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 ,
Експериментально-розрахункове обґрунтування інтегральних теплофізичних характеристик ґрунтового масиву для чисельного моделювання ґрунтово-повітряного теплообмінника
(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2026) Ковязін, Олексій Сергійович; Парієв, Андрій Олександрович; Дереза, Олена Олександрівна; Дереза, Сергій Володимирович; Koviazin, Oleksii; Pariev, Andrey; Dereza, Olena; Dereza, Serhii
UA: У статті наведено результати експериментально-розрахункового визначення фізичних і тепло-фізичних характеристик ґрунту, які використовуються як вхідні параметри для чисельного моделювання роботи ґрунтово-повітряного теплообмінника системи геотермальної вентиляції. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю врахування фактичної неоднорідності ґрунтового профілю, оскільки літологічний склад, об’ємна густина, вологість і теплоакумулювальна здатність ґрунту істотно впливають на інтенсивність теплообміну між підземним повітропроводом і навколишнім ґрунтовим середовищем. Польові дослідження виконували на дослідному полігоні, де було змонтовано зразок системи геотермальної вентиляції. Під час ручного буріння свердловини здійснювали пошаровий відбір проб, визначали літологічний тип матеріалу, масу вилученої бурової порції, об’ємну густину та масову вологість. Межі окремих шарів встановлювали за результатами візуально-тактильного опису з урахуванням кольору, зернистості, пластичності, зв’язності, вологості та наявності включень. Отримані дані було узагальнено у вигляді стратиграфічної схеми з профілями зміни об’ємної густини та вологості за глибиною. Встановлено, що досліджуване середовище має неоднорідну літологічну будову та представлене послідовністю чорноземного шару, суглинків, супіску й глинрізної консистенції. Показано, що об’ємна густина загалом зростає з глибиною, тоді як розподіл вологості має немонотонний характер. Для потреб розрахункового експерименту неоднорідний профіль було подано як еквівалентне однорідне середовище з середньозваженими параметрами. На основі експериментально встановлених значень об’ємної густини, вологості та літологічного складу, а також довідкових даних для відповідних типів матеріалу, визначено еквівалентні значення коефіцієнта теплопровідності та питомої теплоємності ґрунту, які становлять відповідно 0,926 Вт/(м·К) і 920 Дж/(кг·К). Отримані результати можуть бути використані як вхідні дані для подальшого чисельного моделювання нестаціонарного теплообміну між повітряним потоком у підземному каналі та ґрунтовим масивом, що дає змогу уточнити прогноз температурного режиму ґрунтово-повітряного теплообмінника системи геотермальної вентиляції. /// EN: The article presents the results of an experimental and computational determination of the physical and thermophysical characteristics of soil used as input parameters for numerical modeling of an earth-to-air heat exchanger in a geothermal ventilation system. The relevance of the study is determined by the need to account for the actual heterogeneity of the soil profile, since lithological composition, bulk density, moisture content, and heat storage capacity of the soil significantly affect the intensity of heat transfer between the underground air duct and the surrounding soil medium. Field studies were carried out at an experimental site where a prototype geothermal ventilation system had been installed. During manual borehole drilling, layer-by-layer soil sampling was performed, and the lithological type of the material, the mass of the extracted drilling portion, bulk density, and gravimetric moisture content were determined. The boundaries of individual layers were established based on a visual-manual description, taking into account color, grain size, plasticity, cohesion, moisture condition, and the presence of inclusions. The obtained data were summarized in the form of a stratigraphic scheme with depth profiles of bulk density and moisture content. It was found that the studied medium has a heterogeneous lithological structure and is represented by a sequence of a chernozem layer, loams, sandy loam, and clays of different consistencies. The results show that bulk density generally increases with depth, whereas the moisture distribution is nonmonotonic. For the purposes of the computational experiment, the heterogeneous profile was represented as an equivalent homogeneous medium with weighted-average parameters. Based on the experimentally determined values of bulk density, moisture content, and lithological composition, as well as reference data for the corresponding material types, the equivalent values of soil thermal conductivity and specific heat capacity were determined as 0.926 W/(m·K) and 920 J/(kg·K), respectively. The obtained results can be used as input data for further numerical modeling of transient heat transfer between the airflow in the underground duct and the soil mass, which makes it possible to refine the prediction of the temperature regime of an earth-to-air heat exchanger in a geothermal ventilation system.
