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

Вимоги щодо розміщення матеріалів у репозитарії ТДАТУ

ISSN: 2524-0714

Сайт Університету

Сайт Бібліотеки

Електронні архіви України

Фонди

Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.

Зараз показуємо 1 - 5 з 22

Нові надходження

Access status: Open Access ,
Оптимізація розташування штучних водоймищ для зрошування угідь сільськогосподарського призначення
(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Дереза, Олена Олександрівна; Dereza, Olena; Мацулевич, Олександр Євгенович; Matsulevych, Oleksandr; Тетервак, Ілля Романович; Tetervak, Illia; Супрун, Максим Володимирович; Suprun, Maksym
UA: Удосконалення схеми розміщення штучних басейнів — це процедура пошуку найбільш раціональних локацій для їхнього облаштування з огляду на комплекс чинників (гідрологічних, фінансових, природоохоронних). Цей процес зазвичай базується на використанні математичного апарату та ГІС-інструментарію для досягнення багатоцільового використання (зрошення, водозабезпечення, відпочинок), гарантування стабільності роботи та зменшення екологічних ризиків шляхом інтеграції об'єктів у локальну гідрографічну систему. У дослідженні представлено формулювання проблеми та побудовано алгоритм для обчислення раціональної кількості та позицій розташування універсальних водойм. Описано метод формалізації ключових обмежень досліджуваної задачі. /// EN: It is widely recognized that the steppe zone faces a significant deficit of natural water sources suitable for the irrigation of agricultural crops. In our view, the implementation of artificial reservoirs dedicated to crop irrigation could effectively address the shortage of natural water bodies. Nevertheless, the construction of such artificial reservoirs necessitates the allocation of productive agricultural land. Furthermore, given the frequent occurrence of fire hazards within these steppe regions, the strategic proximity of fire-safety reservoirs would be highly advantageous. Following the preliminary analysis, there is an evident necessity to establish a model for optimizing the positioning of multifunctional artificial reservoirs. These structures must simultaneously satisfy the demands for agricultural irrigation and guarantee a consistent water supply for firefighting operations. The optimization of artificial reservoir placement is a process of identifying the most effective locations, considering a diverse range of factors (including hydrological, economic, and environmental aspects). This often involves the use of mathematical modeling and GIS technologies to achieve multifunctionality (encompassing land reclamation, water supply, and recreation), ensure operational reliability, and minimize ecological impact by integrating these bodies into the regional hydrographic network. This research presents and develops a framework for optimizing the placement of multifunctional reservoirs designed to meet both agricultural irrigation requirements and firefighting needs. It is demonstrated that this problem falls within the category of geometric design optimization, specifically the optimal coverage of designated objects while considering "centres of gravity." Subsequent studies will focus on analyzing the space of feasible solutions and formulating a precise methodology for solving this optimization task.
Access status: Open Access ,
Математична модель процесу осадження твердих частинок у профілюючій проточній частині очищувача динамічного типу
(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Панченко, Ігор Анатолійович; Panchenko, Ihor; Лупинос, Герман Віталійович
UA: У статті досліджено процес осадження твердих частинок у профілюючій проточній частині очищувача динамічного типу, що використовується для очищення робочих рідин у гідравлічних системах. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення якості очищення за одночасного забезпечення високої продуктивності та компактності очищувального обладнання. Метою роботи є розроблення математичної моделі процесу осадження твердих частинок з урахуванням конструктивних і функціональних параметрів профілюючої проточної частини. Фізичну модель побудовано на основі опису руху в’язкої ньютонівської рідини між паралельними горизонтальними дисками за умов осьової симетрії та малих чисел Рейнольдса. На основі рівнянь Нав’є-Стокса та рівняння нерозривності отримано аналітичні залежності для розподілу швидкостей і тиску в проточній частині очищувача. Для опису руху твердих частинок сформульовано систему рівнянь, що враховує дію сили тяжіння, в’язкого опору та переносного руху разом із потоком рідини. Запропоновано чисельний алгоритм визначення траєкторій частинок, який дозволяє оцінювати умови їх осадження та визначати ефективність очищення. Отримані результати можуть бути використані для інженерного