DSpace Community:https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/430672024-03-29T08:25:49Z2024-03-29T08:25:49ZНормалізація впливу на довкілля шуму та викидів забруднюючих речовин компресорних станцій магістральних газопроводівКарпенко, Сергій ВолодимировичKarpenko, Sergii Volodymyrovychhttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/522942021-08-27T09:33:06Z2021-08-27T00:00:00ZTitle: Нормалізація впливу на довкілля шуму та викидів забруднюючих речовин компресорних станцій магістральних газопроводів
Authors: Карпенко, Сергій Володимирович; Karpenko, Sergii Volodymyrovych
Abstract: Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності засобів та методів нормалізації впливу на довкілля шуму та викидів забруднюючих речовин компресорних станцій магістральних газопроводів.
У роботі досліджувались методи очищення лопаток ротора та направляючого апарату компресора ГТУ від забруднень на основі застосування екологічно чистих матеріалів, а також чинники та джерела фізичного і хімічного забруднення атмосферного повітря на компресорних станціях магістральних газопроводів. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено можливість застосування полідисперсних гранул аморфного льоду для очищення поверхні лопаток осьових компресорів ГТУ від забруднень під час їх технічного обслуговування та ремонту, що реалізується за рахунок кумулятивного ефекту гранул при контакті з твердою поверхнею лопаток. Розроблено та запатентовано пристрій для отримання гранул льоду полідисперсного складу розміром від 2 до 5 мм. та спеціальний пристрій для очищення поверхонь крижаними гранулами.
Показано, що ГПА у цілому є комплексними та стаціонарними джерелами шуму, вони досліджені експериментально та із застосуванням обчислювальної моделі. Отримані залежності рівнів звуку від параметру ефективного опору потоку σe, який застосовується для визначення імпедансу покриття поверхні, що відбиває звукові промені, значення якого в залежності від типу поверхні досліджені (σe=10 - 20000 кПа с/м2) і наведені в роботі.
Удосконалено модель обчислення концентрацій забруднення повітря викидами стаціонарних джерел компресорних станцій шляхом уточнення ефективної висоти джерел викиду за відсутності вертикальної складової швидкості об’єму газів, що витікає з гирла джерела в одиницю часу, та спливання газів тільки за рахунок термогравітаційної конвекції, яка виникає унаслідок різниці температур між об’ємом газів, що витікає, та навколишнього повітря.; The dissertation work is devoted to increase of efficiency of means and methods to regulate the influence on environment of noise and pollutants emissions from the main gas pipelines if compressor stations.
The cleaning methods of the rotor blades and compressor apparatus of gas turbines from pollution have been studied by the application of environmentally friendly materials, as well as factors and sources of physical and chemical air pollution from main gas pipelines of compressor stations. The possibility of using polydisperse granules of amorphous ice to clean the surface of the blades of axial compressors of gas turbines from contamination during their maintenance and repair, which is realized due to the cumulative effect of granules in contact with the solid surface of the blades, is theoretically substantiated and experimentally proved. A device for obtaining ice granules of polydisperse composition with a size of 2 to 5 mm has been developed and patented. and a special device for cleaning surfaces with ice granules.
It is shown that gas pumping units in general are complex and stationary noise sources, they are studied experimentally and using a computational model. The dependences of sound levels on the parameter of effective flux resistance σe, which is used to determine the impedance of the surface coating that reflects sound rays, the values of which depending on the type of surface were studied (σe = 10-20000 kPa s/m2) and are given in the work.
The model for calculation of air pollution concentrations by emissions from stationary sources of compressor stations has been improved by specifying the effective height of emission sources in the absence of a vertical component of the gas volume flowing from the mouth of the source per unit time and gas uplift only Archimedes in the gravitational field due to the temperature difference between the volume of exhaust gases and the ambient air.
