Browsing by Author "Loriia, M. G."

Now showing 1 - 7 of 7
  • No Thumbnail Available
    Item
    Development of a Laboratory Unit and a Solid Fuel Gasification Reactor
    (СНУ ім. В. Даля, 2024) Slobodyanyuk, V. Р.; Shlapak, S. О.; Tselishchev, O. В.; Kudryavtsev, S. О.; Loriia, M. G.; Duryshev, O. A.; Слободянюк, В. П.; Шлапак, С. О.; Целіщев, О. Б.; Кудрявцев, С. О.; Лорія, М. Г.; Дурищев, О. А.
    The paper investigates the process of gasification of pyrolysis coal and other coal-containing materials A schematic diagram of the installation of the gasification process of pyrolysis coal and other coalcontaining materials was developed, the design of the reactor for coal gasification and the methodology for conducting experiments and analysing the gasification process of pyrolysis coal and other coal-containing materials were developed. Research methods - modelling of the coal gasification process using the results of theoretical studies. A detailed analysis of the experimental and theoretical data concerning the feasibility of the pyrolysis coal gasification process was carried out, a schematic diagram of the laboratory installation and the design of the gasification reactor were developed. The main goal is to develop a method of gasification of solid pulverised fuel that will simplify the process control and ensure its stability due to the unity of the drying and gasification processes of pyrolysis coal, which are linked by means of a gasification reactor. Additionally, this method provides for the neutralisation of harmful impurities generated during the coal gasification process. As a result of theoretical studies of the solid fuel gasification process, a design of a coal gasification reactor was proposed, which is an ideal displacement reactor. The length-diameter ratio for the working part of the reactor should be at least 10:1. It is proposed to use a heat-resistant molybdenum steel tube (operating temperature up to 1600 0C) with a diameter of two inches to manufacture the reactor. Also, to study the gasification process of pyrolysis coal and other coal-containing materials, a laboratory installation for gasification of solid crushed fuel is proposed, in which a gas mixture of carbon dioxide and oxygen is fed into the reactor and serves as an activator of the gasification process. The prospects of coal processing by gasification to produce a mixture of combustible gases (H2, CO, CH4) are investigated. It is analysed that coal gasification allows obtaining valuable gas that can be used not only as an energy fuel, but also as a technological raw material for the production of methanol, dimethyl ether, hydrogen production, and use as a reducing agent in metallurgical processes.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Study of the impact of discrete control of the cooling and condensation unit on the efficiency of ammonia production.
    (СНУ ім. В. Даля, 2025) Duryshev, O. A.; Kobzarev, E. V.; Gurin, O. M.; Loriia, M. G.; Дуришев, О. А.; Кобзарев, Є. В.; Гурін, О. М.; Лорія, М. Г.
    Optimisation of the ammonia synthesis process is about determining the most efficient parameters and operating conditions to achieve the desired goals or maximise productivity under limited resources and external factors. Key areas where optimisation is critical for ammonia synthesis include Rational use of resources - optimisation reduces the consumption of energy, raw materials and chemicals, which helps to reduce production costs and increase the efficiency of secondary resources. Improved product quality - optimisation ensures consistent production of high quality ammonia, which is critical for its further use. Improved process safety - optimal operating conditions contribute to a safe production environment, minimising the risk of accidents, fires and explosions. Stability of equipment operation - optimisation reduces parameter fluctuations, which has a positive impact on process reliability and end product quality. Reduced overall costs - optimisation can minimise the cost of equipment operation, energy consumption and maintenance. Optimisation is an important tool for improving the efficiency, productivity and sustainability of the ammonia production process. This article discusses the application of a discrete-time control system with a mathematical model of an aircooled apparatus (ACA) and analyses the economic feasibility of implementing this system. The analysis allows us to determine whether approximate solutions are acceptable for practical use or whether there is a need to apply more accurate methods of solving the problem. The first step was to choose the optimal degree of discretisation, which allowed, on the one hand, to accurately take into account minor changes in values, and, on the other hand, to avoid an excessive increase in the number of possible states, which complicates calculations, especially when working with complex mathematical models. It has been established that the economic efficiency of the proposed discrete control system with a model of a cooling and condensation unit with a degree of discreteness of 0.5, since it allows to obtain up to UAH 2.7 million per year due to electricity savings.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Визначення можливості використання холодної плазми для окислення атмосферного азоту в оксиди нітрогену та впливу сили струму через установку на процес.