Access status: Open Access ,
Характеристика відмов елементів водопостачання для систем крапельного зрошення
(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2026) Журавель, Дмитро Павлович; Пастушенко, Сергій Іванович; Артьомов, Микола Прокопович; Волинкін, Микола Петрович; Zhuravel, Dmytro; Pastushenko, Serhii; Artomov, Mykola; Volynkin, Mykola
UA: У статті проведено системний аналіз досліджень відмов елементів водопостачання систем зрошення. Розглянуто основні типи відмов насосних станцій, трубопроводів, фільтраційних вузлів, краплинних ліній та систем автоматизації. Проаналізовано причини виникнення відмов, їх вплив на ефективність функціонування зрошувальних систем та методи оцінювання надійності. Встановлено ключові фактори, що визначають інтенсивність відмов, зокрема якість води, гідравлічні режими та рівень технічного обслуговування. Запропоновано напрями підвищення експлуатаційної надійності систем водопостачання. /// EN: Тhe article conducts a systematic analysis of studies of failures of water supply elements of irrigation systems. The main types of failures of pumping stations, pipelines, filtration units, drip lines and automation systems are considered. The causes of failures, their impact on the efficiency of irrigation systems and methods for assessing reliability are analyzed. Key factors that determine the intensity of failures are identified, in particular water quality, hydraulic modes and the level of maintenance. Directions for increasing the operational reliability of water supply systems are proposed. The stability of irrigation systems directly depends on the trouble-free operation of water supply elements – water intake structures, pumping stations, pressure and distribution pipelines, filtration equipment, shut-off and control valves and automation equipment. Failure of at least one of these components leads to a decrease in pressure and water consumption, uneven irrigation, excess electricity consumption, emergency downtime and, as a result, to a decrease in crop yields and economic losses. At the same time, a significant part of existing irrigation systems is characterized by a high degree of physical and moral wear and tear, which increases the likelihood of failures and complicates the provision of stable hydraulic modes. Hidden defects in pipelines, corrosion processes, cavitation phenomena in pumping equipment, water hammer, as well as clogging of filtration elements due to low water quality are of particular danger. Insufficient level of automation and technical diagnostics leads to untimely detection of malfunctions and transition of local defects into large-scale accidents. Despite the existence of separate studies in the field of reliability theory and operation of hydraulic systems, the issues of comprehensive assessment of the reliability of irrigation water supply systems remain insufficiently developed, in particular in terms of taking into account real operating conditions, variable loads and the impact of water quality on the durability of equipment. There is a need to improve methods of predicting failures, determining the intensity of their occurrence, assessing indicators of failure-freeness, durability and maintainability, as well as developing scientifically based recommendations for increasing the availability coefficient of systems.
Access status: Open Access ,
Вплив кута орієнтації круглого та трикутного спейсера на гідравлічний опір
(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2026) Гулієнко, Сергій Валерійович; Ясеньчук, Віталій Васильович; Huliienko, Serhii; Yasenchuk, Vitalii
UA: У статті представлено результати досліджень впливу кута орієнтації круглого та трикутного спейсера на гідравлічний опір у каналах зворотного осмосу. Метою роботи було проведення чисельного моделювання гідродинаміки процесу і порівняння втрат тиску для стандартних спейсерів із круглими нитками та нового запропонованого спейсера з трикутним перерізом за кутів 90° та 45°. Наукова новизна полягає у вперше системному аналізі взаємного впливу форми поперечного перерізу спейсера та кута розташування ниток на гідродинаміку каналу. Доведено, що трикутний профіль знижує перепад тиску на 20–30 % порівняно з круглим аналогом. Кут 45° для обох типів генерує вищий опір, ніж 90°, проте різниця між кутами для трикутних ниток менша, що свідчить про часткову компенсацію гідравлічних втрат завдяки оптимізованому обтіканню та зменшенню зон рециркуляції. Практична цінність дослідження полягає у запропонованому підході до розділення параметрів проектування: геометрія перерізу використовується для мінімізації ΔP, а кут орієнтації – для регулювання інтенсивності перемішування та стійкості до забруднення. Встановлено, що спейсер із трикутними нитками під 45° дозволяє зберегти переваги діагональної конфігурації щодо пригнічення концентраційної поляризації без критичного зростання енерговитрат. Отримані результати створюють теоретичну та інженерну основу для впровадження енергоефективних спейсерів у промислові мембранні модулі опріснення та очищення води. /// EN: The article presents the results of a study on the influence of the orientation angle of circular and triangular spacers on hydraulic resistance in reverse osmosis channels. The aim of the work was to perform numerical modeling of the process hydrodynamics and to compare pressure losses for standard spacers with circular filaments and a novel proposed spacer with a triangular cross-section at angles of 90° and 45°. The scientific novelty lies in the first systematic analysis of the mutual influence of the spacer filament cross-sectional shape and the filament orientation angle on the channel hydrodynamics. It was demonstrated that the triangular profile reduces the pressure drop by 20–30% compared to the circular counterpart. The 45° angle generates higher hydraulic resistance than 90° for both types of spacers. However, the difference between the angles is smaller for triangular filaments, indicating partial compensation of hydraulic losses due to optimized flow streamlining and reduced recirculation zones. The practical value of the study lies in the proposed approach to separating design parameters: the cross-sectional geometry is used to minimize ΔP, while the orientation angle is used to control the intensity of mixing and fouling resistance. It was established that the spacer with triangular filaments at 45° allows maintaining the advantages of the diagonal configuration in terms of concentration polarization suppression without a critical increase in energy consumption. The obtained results provide a theoretical and engineering basis for the implementation of energy-efficient spacers in industrial membrane modules for desalination and water treatment.