The possibility of cleaning the surface of the blades of axial compressors of gas turbine units from contamination during their maintenance and repair with the use of amorphous ice granules, devices for obtaining ice granules and installation for their use to clean the blades of axial compressors installations. Fuel samples were developed from compositions of fallen leaves with coal, oil shale and oil products waste, which allowed the utilization of waste oils from gas turbine units of gas pumping units of compressor stations and fallen leaves.
Description: Карпенко С. В. Нормалізація впливу на довкілля шуму та викидів забруднюючих речовин компресорних станцій магістральних газопроводів : дис. канд. техн. наук : 21.06.01 / Карпенко Сергій Володимирович – Київ, 2021. – 232 с.2021-08-27T00:00:00ZРозроблення технологічних процесів отримання оксигенвмісних додатків до складу моторних паливРібун, Вікторія СтепанівнаRibun, Victoriahttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/497432021-04-13T07:31:39Z2021-04-14T00:00:00ZTitle: Розроблення технологічних процесів отримання оксигенвмісних додатків до складу моторних палив
Authors: Рібун, Вікторія Степанівна; Ribun, Victoria
Abstract: Дисертаційна робота присвячена розробленню технології оксигенвмісних додатків до бензинів та дизельного палива, що дозволяють покращити експлуатаційні та екологічні характеристики композиційних палив.
У дисертаційній роботі досліджували етиловий спирт, природні тригліцериди та їх переестерифіковані форми. На першому етапі за допомогою карбаміду та тіокарбаміду був доочищений бензин та дизельне пальне відповідно, а також було проведене збагачення бензину вилученими з дизпалива ізопарафінами та дизельного палива – парафінами, вилученими з бензину. Це дало змогу підвищити октанове й цетанове число бензину та дизелю.
Щоб запобігти розшаруванню моторних палив слід додавати абсолютний етиловий спирт. За допомогою мас-спектрометричних досліджень, ІЧ спектраль-ного та хроматографічного аналізу було показано, що абсолютизація етилового спирту з прокаленим кальцій оксидом та додатковим вологовловлювачем кальцій хлоридом сприяє утворенню в ньому домішки діетилового етеру. При дослідженні композиційних палив на основі абсолютизованого етилового спирту, що містить домішку діетилового етеру, доведено покращення як фізико-хімічних власти-востей, зокрема стабільність бензиново-етанольних палив, так і експлуатаційних властивостей таких палив.
Як ефірні оксигенвмісні додатки до дизельного палива в роботі досліджували природні тригліцериди рослинних олій та їх переестерифіковані форми. За допомогою експрес-аналізаторів було досліджено цетанове число та температуру замерзання композиційних палив на основі дизельного палива та 15 видів рослинних олій і встановлено, що при додаванні навіть невеликих кількостей рослинних олій цетанове число дизельного палива зростає з 47 од. до 55–60 од.. Проте рослинні олії підвищують і температуру замерзання дизелю, тому їх рекомендовано застосовувати лише для літніх сортів палива.
Для оптимізації фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей палив природні тригліцериди рослинних олій (зокрема ріпакової), були модифіковані способом переестерифікації абсолютизованим етиловим спиртом з використаням нейоногенного емульгатора неонол-9. За допомогою мас-спектрометричного та газохроматографічного аналізу встановлено, що синтезований біодизель складаєтьсяся з етилових естерів вищих жирних кислот та етилових етерів гліцеролу. Досліджено композиційні палива на основі нафтового дизельного палива та синтезованого біодизелю. Встановлено, що синтезовані продукти за всіма параметрами відповідають ДСТУ 7178:2010, ДСТУ 7687:2015. Запропоновано удосконалена технологічну схему переесетерифікації ріпакової олії, очищення стічних вод, що утворюються при промиванні біодизелю, та пристрій переробки шламових відходів у гранульований продукт, що може застосовуватись як технологічна добавка у будівельній та нафтовидобувній галузі.; The thesis is devoted to the improvement of the technology of oxygen-сontaining additives to gasoline and diesel fuel, which allow to improve the operational and ecological characteristics of blended fuels.
