Науковий журнал «Інженерія природокористування»

Розширення температурного діапазону експлуатації фільтруючих матеріалів на основі політетрафторетилену шляхом армування полімерної матриці

Ісаєв М. В. — 2021-12-02

In order to increase the stability of the pore space of porous polytetrafluoroethylene (PTFE) at ele-vated temperatures, composites based on commercial PTFE have been prepared. Highly refined MG-1 graphite and activated carbon powder were used as reinforcing materials. Deformation curves and hardness values of HRB PTFE and composites based on it were obtained. A technological process of the production of porous composites based on PTFE with a polymer matrix reinforced with graphite MG-1 has been developed. The sodium chloride was used as a porogen, which was removed from the semi-finished products by leaching for the production of bulk porous composites with open porosity and controlled pore structure.

The porous materials based on PTFE with a porosity of and porous PTFE-based compo-sites reinforced with graphite with the same porosity, were obtained.Optical microscopic studies of porous PTFE and porous composite based on PTFE reinforced with graphite showed the identity of their pore structures. A method is proposed for assessing the homogeneity of pore structures by means of multiple measurements of microhardness in various areas of porous polymers. It was found that the developed technological process for production of porous PTFE and a porous composite based on PTFE reinforced with graphite ensures the formation of homogeneous pore structures.

The values of the microhardness of porous PTFE have been obtained. The graphite reinforcement of the polymer matrix is shown to decreas the elasticity and increas the strength of their interpore parti-tions. This made it possible to obtain filter materials capable of maintaining the specified parameters of the pore structure and operating reliably at elevated temperatures up to 250.

Мікроавтомобілі як один з шляхів зменшення шкідливого впливу транспортних проблем на сучасне місто

Банніков В. О. — 2021-12-02

Необхідність обґрунтування достоїнств трьохколісного мікрокара, як нового альтернативного вигляду міського індивідуального транспортного засобу, обумовлена його незвичними, особливими споживчими і експлуатаційними властивостями, які направлені на одночасне вирішення багатьох транспортних проблем сучасного міста.

Аналіз існуючих мікроавтомобілів показує, що незважаючи на недоліки, кожний з них має головні переваги – малі габарити, менші витрати енергії на перевезення однієї людини, менше шкідливих викидів, висока маневреність. Сьогодні можна відзначити справжній бум серед найвідоміших світових автовиробників в спробах якнайшвидше створити свій мікротранспортний засіб. Що ж до критики, то вона як правило, направлена на низьку інформативність мікрокара, тобто його важче помітити на дорозі; рівень пасивної безпеки також значно нижче, ніж у звичайного легкового автомобіля. Крім того, цей новий вигляд транспорту, іноді створює перешкоди руху транспортного потоку, особливо, коли його максимальна швидкість не перевищує 45-50 км/год. Також можна спостерігати, розгубленість органів контролюючих безпеку руху, з приводу нібито відсутності законодавчих норм, що відносяться до статуту мікроавтомобілів, що до дозволу їх експлуатації. Зрозуміло, це стосується не всіх країн, в США і в Англії термін «мікрокари» узаконені, та є і інші приклади. В Англії до класифікації входить також термін, що відноситься до мікро- автотранспорту - «bubble», (означає «міхур»). Так свого часу назвали міські одномісні мікроавтомобілі, що зовні нагадують скляні міхури [2,14]. Крім того, з аналізу виходить, що так чи інакше, вказані вище недоліки в деяких конструкціях досить успішно вирішені. З чого випливає, що зібравши, в одному концепткарі максимум позитивних якостей, можливо створити мікроавтомобіль, здатний стати справжнім конкурентом сьогоднішньому традиційному легковому автомобілю, що заполонив сучасне місто.

Вивчення колекції капусти як вихідного матеріалу для селекції

Кирюхіна Н О. — 2021-12-02

Представлено результати вивчення колекції капусти в Інституті овочівництва і баштанництва НААН України. В Україні найбільш широкого розповсюдження отримали сорти центральноєвропейської групи, що є цінними зразками для селекції на урожайність та на стійкість до розтріскування головок. Колекція вихідного матеріалу капусти необхідна для створення високоврожайних сортів і гібридів різних строків достигання, що характеризуються високим виходом товарної продукції. Колекція містить сорти капусти білоголової раннього та пізнього строків достигання, сортозразки капусти червоноголової, савойської, брюссельської, цвітної та кольрабі. Переважна кількість сортозразків представлена капустой білоголовою, серед яких більшість є сортами пізнього строку достигання. Саме капуста білоголова сортів пізнього строку достигання користується найбільшим попитом у населення.

