EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Электротехнический комплекс для измерения температур плазменных потоков при поверхностной модификации стекла
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2012) Авдеев, Игорь Викторович; Шрам, Александр Анатольевич; Авдєєв, Ігор Вікторович; Шрам, Олександр Анатолійович; Avdeev, I.; Shram, A.
RU: В статье рассмотрен электротехнический комплекс для измерения температур рабочих потоков низкотемпературной плазмы на основе нестационарного метода динамической термопары.
UK: У статті розглянуто електротехнічний комплекс для вимірювання температур робочих потоків низькотемпературної плазмі на основі нестаціонарного методу динамічної термопари.
EN: The electrotechnical complex for temperature measurement fluxes of the low-temperature plasma based on the transient method of dynamic thermocouple is considered in the article.
Алгоритми моделювання процесів технічного обслуговування за станом складних радіоелектронних об’єктів
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2018) Жиров, Г. Б.; Лєнков, Є. С.; Zhyrov, G. В.; Lenkov, E. S.
UK: Актуальність. Розробка складних радіоелектронних об’єктів та проведення їх технічного обслуговування неможлива без розробки моделей та програмних засобів, які б дані процеси оптимізували. Для цього у роботі розроблені відповідні алгоритми, які є частиною програмних засобів, що є актуальною задачею.
Мета. Метою даної роботи є розробка підходів щодо підвищення показників надійності об’єкта та зменшення вартості його експлуатації на основі використання імітаційного статистичного моделювання.
Метод. Метод дослідження базується на ідеї, що технічний стан об’єкта визначається технічним станом його елементів, а для визначення технічного стану елемента використовується поняття визначального параметра. Значення параметра можна контролювати засобами діагностування. В якості моделей відмов елементів використовується DN-розподіл.
Результати. Розроблені алгоритми являють складову частину імітаційної статистичної моделі об’єкта. Проведення моделювання дозволяє визначити оптимальні конструктивні характеристики об’єкта та параметри проведення його технічного обслуговування, а критеріями виступають максимізація показників надійності та мінімізація вартості експлуатації об’єкта.
Висновки. Наукова новизна роботи полягає в удосконаленні алгоритмів проведення технічного обслуговування за станом, які на відміну від існуючих використовують прогнозний параметр середньої швидкості деградації визначального параметра елемента на основі моделі трипараметричного експоненціального згладжування.
Практичне значення полягає у розробці алгоритмів, що покладені в основу програмного забезпечення, яке реалізує процес визначення показників надійності та вартості експлуатації об’єкта радіоелектронної техніки від конструктивного складу самого об’єкта та від параметрів проведення технічного обслуговування.
EN: Context. Development of complex radioelectronic facilities and maintenance is impossible without the development of models and software, to optimize these processes. For this, the corresponding algorithms have been developed in the work, which are part of the software, which is an urgent task.
Objective. The purpose of this work is to develop approaches to improve the reliability of the object and reduce the cost of its operation based on the use of simulation statistical modeling.
Method. The method of investigation is based on the idea that the technical state of an object is determined by the technical state of its elements, and the concept of a determining parameter is used to determine the technical state of an element. The value of the parameter can be controlled by means of diagnostics. As the models of element failures, a DN-distribution is used.
Results. The developed algorithms are an integral part of the simulation statistical model of the object. The simulation allows to determine the optimal design characteristics of the object and the parameters of its maintenance, and the criterion is to maximize reliability indicators and minimize the cost of operating the facility.
Conclusions. The scientific novelty of the work is to improve the state maintenance algorithms, which, unlike the existing ones, use the predictive parameter of the average degradation rate of the element’s determining parameter based on the three-parameter exponential smoothing model.
Practical value consists in the development of algorithms that form the basis of software that implements the process of determining reliability indicators and the cost of operating an object of radioelectronic equipment from the structural composition of the facility itself and the parameters of maintenance.
Investigation of pH effect on hydroxyapatite formation in plasma electrolitic oxidation process in titanium alloys
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2016) Kossenko, A.; Lugovskoy, S.; Astashina, N.; Kazanski, B.; Koссенкo, A.; Луговськой, С.; Асташина, Н.; Казанський, Б.