    (СНУ ім. В. Даля, 2025) Слободянюк, В. П.; Кудрявцев, С. О.; Целіщев, О. Б.; Лорія, М. Г.; Slobodyanyuk, V. Р.; Kudryavtsev, S. О.; Tselishchev, O. В.; Loriia, M. G.
    Об’єктом дослідження є процес окислення атмосферного азоту в оксиди нітрогену. Окиснення атмосферного азоту з метою отримання нітратної кислоти, є важливими для розробки нових методів зв’язування атмосферного азоту та активації метану, які є фундаментальними проблемами в галузі хімічної науки і технології. Проведено дослідження процесу окиснення молекулярного азоту та залежність вмісту оксидів нітрогену від сили току через установку з електродуговим генератором низькотемпературної плазми. Для підтвердження гіпотези було здійснено квантово-хімічні дослідження реакційної активності нітратної кислоти та продуктів її розпаду. На початковому етапі проведено квантово-хімічні розрахунки методом DFT для визначення електронної структури та термодинамічних параметрів основного стану нітратної кислоти та трьох її відомих ізомерів. Для впровадження процесу отримання нітратної кислоти з атмосферного повітря за допомогою репродуктивної технології, запропоновано конструкція реактора для отримання оксидів нітрогену шляхом прямого окиснення азоту в потоці холодної плазми. При цьому було запропоновано використання ефекту отримання оксидів азоту в повітряній суміші з парами азотної кислоти та при термічному розкладанні перекису нітрогену з азотом атмосферного повітря. Встановлено ефективність використання холодної плазми для окиснення атмосферного азоту, що підтверджується отриманими залежностями. Виявлено вплив сили струму через установку в присутності перекису водню та спиртів як активаторів процесу окислення атмосферного азоту у високоенергетичному середовищі. Дослідження показали, що при збільшенні сили току через установку кількість оксидів азоту збільшується для усіх речовин активаторів в 2 - 8 разів. Виявлено вплив вмісту оксидів нітрогену від сили току через установку з електродуговим генератором низькотемпературної плазми. Визначено, що при порівнянні речовин-активаторів, які при своєму розкладанні здатні утворювати ОН- радикали, саме перекис водню є найбільш перспективною речовиною-активатором для здійснення процесу окислення атмосферного азоту в потоці плазми.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Застосування фізично обґрунтованих нейронних мереж (PINN) у контролі якості продукту процесу Габера-Боша.
    (СНУ ім. В. Даля, 2024) Водяник, Б. Р.; Лорія, М. Г.; Кобзарев, Є. В.; Vodianyk, B. R.; Loriia, M. G.; Kobzarev, E. V.
    У статті розглянуто можливості застосування фізично обґрунтованих нейронних мереж (Physics- Informed Neural Networks, PINNs) для контролю якості аміаку, що виробляється за процесом Габера- Боша. Процес синтезу аміаку є високонелінійним і важливим промисловим процесом, де стабільність і висока якість продукту мають критичне значення. Традиційні методи контролю якості стикаються з обмеженнями, такими як брак прямих онлайн- вимірювань ключових параметрів та потреба в значних обсягах даних для побудови моделей. PINNs пропонують гібридний підхід, що поєднує фізичні закони процесу з можливостями глибокого навчання, дозволяючи здійснювати точне прогнозування концентрації та чистоти аміаку в реальному часі на основі обмеженого набору датчиків. У роботі проаналізовано сучасні дослідження, присвячені застосуванню нейромереж у промислових процесах, та обґрунтовано архітектуру PINN-моделі для моніторингу якості продукту в синтезі аміаку. Показано переваги PINNs над традиційними методами – скорочення потреби у даних, забезпечення фізично узгоджених результатів та інтеграція в існуючі системи керування для підвищення ефективності виробництва. Обґрунтовано, що фізично обґрунтовані нейронні мережі пропонують новий рівень інтелектуального контролю для хімічних процесів. У випадку синтезу аміаку цей підхід дозволяє по-новому вирішити давні проблеми контролю якості, об’єднавши науку і дані. Реалізація PINN у виробництві аміаку потенційно забезпечить більш високу якість продукту, гнучкість операцій та стійкість процесу, сприяючи прогресу в напрямі «Industry 4.0» [20] в хімічній промисловості. Це крок до більш розумних і ефективних заводів, де кожен важливий процес знаходиться під надійним наглядом комбінованого інтелекту людини та машини. Очікується, що впровадження такої технології сприятиме підвищенню виходу та стабільності процесу, зниженню енерговитрат (через оптимальні режими) та покращенню безпеки (завдяки ранньому виявленню відхилень і потенційних несправностей, що у масштабах глобальної індустрії може дати значний економічний ефект і зменшити споживання природного газу та викиди CO₂.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Застосування фільтра Калмана для моніторингу газової фази та управління каталітичними процесами у виробництві аміаку.