Access status: Open Access ,
Алгоритм формування обводу на основі області розташування еволюти монотонної кривої
(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2026) Гавриленко, Євген Андрійович; Мацулевич, Олександр Євгенович; Havrilenko, Yevhen; Matsulevych, Oleksandr
UA: Алгоритми геометричного моделювання кривих ліній із заданим поєднанням характеристик, що інтерполюють точкові ряди складної конфігурації, є основою розробки систем автоматизованого проектування виробів, обмежених функціональними поверхнями. Необхідні властивості поверхні забезпечуються характеристиками інтерполюючої кривої, яка використовується в якості елементу каркасу моделі, основними з яких є регулярна зміна значень кривини та мінімальна кількість особливих точок. У статті запропоновано спосіб формування послідовності, що складається із скільки завгодно великої кількості заданих вихідних і призначених проміжних точок, які можна інтерполювати монотонною кривою лінією. Спосіб є необхідним етапом створення алгоритму формування обводу, який із заданою точністю представляє криву лінію із заданими властивостями, що інтерпролює послідовність точок довільної конфігурації.Коректність запропонованих у роботі рішень підтверджує розв’язання тестового прикладу. /// EN: Algorithms for geometric modeling of curved lines with a given combination of characteristics interpolating point sequences of complex configurations form the basis for developing computer-aided design systems for products bounded by functional surfaces. The surface is modeled using ruled frameworks, the elements of which are formed by interpolating point sequences. The key characteristics of the interpolating curve, which ensure the required surface properties, are regular changes in curvature values and a minimal number of singular points. This article develops a method for generating a sequence consisting of an arbitrarily large number of specified initial and assigned intermediate points, which can be interpolated by a monotonic curve. The positions of the intermediate points are determined based on pre-assigned characteristics of the interpolating curve—the positions of normals and curvature values. All monotonic curves interpolating the generated point sequence and having assigned characteristics lie within the range of possible intermediate point locations in each section. The length of the specified ranges can be used to estimate the absolute error with which the resulting point sequence defines the interpolating curve. The method developed in this paper is a necessary step in creating a contour generation algorithm located within the boundaries of the possible location of a monotonic curved line. The results obtained in this paper complement those of previous studies. As a result, a contour generation algorithm has been proposed that, with a given accuracy, represents a regular curved line containing a minimum number of singular points and an interpolating sequence of points of arbitrary configuration. The correctness of the solutions proposed in this paper is confirmed by the solution to a test example.
Access status: Open Access ,
Обґрунтування та розв’язання задачі відтиску рідкої фази з капілярно-пористого тіла
(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2026) Білокінь, Ярослав; Дідур, Володимир Володимирович; Bilokin, Yaroslav; Didur, Volodymyr
UA: У статті розглянуто задачу математичного опису відтиску рідкої фази з деформівного капілярно-пористого тіла в умовах пресування. Показано, що складність процесу зумовлена одночасною зміною тиску в рідині та скелеті твердої фази, а також зміною проникності пористого середовища внаслідок його ущільнення. Для опису процесу запропоновано два підходи: розв’язання диференціального рівняння відтиску за сталого коефіцієнта напірної провідності та розв’язання нелінійної задачі зі змінним коефіцієнтом, який залежить від тиску. Для побудови розв’язку використано метод Бубнова-Гальоркіна, поліноми Лежандра, матричний апарат і чисельне інтегрування методом Ейлера. Встановлено, що модель зі сталим коефіцієнтом напірної провідності дозволяє описати загальні закономірності процесу, однак не забезпечує потрібної точності. Більш адекватним є підхід зі змінним коефіцієнтом напірної провідності, для якого застосовано підстановку Кірхгофа та отримано нелінійну систему звичайних диференціальних рівнянь. Результати можуть бути використані для аналізу процесів пресування олійних матеріалів і для інженерного обґрунтування параметрів шнекових пресів. /// EN: Oily material during pressing is a complex multicomponent system in which compaction of the solid phase, redistribution of load between the liquid and the skeleton, filtration of the liquid phase and change in permeability of the capillary-porous structure occur simultaneously. It is this deformation variability of the medium that complicates the mathematical description of the impression process and does not allow us to limit ourselves to simplified models with constant parameters. The aim of the work is to substantiate the mathematical formulation and solution of the problem of liquid phase imprinting from a capillary-porous body taking into account the deformation of the porous medium, as well as to compare approaches for a constant and variable pressure conductivity coefficient. The article substantiates and solves the problem of liquid phase expression from a capillary-porous body under pressing conditions. It is shown that the main difficulty of the process lies in the coupled evolution of liquid pressure, solid skeleton pressure, and permeability of the deformable porous medium. Two approaches are considered: a linear model with a constant pressure-conductivity coefficient and a nonlinear model with a pressure-dependent coefficient. The Bubnov–Galerkin method, Legendre polynomials, matrix transformations, Kirchhoff substitution, and Euler numerical integration were applied to obtain the solution. It was found that the constant-coefficient model reproduces the general trend of pressure redistribution but does not provide sufficient accuracy for describing the real pressing process. The nonlinear formulation with a variable pressure-conductivity coefficient provides a more adequate description of liquid phase expression from the porous material. The obtained results can be used for the analysis and engineering design of screw presses and other equipment for oil-bearing material processing.