EN: Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) was performed on Ti in electrolyte containing calcium acetate monohy-drate (Ca(CH3COO)2(Ca (CH3 COO)2 H2O)H2O) and sodium phosphate monobasic dehydrate (Na2HPO4(Ca (CH3 COO)2 H2O)2H2O) using a pulse power supply. Scanning electron microscopy (SEM) with EDS and X-ray diffraction (XRD) were employed to characterize the microstructure, elemental composition and phase components of the coatings. All oxidized coatings contained Ca and P as well as Ti and O, and the porous coatings were composed of anatase, rutile and hydroxyapatite. After hydrothermal treatment, the hydroxyapatite was precipitated on the surface of the sample plate obtained by PEO and the hydroxyapatite thickness was about 15 µm.
UK: Плазмове електролітичне оксидування (ПЕО) проводили на Ti в електроліті моногідрата ацетату кальцію (Ca(CH3COO)2(Ca (CH3 COO)2 H2O)H2O) і дигідрату одноосновного фосфату натрію (Na2HPO4(Ca (CH3 COO)2 H2O)2H2O), використовуючи імпульсне джерело живлення. Дослідження характеристик мікроструктури, елементний склад і фазовий склад компонентів покриттів проводили за допомогою скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) і рентгенівської дифракції. Усі окислені покриття містили Ca і P, Ti і O, а також пористі покриття складалися з анатазу, рутилу і гидроксиапатита. Після гідротермальної обробки, гидроксиапатит осаджували на поверхні зразка (пластини), отриманою ПЕО, при цьому товщина шару гидроксиапатита складала приблизно 15 мкм.
Вплив термічної обробки на вольт-амперну характеристику та інжекційні властивості гетеропереходу Ag/n-n+gaas
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2018) Дмитриев, В. С.; Dmitriev, V. S.
UK: . В наш час дослідження та розробку гетеропереходів проводять у напрямках пошуку нових композицій метал-арсенід галію, розробки технологічних режимів, які змогли б забезпечити відтворюваність параметрів НВЧ приладів з бар’єрами Шотткі.
Срібло у порівнянні з золотом має більшу тепло- та електропровідність, відносно невеликий коефіцієнт дифузії в арсенід галію, що дозволяє зменшити товщину перехідного шару. Перехід до металізації на основі срібла повинен підвищити технічні характеристики виробів. Розробка технологічних режимів виготовлення покращених гетеропереходів до GaAs на основі срібла є актуальною з наукової та практичної точок зору.
Мета роботи – встановлення впливу термічної обробки на реальні вольт-амперні характеристики та величину коефіцієнту інжекції гетеропереходу Ag/n-n+GaAs.
Метод. Метод виготовлення гетеропереходів – термічне випаровування у вакуумі. Розрахунок параметрів гетеропереходу за методом вольт-амперних характеристик.
Результати. Рекомендований режим хімічної обробки GaAs-підкладки. Досліджено вплив термічної обробки на параметри та характеристики гетеропереходів Ag/n-n+GaAs. Досліджено вплив висоти бар’єру на величину коефіцієнту інжекції. Розглянуті та апробовані різні методи визначення висоти бар’єру Шотткі та фактору неідеальності з вольт-амперних характеристик.
Висновки. Встановлено, що підвищення температури відпалу до 803 К дає найбільше значення висоти бар’єру для гетеропереходу Ag/n-n+GaAs з концентрацією донорів в епітаксійному шарі ND=2∙1016 см–3. Встановлено, що найбільш точним методом визначення параметрів гетеропереходу з вольт-амперної характеристики є метод direct approximation, який враховує вплив послідовного опору при визначенні фактору неідеальності та висоти бар’єру Шотткі. Розраховані коефіцієнти інжекції для гетеропереходів з різною висотою бар’єру Шотткі, отриманих при різних температурах відпалу, мають дуже малі значення, тому інжекцією дірок можна знехтувати.