    (СНУ ім. В. Даля, 2025) Водяник, Б. Р.; Лорія, М. Г.; Дуришев, О. А.; Vodianyk, B. R.; Loriia, M. G.; Duryshev, O. A.
    У статті висвітлено теоретичні та практичні аспекти застосування фільтра Калмана, включно з його нелінійними модифікаціями, для підвищення ефективності та точності контролю в процесі синтезу аміаку. Розглянуто математичні основи фільтрації стану, описано можливості моніторингу концентрації газів у режимі реального часу та оптимізації каталітичних реакцій. Продемонстровано, що впровадження фільтра Калмана дозволяє зменшити вплив вимірювального шуму та затримок, забезпечуючи стабільнішу роботу реактора, вищий вихід аміаку та оптимальні умови роботи каталізатора. Аналіз новітніх досліджень і прикладів практичних реалізацій засвідчує, що інтеграція фільтра Калмана з цифровими двійниками та методами машинного навчання дає змогу автоматизувати й адаптувати процеси виробництва аміаку, зберігаючи високу продуктивність і гнучкість в умовах змінного навантаження та збурень. Проаналізовано, що застосування фільтра Калмана та споріднених алгоритмів у виробництві аміаку відкриває широкі можливості для підвищення точності та стабільності контролю. За допомогою цих методів стає можливим відстежувати нелінійні процеси синтезу в режимі реального часу, коригувати покази шумних або датчиків із затримкою і оперативно реагувати на будь-які відхилення в складі синтез-газу чи роботі каталізатора. З’ясоване, що впровадження фільтрів стану дає змогу мінімізувати енергетичні та сировинні витрати, виявляти потенційні збої на ранніх стадіях, а також виводити установки на оптимальні режими з урахуванням динаміки навантаження та різноманітних збурень. У перспективі зростатиме значення методів самоадаптації фільтра, що ще більше спростить конфігурування і підтримку систем керування. Таким чином, фільтр Калмана стає одним із ключових інструментів сучасної індустрії аміаку, яка переходить до цифрової парадигми та прагне відповідати вимогам енергоефективності, екологічної безпеки й безперервного покращення якості продукції. Таким чином, застосування фільтра Калмана та споріднених алгоритмів у виробництві аміаку відкриває широкі можливості для підвищення точності та стабільності контролю.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Моделювання процесу прямого окиснення атмосферного азоту та дослідження оптимальної конструкції установки отримання нітратної кислоти
    (СНУ ім. В. Даля, 2023) Слободянюк, В. П.; Кузьменко, А. В.; Целіщев, О. Б.; Кудрявцев, С. О.; Лорія, М. Г.; Дурищев, О. А.; Slobodyanyuk, V. P.; Kuzmenko, A. V.; Kudryavtsev, S. O.; Loriia, M. G.; Tselishchev, O. B.