It has been investigated ethyl alcohol absolutization, natural triglycerides and their transesterified forms. In the first stage, urea and thiourea were used to refine gasoline and diesel fuel, respectively, and to enrich gasoline with isoparaffins extracted from diesel fuel and diesel fuel with paraffins extracted from gasoline. This made it possible to increase the octane and cetane numbers of gasoline and diesel.
Absolute ethyl alcohol should be added to prevent stratification of motor fuels. Using mass spectrometric studies, IR spectral and chromatographic analysis, it was shown that the absolutization of ethyl alcohol with calcined calcium oxide and additional dehumidifier filled with calcium chloride promotes the formation of impurities of diethyl ether. Studing composite fuels based on absolute ethyl alcohol, which contains an diethyl ether, it was found that it improves both physicochemical properties, in particular the stability of gasoline-ethanol fuels, and the performance properties of such fuels.
Natural triglycerides of vegetable oils and their transesterified forms were investigated as essential oxygen-containing additives to diesel fuel. Using express analyzers the cetane number and freezing point of composite fuels based on diesel and 15 types of vegetable oils were investigated. It was found that the addition of even small amounts of vegetable oils t increases he cetane number of diesel fuel from 47 to 55–60 units. However, vegetable oils also increase the freezing point of diesel, so it is recommended to use them for summer fuels.
The physicochemical and operational properties of natural triglycerides of vegetable oils, in particular rapeseed oil, were modified by transesterification with absolute ethyl alcohol using a nonionic emulsifier neonol-9. Using mass spectrometric and gas chromatographic analysis found that synthesized biodiesel consist of fatty acids ethyl esther and ethyl ethers of glycerol. Blended fuels based on diesel and synthesized biodiesel have been studied. It is established that the synthesized products meets DSTU 7178:2010, DSTU 7687:2015. It has beem proposed an improved technological scheme of rapeseed oil transesterification, wastewater treatment generated during biodiesel washing and a device for processing sludge waste into a granular product, which can be used as a technological additive in the construction and oil industries.2021-04-14T00:00:00ZРозроблення методично-організаційних засад біологічної стабільності авіаційного паливаШкільнюк, Ірина ОлександрівнаShkilnyuk, Irinahttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/446282020-10-26T14:13:29Z2020-10-22T00:00:00ZTitle: Розроблення методично-організаційних засад біологічної стабільності авіаційного палива
Authors: Шкільнюк, Ірина Олександрівна; Shkilnyuk, Irina
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.07 – хімічна технологія палива і паливно-мастильних матеріалів. – Національний авіаційний університет, Київ, 2020.
Роботу присвячено розвитку наукових засад хіммотології, зокрема, удоскона-ленню технологій збереження та забезпечення якості авіаційних палив, а також технологічних аспектів підтримання хіммотологічної надійності авіаційної техніки, спрямованих на забезпечення біологічної стабільності авіаційних палив.
Запропоновано аксіоматично-феноменологічний опис механізму біодеструкції авіаційних палив. Найбільший рівень біодеструкції виявлено на Hormoconis resinae у алканових вуглеводнів з більш довгим вуглецевим ланцюгом.
Розвинуто уявлення про мікробіологічне ураження авіаційних палив як про процес, що складається з трьох послідовних взаємозалежних етапів: взаємодії (адгезії) мікроорганізмів з паливами – зростання у середовищі вуглеводнів палива – зміна властивостей палива.
За мікробіологічною стабільністю досліджені палива проранжовано (у порядку зростання) у такий ряд: автомобільний бензин – паливо для реактивних двигунів – дизельне паливо – авіаційний бензин.