EN: Nowadays the research and development of heterojunctions are carried out to search new metal-gallium arsenide compositions, the development of technological regimes which could ensure the microwave devices with Schottky barriers parameters reproducibility.
Comparing to gold, silver has a large thermal and electrical conductivity, a relatively small diffusion coefficient to gallium arsenide, which makes it possible to reduce the transition layer thickness. The transition to silver-based metallization should improve the products technical characteristics. The technological regimes development for manufacturing improved silver-based heterojunctions to GaAs is relevant from scientific and practical points of view.
Objective. The goal of the work is to determine the heat treatment influence on real current-voltage characteristics and the injection coefficient value of the Ag/n-n+GaAs heterojunction.
Method. The heterojunctions manufacturing method is vacuum thermal evaporation. The calculation of the heterojunction parameters was made by the current-voltage characteristics method.
Results. The GaAs-substrate chemical treatment regime is recommended. The heat treatment effect on the Ag/n-n+GaAs heterojunctions parameters and characteristics is studied. The barrier height influence on the injection coefficient value was investigated. Various methods for determining the Schottky barrier height and the nonideality factor for the current-voltage characteristics have been examined and tested.
Conclusions. It is established that the annealing temperature increase up to 803 K gives the highest barrier height for the Ag/n-n+GaAs heterojunction with a donor density of ND=2∙1016 cm–3 into epitaxial layer. It has been established that the most accurate method for the heterojunction parameters determining using the current-voltage characteristic is the direct approximation method, which takes into account the effect of the series resistance in determining the nonideality factor and the Schottky barrier height. The calculated injection coefficients for heterojunctions with different Schottky barrier heights, obtained at different annealing temperatures, have very small values, therefore, hole injection can be neglected.
Статическая оптимизация процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2018) Шейкус, А. Р.; Тришкин, В. Я.; Шейкус, А. Р.; Тришкін, В. Я.; Sheikus, A. R.; Trishkin, V. Ya.
RU: Актуальность. Решена актуальная задача многокритериальной статической оптимизации процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий, которые заключаются в изменении места ввода сырья в колонну, а также исследована эффективность их использования при различных статических режимах процесса.
Цель работы – повышение производительности процесса ректификации и снижение энергетических затрат на его ведение путем использования при управлении процессом подвижных управляющих воздействий и многокритериального подхода к расчету их оптимальных величин.
Метод. Предложены методы расчета оптимальной тарелки питания совместно с расчетами оптимальных величин традиционных управляющих воздействий – расхода пара в куб колонны и выхода целевого продукта – на основании критериев максимизации производительности и минимизации энергозатрат с использованием нормализованного критерия оптимизации. Расчеты проводятся с использованием нелинейной математической модели процесса, описывающей процессы тепло- и массообмена на каждом контактном устройстве установки. Расчет оптимальной точки на границе рабочей области ректификационной колонны в координатах традиционных управляющих воздействий предложено вести методом секущих. Так как величина искомого подвижного управляющего воздействия может принимать только дискретные, целочисленные значения, то для решения оптимизационной задачи предложен метод сканирования.
Результаты. Разработанный оптимизационный метод использовался для расчетов оптимальных статических режимов ректификационной колонны для разделения смеси метанол-вода при изменении значений параметров модели в широких пределах. Доказана экстремальная зависимость от величины подвижного управляющего воздействия как частных критериев, так и нормализованного критерия оптимизации. Результаты моделирования показали, что достигаемое использованием подвижных управляющих воздействий повышение производительности составляет 1–5% при экономии тепла в кубе колонны на 6–8%.
Выводы. Проведенные исследования доказали эффективность многокритериального подхода к решению задачи статической оптимизации процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий, что позволяет использовать его на практике. Предложенные методы статической оптимизации применимы для процессов многокомпонентной, сложной ректификации. Дальнейшие исследования в данном направлении заключаются в разработке методов и алгоритмов статической оптимизации процессов ректификации с использованием непрерывных подвижных управляющих воздействий, подвижных воздействий с двумя степенями свободы, в моделировании переходных процессов в ректификационных колоннах при подвижном управлении.