Встановлено, що товарність головок сортозразків капусти білоголової раннього строку достигання переважно була в межах 80–90 %, а пізнього строку достигання – коливалася в межах від 90 до 100 %. За врожайністю та масою товарної головки сорти капусти білоголової пізнього строку достигання переважали ранньостиглі на 14 %. Рослини ранньостиглих сортозразків за величиною дрібні: діаметр розетки листків не більше 60 см. Пізньостиглі сортозразки за діаметром розетки відносяться до середніх (60–80 см) або великих (більше 80 см).Серед колекційних зразків капусти білоголової пізньої найбільшу селекційну цінність представляють сортозразки сортотипів Амагер та Білоруська, а також сорти капусти червоноголової сортотипу Лангейдейкер. Серед колекційних зразків капусти білоголової ранньої найбільшу селекційну цінність представляють сортозразки сортотипів Дітмарська рання і Голландська рання. Серед представленого видового різноманіття капусти будь-який вид може бути донором тривалості вегетаційного періоду.

Продуктивність і стеблостій льону-довгунця з урахуванням густоти стояння рослин перед збиранням

Лімонт А. С. — 2021-12-02

Продуктивність і стеблостій льону-довгунця є факторами вибору режимів роботи льонозбиральних комбайнів, а мінливість і варіабільність морфологічних ознак стебел ускладнює їх технологічне налагодження та інколи і унеможливлює застосування засобів механізації на готуванні і збиранні рошенцевої льонотрести. Продуктивність льону-довгунця охарактеризована урожайністю насіння і соломи культури та номером довгого волокна, а стеблостій перед збиранням – його вирівняністю, коробочністю та часткою непродуктивних стебел в ньому. Розмірні характеристики стебел оцінені середнім квадратичним відхиленням і коефіцієнтами варіації відповідних морфологічних ознак.

Наведена зміна урожайності насіння і соломи льону-довгунця, номера довгого волокна і вирівняності стеблостою залежно від густоти стояння рослин перед збиранням. Ця зміна подана відповідними графіками і кореляційно-регресійними рівняннями. Залежно від густоти стеблостою зміна урожайності насіння і соломи льону-довгунця та номера довгого волокна описана випуклими параболами другого порядку, а вирівняність стеблостою за висотою рослин – сповільнено зростаючою гіперболою. Визначена оптимальна густота стеблостою, що максимізує урожайність льонопродукції і якість волокнистої складової урожаю льону-довгунця. Висвітлено вплив густоти стояння рослин перед збиранням на зміну коробочності стеблостою, частки непродуктивних стебел в ньому, середнього квадратичного відхилення коробочності, коефіцієнтів варіації висоти і діаметра стебел. Досліджена зміна маси рослин з розгалуженням суцвіття, насіннєвими коробочками з насінням та маси власне очісаного стебла і насіння на стеблі залежно від густоти стояння рослин. Залежно від густоти стеблостою зміна частки непродуктивних стебел в ньому описується сповільнено зростаючою гіперболою, а решти досліджуваних ознак і їх статистичних показників – рівняннями сповільнено спадаючих гіпербол з визначеними параметрами цих гіпербол. Показники мінливості розмірних характеристик стебел і стеблостою можуть бути використані при визначенні і обґрунтуванні регулювань очісувального апарата комбайна.

Обґрунтування сорбційної активності відвальних доменних шлаків

Шуліченко О. М. — 2021-12-02

Мета роботи – обґрунтування сорбційної активності відвальних доменних шлаків. Для досягнення мети визначено мінералогічний, елементний та радіонуклідний склад відвальних доменних шлаків підприємств України. Використано сучасні методи дослідження: мінерали визначено за допомогою рентгенофазового аналізу на порошковому дифрактометрі Siemens D500 з подальшим розрахунком рентгенограм за методом Ритвельда; хімічний елементний склад шлаків визначено за допомогою методу електронно-зондового мікроаналізу на сканувальному електронному мікроскопі JSM-6390 LV; гамма-спектрометричний аналіз шлаку виконано за допомогою сцинтиляційного гамма-спектрометра СЕГ-001 «АКП-С». Основими мінеральними фазами шлаків є псевдоволастоніт, ранкініт, окерманіт, бредигіт і геленіт. Виявлено мінеральні фази (псевдоволастоніт, бредигіт і окерманіт), які мають гідравлічну активність. Підвищена гідравлічна активність як різновид хімічної реакційної здатності пов’язана із сорбційною активністю. Тому за підвищеного сумарного вмісту гідравлічно активних мінералів ці шлаки можна використовувати як сорбенти. Показано, що відповідно до елементного аналізу шлаки є нетоксичними. Наявність певних елементів ( , , К, і ), що не входять до складу мінералів свідчить про здійснення інших механізмів зв’язування елементів, крім входження в кристали мінералів, а саме про присутність аморфних речовин або адсорбцію елементів шлаковими частинками. Це підтверджується високорозвиненою поверхнею з великою кількістю осколкового матеріалу, мікронним розміром частинок пластинчастої і голчастої форми, що зумовлює велику кількість дислокацій вакансій. Обгрунтована радіаційна безпека досліджуваних фракцій шлаків. Встановлено наявність в шлаках радіонуклідів , і . Експериментально визначено питомі активності природних радіонуклідів та розраховано ефективні питомі активності гранулометричних фракцій шлаків. Основний вклад у величину вносить радіонуклід , потім – . доменних шлаків нижче нормованого значення 370 Бк/кг для першого класу небезпеки, що визначає відсутність обмежень при використанні відходів як технічних матеріалів, в тому числі і сорбентів.

