, Olena; Дереза, Сергій Володимирович; Dereza, Serhii; Чаплінський, Андрій Петрович; Chaplinskyi, AndriyUA: У роботі досліджено аспекти цифрового моделювання специфічних деталей та вузлів, що інтегруються у водопровідні мережі. Комплекси господарсько-питного призначення, а також системи зворотного та повторного водокористування є стратегічним сегментом водогосподарської інфраструктури держави. Стабільне та безаварійне функціонування таких мереж безпосередньо зумовлене обґрунтованим визначенням гідравлічних показників, характеристик трубопровідних магістралей, регулювальної арматури, а також параметрів напірних об’єктів та накопичувальних резервуарів. Прогнозування експлуатаційних властивостей та вирішення багатьох прикладних завдань у роботі систем водопостачання стає можливим ще на етапі розробки завдяки впровадженню актуальних інструментів програмування, методів симуляції та аналітичного прогнозування. Створення моделей для окремих компонентів та технічних модулів водопровідної інфраструктури дозволяє не лише розв'язати питання збільшення ресурсу використання згаданих систем, а й забезпечує оптимізацію економічних витрат під час експлуатації більшості комплексів розподілу та споживання води на об'єктах водогосподарської сфери. /// EN: The study examines the aspects of simulating specific components and assembly units integrated into water distribution networks. Utility and potable water supply infrastructures, along with recycling and closed-loop water systems, constitute a vital segment of the national water management sector. The consistent and fail-safe performance of such networks is contingent upon the strategic selection of hydraulic metrics and the technical properties of piping, valves, control fittings, pressure-regulating facilities, and storage reservoirs. Numerous challenges and operational behaviors inherent to water supply infrastructures can be anticipated during the engineering phase by leveraging contemporary programming tools, digital simulation, and predictive analysis. Modeling separate elements and technical modules of water networks not only addresses the practical goal of prolonging the operational lifespan of these systems but also enables the enhancement of economic efficiency across most water allocation and utilization facilities. Rising costs for water resources, electricity, and other operational supplies necessitate a focused approach toward the engineering, design, and iterative refinement of individual components through advanced modeling technologies. Solid modeling is identified as the most effective methodology for developing simulations of aqueous solution mixers. The generation of various views, cross-sections, and dynamic animations facilitates the visualization of internal processes occurring during the interaction of water and chemical reagents within the equipment. In the current engineering landscape, the development of solid-body models is essential, as it permits rapid prototyping and immediate design modifications. The acceleration of the modeling process contributes positively to the return on investment, which is a critical factor when managing the volumetric and qualitative parameters of water in recirculating supply systems.