розрахунку та оптимізації конструктивних параметрів очищувачів динамічного типу. /// EN: This article examines the process of solid particle sedimentation in the flow-through section of a dynamic cleaner, which is widely used to clean hydraulic fluids in hydraulic systems. Increasing demands on cleaning quality and the increasing intensity of hydraulic equipment use necessitate improved analysis and design methods for such cleaners based on scientifically validated mathematical models. The aim of this study is to develop a mathematical model of the solid particle sedimentation process based on the design and functional parameters of the profiling flow-through section of a dynamic cleaner. To achieve this goal, a physical model of the process is constructed, based on the description of the motion of a viscous Newtonian fluid between parallel horizontal disks under conditions of axial symmetry and low Reynolds numbers. Based on the Navier-Stokes equations and the continuity equation, analytical relationships are obtained for the velocity and pressure distribution in the flow-through section of the cleaner. The influence of geometric parameters, in particular, the distance between the disks and the radius of the flow-through section, as well as the physical properties of the fluid on the hydrodynamic characteristics of the flow is demonstrated. It has been established that decreasing the inter-disc gap leads to an increase in the pressure drop and the velocity of radial fluid movement, which significantly affects the conditions for solid particle settling. To describe the motion of solid particles, a system of differential equations is presented that takes into account the effects of gravity, viscous drag, and translational motion along with the fluid flow. A numerical algorithm for determining particle trajectories based on the Euler method is proposed, enabling the estimation of the settling coefficient and the determination of conditions for the effective removal of solid impurities from the working fluid. The obtained results can be used for engineering calculations and optimization of the design parameters of dynamic separators, as well as for the development of software tools for analyzing sedimentation processes in multiphase hydrodynamic systems.
Access status: Open Access ,
Модель гідравлічного приводу мехатронної системи з планетарним гідромотором
(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Рожнятовський, В. В.; Засядько, Андрій Іванович
UA: У статті розглянуто проблему підвищення ефективності та надійності гідроприводів самохідної техніки шляхом удосконалення методів аналізу динамічних процесів у гідроагрегатах з планетарними гідромоторами. Показано, що робота таких гідроприводів у змінних режимах супроводжується нестаціонарними гідравлічними та механічними процесами, які суттєво впливають на вихідні характеристики, енергетичні втрати та ресурс елементів системи. Встановлено, що існуючі методи розрахунку переважно базуються на спрощених стаціонарних моделях і не дозволяють у повній мірі врахувати взаємодію системи роторів та розподільної системи планетарних гідромоторів, а також вплив змінних навантажень. У роботі обґрунтовано доцільність застосування комплексних математичних моделей, які поєднують опис гідравлічних і механічних процесів та дають змогу досліджувати зміну тиску і крутного моменту в перехідних режимах роботи. Запропоновано підхід до дослідження динамічних характеристик гідроагрегатів з планетарними гідромоторами, який дозволяє оцінювати зміну тиску, витрати робочої рідини та крутного моменту в перехідних режимах роботи. Особливу увагу приділено аналізу впливу конструктивних параметрів планетарного гідромотора, зокрема геометрії робочих камер і характеристик розподільного блока, на нерівномірність крутного моменту та пульсації тиску. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та модернізації гідроприводів мобільної техніки з планетарними гідромоторами. /// EN: This article examines the pressing scientific and technical challenge of increasing the efficiency of mechatronic hydraulic drives in self-propelled vehicles by improving methods for analyzing and modeling dynamic processes in hydraulic drives with planetary hydraulic motors. Modern self-propelled vehicles operate under variable loads and frequent starts and stops, leading to the emergence of non-stationary hydraulic and mechanical processes that significantly impact the output characteristics of hydraulic drives and their components. This paper analyzes current scientific research, revealing that existing hydraulic drive calculation methods are primarily based on simplified steady-state models and do not fully account for the dynamic interaction of the rotor system and the distribution system of planetary hydraulic motors, the compressibility