Доведено незворотну зміну показників якості авіаційних палив (кислотності, корозійної активності, вмісту фактичних смол, термоокиснювальної стабільності, теплоти згорання, температури початку кристалізації, кінематичної в’язкості унаслідок мікробіологічного ураження. Серед мікроорганізмів-деструкторів найпоширенішими є гриби (1 – активні деструктори (наприклад, Hormoconis resinae); 2 – потенційні деструктори (наприклад, Aspergillus ustus і Geotrichum candidum); 3 – частково адаптовані до середовища та випадкові мікроміцети).
Визначальними чинниками розвитку мікробіологічного ураження в авіаційних паливах є температура (~ 28 оС) та наявність вологи. Показано, що вміст мікроорганізмів до 104 клітин/м3 палива вважається безпечним та не становить ризику для безпеки польотів.
Виявлено, що наявність біокомпонентів (етилові естери жирних кислот) пришвидшує розвиток мікробіологічної фази у складі авіаційних палив.
Розроблену на базі реакції Руемана колориметричну методику мікробіологічного забруднення перевірено та підтверджено її дієвість і надійність порівняно з відомим методом тестування MicrobMonitor2. Рівень валідації методики за внутрішньолабораторною відтворюваністю становить 98 %.
Розвинуто уявлення про ефективність біоцидних додатків. Найефективнішими виявились біоциди товарних марок формацид-13, Kathon FP 1,5, Grotan OX, Biobor, Akticide OX, Akticide MV14 з максимально ефективною концентрацією 0,1 %.
Проблемно-тематичний контент праці, переважно, присвячено створенню практичних рекомендацій для забезпечення біологічної стабільності авіаційних палив.; Ph.D. Thesis in Engineering Sciences Majoring in 05.17.07 – Fuels and Lubricants Chemical Engineering. – National Aviation University, Kyiv, 2020.
The thesis is devoted to the development of scientific principles of chemmotology,
in particular, to the improvement of saving technologies and quality assurance of aviation fuels, as well as technological aspects of maintaining chemmotological reliability
of aviation equipment aimed at ensuring biological stability of aviation fuels.
An axiomatic-phenomenological description of the mechanism of biodegradation
of aviation fuels is proposed. The highest level of biodegradation was found on Hormoconis resinae in alkane hydrocarbons with a longer carbon chain.
Microorganisms have the selective ability related to various hydrocarbons, and this ability is determined not only by the difference in the structure of substance, and even the number of carbon atoms that are the part of their structure.
Developed understanding of microbial damage jet fuel as a process consisting of three interconnected stages in series: interaction (adhesion) of microorganisms with fuels - growth in the environment of fuel hydrocarbons - change of fuel properties.
According to microbial stability, the studied fuels are ranked (in ascending order) in the following order: automobile gasoline - jet fuel - diesel fuel - aviation gasoline.
An irreversible change in the quality indicators of aviation fuels (acidity, corrosion activity, the content of actual resins, thermo-oxidative stability, heat of combustion, temperature of the beginning of crystallization, kinematic viscosity) due to microbial damage. А biocorrosion of the fuel system and aircraft structures is part of the problem fuel with microbiological contamination.
Among the destructive microorganisms, the most common are fungi. They are systematized into three groups: 1 – active destructors (for example, Hormoconis resinae); 2 – potential destructors (for example, Aspergillus ustus and Geotrichum candidum);
3 – partially adapted to the environment and random micromycetes.
Determining factors for the development of microbiological damage in aviation fuels are temperature (~ 28 oC) and moisture. It is shown that the content of microorganisms up to 104 cells/m3 is considered safe and does not pose a risk to flight safety.
It was found that the presence of biocomponents (ethyl esters of fatty acids) accelerates the development of the microbial phase in aviation fuels.
The colorimetric method of microbiological contamination developed on the basis of Rueman's reaction is checked and its efficiency and reliability in comparison with the known method of testing MicrobMonitor2 is checked and confirmed. The level of validation of the method for intra-laboratory reproducibility is 98 %.