UK: . Вирішено актуальну задачу багатокритеріальної статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням рухливих керуючих дій, які полягають у зміні місця введення сировини в колону, а також досліджено ефективність їх використання при різних статичних режимах процесу.
Мета роботи – підвищення продуктивності процесу ректифікації і зниження енергетичних витрат на його ведення шляхом використання при управлінні процесом рухливих керуючих впливів і багатокритеріального підходу до розрахунку їх оптимальних величин.
Метод. Запропоновано методи розрахунку оптимальної тарілки живлення спільно із розрахунками оптимальних величин тради-ційних керуючих впливів – витрати пари в куб колони і виходу цільового продукту – на підставі критеріїв максимізації продуктивності і мінімізації енерговитрат з використанням нормалізованого критерію оптимізації. Розрахунки проводяться з використанням нелінійної математичної моделі процесу, яка описує процеси тепло- і масообміну на кожному контактному пристрої установки. Розрахунок оптимальної точки на межі робочої області ректифікаційної колони в координатах традиційних керуючих дій запропоновано вести методом січних. Так як величина шуканого рухливого керуючого впливу може приймати тільки дискретні, цілочисельні значення, то для вирішення оптимізаційної задачі запропоновано метод сканування.
Результати. Розроблений оптимізаційний метод використовувався для розрахунків оптимальних статичних режимів ректифікаційної колони для поділу суміші метанол-вода при зміні значень параметрів моделі в широких межах. Доведено екстремальну залежність від величини рухливого керуючого впливу як окремих критеріїв, так і нормалізованого критерію оптимізації. Результати моделювання показали, що використанням рухливих керуючих впливів досягається підвищення продуктивності на 1–5% при економії тепла в кубі колони на 6–8%.
Висновки. Проведені дослідження довели ефективність багатокритеріального підходу до вирішення задачі статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням рухливих керуючих впливів, що дозволяє використовувати його на практиці. Запропоновані методи статичної оптимізації застосовні для процесів багатокомпонентної, складної ректифікації. Подальші дослідження в даному напрямку полягають в розробці методів і алгоритмів статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням неперервних рухливих керуючих впливів, рухливих впливів з двома ступенями свободи, в моделюванні перехідних процесів в ректифікаційних колонах при рухливому керуванні.
EN: . The actual task of multi-criteria static optimization of rectification processes with the use of mobile control actions that consist in changing the place of input of raw materials into a column is solved, and the efficiency of their use in various static modes of the process is investigated.
Objective – increasing the productivity of the process of rectification and reducing the energy costs by using mobile control actions and a multi-criteria approach to the calculation of their optimal values.
Method. Methods are proposed for calculating the optimum feed plate together with calculations of the optimal values of traditional control actions - steam flow to the column cube and the yield of the target product – based on the criteria for maximizing productivity and minimizing energy consumption using the normalized optimization criterion. Calculations are carried out using a nonlinear mathematical model of the process, describing the heat and mass transfer processes on each column contact device. Calculation of the optimal point at the boundary of the working region of the rectifying column in the coordinates of traditional control actions is suggested to be carried out by the method of secants. Since the magnitude of the desired mobile control action can only take on discrete, integer values, a scanning method is proposed to solve the optimization problem.
Results. The developed optimization method was used to calculate the optimal static regimes of the rectification column for separating the methanol-water mixture when the values of the model parameters vary widely. Extremal dependence on the magnitude of the mobile control action of both individual criteria and a normalized optimization criterion is proved. The results of the simulation showed that the increase in productivity achieved by the use of mobile control actions is 1 to 5%, while the heat savings in the reboiler of the column are 6–8%.
Conclusions. The carried out researches have proven the effectiveness of the multi-criteria approach to the solution of the problem of static optimization of rectification processes using mobile control actions, which allows using it in practice. The proposed methods of static optimization are applicable for processes of multicomponent, complex rectification. Further research in this direction include the development of methods and algorithms of the static optimization of rectification processes using continuous mobile control actions, mobile actions with two degrees of freedom, modeling of transient responses in rectification columns at mobile control.