of the working fluid, and the impact of non-stationary loads. Therefore, the need for an integrated modeling approach that combines the description of hydraulic and mechanical processes in a single mathematical model is justified. An approach to studying the dynamic characteristics of mechatronic hydraulic drives with planetary hydraulic motors is proposed. This approach allows for assessing changes in pressure, flow rate, torque, and rotational speed during transient operating conditions. Particular attention is paid to analyzing the influence of planetary hydraulic motor design parameters, in particular, the presence of a diametrical gap between the rotors and changes in the cross-sectional area of the distribution system, on the output characteristics of hydraulic drives and their components. The obtained results indicate that accounting for dynamic processes in mathematical models allows for improved accuracy in predicting the performance characteristics of mechatronic hydraulic drives with planetary hydraulic motors and creates the prerequisites for informed selection of design parameters during their design and modernization. The practical value of this work lies in the potential use of the proposed approaches in the development of energy-efficient hydraulic drives with planetary hydraulic motors and in further research aimed at optimizing their dynamic and energy performance.
Access status: Open Access ,
Методика розрахунку функціональних поверхонь насадок для фонтанів із заданими характеристиками
(Одеса : Видавничий дім “Гельветика”, 2024) Гавриленко, Євген Андрійович; Havrilenko, Yevhen; Антонова, Галина Володимирівна; Antonova, Halyna; Чаплінський, Андрій Петрович; Chaplinskyi, Andriy; Спірінцев, Д. В.
UA: Проведено аналітичний огляд конструктивних особливостей фонтанних насадок. Встановлено, що технічні огріхи при їх виготовленні перешкоджають формуванню чіткої геометрії водного малюнка, спричиняють надмірне розбризкування, збільшують енерговитрати насосного обладнання та провокують виникнення зайвого шуму. Такі дефекти призводять до невідповідності виробу проектним характеристикам та ускладнюють його подальшу експлуатацію. Для подолання вказаних проблем розроблено математичний підхід до обчислення параметрів профілю насадки. В основі методу лежить побудова робочої поверхні шляхом інтерполяції дискретно представлених кривих (ДПК) із застосуванням серединних перпендикулярів. Паралельно з теоретичною методикою створено програмний комплекс для автоматизованого проектування деталей у середовищі CAD-системи AutoCAD. /// EN: The primary goal of any fountain installation is to enable the dynamic motion of water. To build visually appealing compositions, it is essential to have an adequate supply of water, which can be sourced from natural or man-made reservoirs, as well as pools. The selection of a water storage solution is closely linked to the specific fountain category and the intended visual outcomes. These outcomes vary from gentle, smooth flows and small creeks to energetic waterfalls, high altitude vertical jets, or sophisticated spatial arrangements created by multiple specialized nozzles. When engineering the hydraulic network and choosing pump equipment, it is vital to account for the precise pressure and flow rate requirements of each nozzle. The most suitable material for the production of hydraulic nozzle components is specialized copper-based alloys. Such materials demonstrate high resistance to corrosion, ensuring that no surface cavities develop during long-term exposure to water, while also being cost-effective and easy to machine or polish with precision. Once the nozzle type is selected based on the desired visual effect, focus must be placed on its operational range, how it reacts to water level changes, the amount of noise it produces, and its stability under wind conditions, which affects the splash radius. An investigation into fountain nozzle architectures revealed that substandard manufacturing prevents the creation of accurate water geometries and leads to excessive splashing and increased energy consumption by the pump. Furthermore, such nozzles often fail to meet their specified technical data, causing acoustic issues and operational difficulties that hinder the full realization of the original fountain design. To resolve these technical gaps, a mathematical approach for determining nozzle profile points has been introduced, utilizing surface construction via Discrete Point Curve interpolation and the method of perpendicular bisectors. Along with this geometric modeling framework, a software tool has been created to facilitate automated design within the AutoCAD environment.
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 Сергійович
UA: 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.