Developed understanding of the effectiveness of biocide applications. The most effective were biocides of the brands formacid-13, Kathon FP 1,5, Grotan OX, Biobor, Akticide OX, Akticide MV14 with the maximum effective concentration of 0,1 %.
Problem-thematic content of the work is mainly devoted to the creation of practical recommendations for ensuring the biological stability of aviation fuels. An important component of this recommendations is the frequent checks of drainage systems, as well as regular testing and monitoring of microbiological contamination of the fuel and fuel system.
Description: Шкільнюк І. О. Розроблення методично-організаційних засад біологічної стабільності авіаційного палива : дис. канд. техн. наук : 05.17.07 / Шкільнюк Ірина Олександрівна – Київ, 2020. – 159 с.2020-10-22T00:00:00ZЕкологічна безпека Чорнобильської зони відчуження: техноприродні загрози від радіаційно небезпечних об'єктів і явищСидоренко, Володимир ЛеонідовичSydorenko, Volodymyrhttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/443802020-09-28T07:55:38Z2020-09-28T00:00:00ZTitle: Екологічна безпека Чорнобильської зони відчуження: техноприродні загрози від радіаційно небезпечних об'єктів і явищ
Authors: Сидоренко, Володимир Леонідович; Sydorenko, Volodymyr
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.01 «Екологічна безпека» (технічні науки). – Національний авіаційний університет, Київ, 2020.
В результаті проведення комплексу теоретичних і експериментальних досліджень у дисертаційній роботі запропоновано та обґрунтовано нові наукові положення, висновки та рекомендації, що розкривають особливості та закономірності впливу техноприродних загроз від радіаційно небезпечних об'єктів і явищ на рівень екологічної безпеки Чорнобильської зони відчуження.
Проаналізовано еколого-радіаційний стан Чорнобильської зони відчуження та загрози його погіршення, методики дослідження впливу радіаційно небезпечних об'єктів і явищ Чорнобильської зони відчуження на довкілля та математичні моделі прогнозування їх екологічних наслідків. Виконано моделювання викиду у повітря радіонуклідів під час пожежі на об'єкті «Укриття», небезпечних процесів у сховищі відпрацьованого ядерного палива, викиду радіоактивних продуктів згоряння із зони лісової пожежі.
Проведено оцінювання радіаційних небезпек об'єкта «Укриття», техногенно-екологічних небезпек сховища відпрацьованого ядерного палива «мокрого» типу, радіаційних небезпек лісових пожеж та їх екологічних наслідків. Науково обґрунтовано доцільність застосування методології прикладного системного аналізу для дослідження процесу поводження з радіоактивними відходами. Розроблено наукові засади систем моніторингу і менеджменту еколого-радіаційних небезпек Чорнобильської зони відчуження.; Dissertation for the scientific degree of Doctor of Technical Sciences in specialty 21.06.01 «Ecological safety» (technical sciences). – National Aviation University, Kyiv, 2020.
As a result of a set of theoretical and experimental studies the dissertation proposed and substantiated new scientific provisions, conclusions and recommendations that reveal the peculiar features and patterns of impact of techno-natural threats from radiation-hazardous objects and phenomena on the level of environmental safety of the Chernobyl Exclusion Zone. This makes it possible to develop a scientific basis for the creation of new modern systems of environmental monitoring and management of the study area. The materials of the work have been tested, implemented and confirmed by the relevant acts. The main results of the work are as follows.
The ecological and radiation conditions of the Chornobyl Exclusion Zone and the threat of its deterioration are analyzed. It has been determined that the greatest ecological and radiation threat to the environment is posed by potentially dangerous objects located in the Chornobyl Exclusion Zone, especially such objects as «the Shelter» and the Spent Fuel Storage Facility, where an accident involving the release of radioactive substances is possible. It is noted that one of the main tasks is an early detection of the causes of forest fires, minimization of their consequences and ensuring radiation protection of the population from the negative effects of radioactive clouds.