    В роботі досліджено процес окиснення молекулярного азоту високоенергетичними окисниками (парою нітратної кислоти, продуктами термолізу нітратної кислоти, гідроген пероксидом). Розроблено принципову схему установки прямого окиснення молекулярного азоту, розроблено методику проведення експерименту та аналізу нітрогеновмісних сполук та інших учасників реакції. Методи дослідження моделювання процесу прямого окиснення молекулярного азоту з використанням результатів попередніх досліджень та результатів теоретичних квантово-хімічних досліджень, обробка та аналіз отриманих результатів. Було проведено детальний аналіз експериментальних та теоретичних даних, що стосуються можливості здійснення процесу прямого окиснення молекулярного азоту парою нітратної кислоти та гідроген пероксидом. Для досягнення цієї мети була розроблена принципова схема лабораторної установки з внесенням модифікацій для дослідження ефектів Караваєва, Нагієва та Захарова. Також були запропоновані методики аналізу оксидів нітрогену у газовій фазі та для дослідження кількісного вмісту нітратної кислоти у розчині та якісного визначення присутності закису нітрогену, як можливого продукту реакції. Для реалізації процесу отримання нітратної кислоти з атмосферного повітря методом Захарова І.І. з використанням ефектів Караваєва та Нагієва найбільш перспективною виявилась конструкція реакторного вузла, що складається з трубки-реактора, суміщеної із котушкою Тесли та з підведенням регульованого потоку повітря в зону розряду, виведенням реакційних газів з трубки-реактору в доокиснювачохолоджувач та подальша абсорбція з окисненням до нітратної кислоти оксидів нітрогену в абсорбері, заповненим водою з додаванням перекису водню. Ефективно впливає на збільшення концентрації оксидів нітрогену в реакційних газах зменшення витрати повітря та поліпшення контакту (через зменшення діаметру вхідного отвору або самого реактору) повітря із розрядом котушки Тесла, або з полум’ям плазмогенератору. Додавання перекису водню покращує окиснення та абсорбцію оксидів нітрогену з утворенням кислоти в абсорбері.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Скрипти при автоматизації розробки креслеників в AutoCAD.
    (СНУ ім. В. Даля, 2022) Карпюк, Л. В.; Давіденко, Н. О.; Лорія, М. Г.; Гурін, О. М.; Karpyuk, L. V.; Davydenko, N. O.; Loriia, M. G.; Gurin, О. М.
    У даній статті розглядається поняття скриптів при автоматизації розробки креслеників у графічному редакторі AutoCad. Однією з переваг використання AutoCAD і вертикальних рішень на його основі є можливість автоматизації операцій або дій, що часто повторюються. Один із найпростіших способів автоматизації процесів у AutoCAD – написати скрипт або сценарій. У цій статті ми розглянемо, як створювати сценарії для AutoCAD. Що ж таке сценарій? З точки зору комп'ютерної термінології, сценарій – це програма, яка виконується без втручання користувача. Для AutoCAD файл скрипта - це текстовий файл у кодуванні ASCII, який містить набір інструкцій для командного рядка AutoCAD. Так само, як актор грає свою роль, слідуючи сценарію, так і AutoCAD слідуючи сценарію здатний виконувати послідовність заданих у цьому сценарії дій. Файли сценаріїв для AutoCAD мають формат *.scr. Перш ніж автоматизувати процес, його потрібно описати. Щоб AutoCAD міг виконати необхідні дії, попередньо треба виконати ці дії самостійно і записати їх послідовність. А потім описати цю послідовність у сценарії. Таким чином, кожен сценарій, що запускається, виконує певне завдання, є індивідуальним для кожного кресленика. Тобто текст сценарію – це лише результат обробки конкретних вихідних даних, а *.scr-файл – лише проміжна ланка, що зв'язує програму, в якій пишеться сценарій, з AutoCAD. Скрипти AutoCAD можна використовувати для автоматизації багатьох завдань. Можна використовувати сценарій для додавання стандартних шарів або стилів до кресленика. Можна написати сценарій для оновлення основного напису кресленика. І, звичайно ж, можна адаптувати сценарій для автоматизації друку кресленика. Якщо провести аналіз процедур, що виконуються конструктором при оформленні своєї роботи, то можна побачити, що всі вони дотримуються суворих алгоритмів, в основу яких покладено загальноприйняті методики (норми проєктування), а також вимоги різних нормативних документів. Наявність таких формалізованих алгоритмів відкриває шлях автоматизації проєктних робіт із використанням персональних комп'ютерів. Основна проблема полягає у передачі даних з розрахункових програм у графічні, а вбудовані розрахункові модулі, як правило, не мають можливості модифікації під завдання, що вирішуються конкретним користувачем. У поданій статті розглядаються способи подібної передачі з розрахункових програм в графічні. Вирішення цього завдання наводиться на прикладі конкретної програми. Також у статті йдеться про те, що скрипти написані для AutoCAD працюють і в інших додатках на базі AutoCAD. Крім того використовуючи пакетну обробку файлів, можна обробляти кресленики цілими партіями.