A method for studying the occurrence and spreading of fire in the premises of «the Shelter» has been developed. The decision-making algorithm is implemented, which in the general case includes the stages of object safety identification, determination and analysis of decisions for compliance with the established requirements and criteria, implementation and monitoring of the effectiveness of decisions. The method of analysis of hierarchies for decision-making and informed decision-making is applied, weight factors of the considered aspects are offered, basic scales and a matrix for decision-making are developed. The method of research of forest fires in the Chornobyl Exclusion Zone as well as ecological and radiation consequences from them is determined. Also, the methods of measuring radioactive combustion products and control and measuring equipment for natural (field) and laboratory research are determined.
A mathematical modeling of radionuclide emissions during a fire at «the Shelter» facility was performed. A model of the heat and mass circulation process in the spent nuclear fuel storage is proposed, which makes it possible to calculate the thermal reliability of objects under the influence of different types of loads with a given value. Model results of ground forest fires of coniferous forests and calculations of basic characteristics depending on the mass of forest combustible materials are obtained. The dynamics of smoke cloud movement in space and changes in the density of precipitation of volatile particles of radioactive combustion products on the trail of the smoke plume are modeled.
According to the developed model of accumulation of radioactive combustion products in the human body, an assessment of their impact on the environment was carried out. The methodology for mathematical modeling of the technical condition of the complex «New safe confinement – the "Shelter"» is offered, which makes it possible to estimate the basic indicators of its reliability with a reasonable degree of accuracy, namely: probability and average time of trouble-free operation, gamma-percent resource or operating time during which the object does not reach the limit state with a given probability, the intensity of failures.
The assessment of radiation hazards of the spent nuclear fuel storage of the «wet» type and their environmental consequences, namely: environmental consequences during the facility’s operation, safety of the fuel pool in conditions of uncertainty, structural reliability and thermophysical safety of the fuel pool, explosion hazards during the storage of spent nuclear fuel. The expediency of using the methodology of applied systems analysis to improve the process of radioactive waste management has been scientifically substantiated, which makes it possible to understand this process as a system with static and dynamic properties and take it into account in the general system of integrated environmental safety.
The natural research of forest fires in the Chornobyl Exclusion Zone was carried out with the help of modern analytical equipment, which made it possible to obtain the values of radioactive contamination of the environment. According to the results of laboratory research, the processes of high-temperature sublimation of combustible forest material and removal of radioactive cesium into the air are modeled. A comparative analysis of the results of natural and laboratory studies with controlled forest fires was carried out. Radiation risk assessment during firefighting was performed. The radiation risk and the dose load for the population during forest fires with a radiation hazard factor are determined.
Conceptual foundations for the development of special systems of control over the forest fire situation in the Chornobyl exclusion zone by means of an ultrahigh-frequency radiometer have been formed. A variant of creating a mobile laboratory complex for operational control over radiation conditions around radiation-hazardous objects in emergency and post-emergency situations, remote and contact control over radionuclides in air, soil, water, etc. to make management decisions to minimize the consequences of radiation accidents and emergencies related to radiation-hazardous factors have been proposed. Conceptual foundations of ensuring ecological and radiation safety on the basis of the created structural scheme of control and management of heavy radiation accidents have been developed.
The practical significance of the obtained results lies in the implementation of the developed or improved methods, strategic directions and concepts for the monitoring and management of the state of ecological safety in the Chornobyl Exclusion Zone. With the direct participation of the author some results of the dissertation were implemented in the activities of organizations and institutions that are directly or indirectly related to the problem of environmental safety of the territory.
Description: Сидоренко В. Л. Екологічна безпека Чорнобильської зони відчуження: техноприродні загрози від радіаційно небезпечних об'єктів і явищ : дис. докт. техн. наук : 21.06.01 / Сидоренко Володимир Леонідович – Київ, 2020. – 470 с.2020-09-28T00:00:00Z