Аналіз та перспективи технологічних і конструктивних особливостей ротаційних робочих органів для поверхневого обробітку ґрунту

Грушецький С. Н. — 2021-12-02

Головне завдання землеробства полягає в тому, щоб забезпечити все зростаючі потреби населення екологічно чистими рослинницькими продуктами харчування, тваринництво – кормами, а переробну промисловість – сільськогосподарською сировиною. Успішне вирішення цієї проблеми можливе при умові розширеного відтворення родючості ґрунтів, високій культурі поля і врожайності сільськогосподарських культур.

Відповідно, метою дослідження було проведення порівняльного аналізу та перспективи технологічних і конструктивних особливостей ротаційних робочих органів для поверхневого обробітку ґрунту, щоб привести його до оптимального стану для росту культурних рослин, використовуючи для цього різні робочі органи пасивної або активної дії.

Дослідження проводилися шляхом технологічно-конструкційного аналізу технологій і машин для поверхневого обробітку ґрунту. У процесі досліджень використовувались методи порівняння та математичного моделювання технологічних процесів. Інформаційною базою досліджень слугували праці українських та зарубіжних науковців з технологій і машин для поверхневого обробітку ґрунту.

На основі проведеного порівняльного аналізу та перспективи технологічних і конструктивних особливостей ротаційних робочих органів для поверхневого обробітку ґрунту свідчить про їх недоліки: низьку швидкість переміщення знаряддя – (до 1,5 м/с) і відповідно невелику продуктивність; велику частоту обертання вала ротора (540-1000 хв^-1), що зумовлює великі енерговитрати; високі питомі металомісткість і енергомісткість конструкцій. До переваг безприводних ротаційних робочих органів відносяться також: здатність працювати на високих швидкостях
(9-15 км/год і більше), що дозволяє більш повно використовувати енергетичні можливості сучасних швидкісних енергонасичених тракторів; порівняно низька енергоємність; простота конструкції; відносно висока зносостійкість; не вимагають ретельного догляду і ремонту. А тому, перспективним напрямом створення нових конструкцій ротаційних розпушувачів, є: спрощення конструкції, підвищення якості обробітку ґрунту, зменшення енергомісткості процесу.

Удосконалення конструкції робочого органу культиватора для міжрядної обробки просапних культур

Риндяєв В. І. — 2021-12-02

Інтенсифікація аграрного виробництва передбачає вирішення завдань обробітку ґрунту комплексно з урахуванням усіх вагомих чинників для повного задоволення потреб вирощуваних сільськогосподарських культур. Проте традиційні технології і засоби механізації обробітку ґрунту уже не задовольняють щораз більші потреби виробництва рослинницької продукції. У розвитку технологій і сільськогосподарського обладнання в аграрному секторі нашій країні слід зазначити головну тенденцію – перехід до диференційного механізованого обробітку ґрунту.

У рішенні задач збільшення виробництва рослинницької продукції важливе місце займають питання проектування і виготовлення сучасної техніки. Тому підприємства сільськогосподарського машинобудування, науковці, конструктори приділяють велику увагу знаходженню нових рішень в розробці ефективного обладнання. Проектуються і виготовляються нові зразки сільськогосподарської техніки для обробки ґрунту, вживаються заходи для розширення можливостей винахідників в створенні перспективного вітчизняного обладнання. В результаті цього українські виробники сільськогосподарської продукції експлуатують сучасну працездатну техніку.

В Луганському національному аграрному університеті розроблені декілька конструкцій ґрунтооброблювального робочого органу культиватора. Особливістю розробок є те, що діючі робочі органи культиватора додатково оснащені раціональними механізмами, які забезпечують відокремлення бур'яну від ґрунту, поліпшують умови для розвитку рослин, стану ґрунту, зменшують застосування гербіцидів і підвищують врожайність культур.

На підставі отриманих результатів розроблена технологія виготовлення та виготовлений удосконалений зразок робочого органу культиватора. Для різних ґрунтово – кліматичних умов сконструйовані змінні робочі елементи для відокремлення бур'яну від ґрунту і його розпушуванню. Реалізація таких рішень дозволить застосовувати розробку в різних регіонах України.

Аналіз сепарувально-транспортувальних механізмів для коренебульбозбиральних машин

Грушецький С. М. — 2021-12-02

Картопля є однією з найбільш поширених культур в Україні, її виробництвом займається переважна більшість вітчизняних господарств – від населення до крупних агрофірм. Причому, близько 95% виробленої картоплі припадає на присадибні господарства, для яких характерні широке використання ручної праці на більшості технологічних операцій збирання та низька механізація процесу збирання загалом.

Збирання залишається найбільш ресурсозатратним процесом у виробництві картоплі, адже на сьогодні, як відомо, частка енерго- та працезатрат процесів збирання складає відповідно
50-60% та 60-70%.

Відповідно, метою дослідження було проведення порівняльного аналізу сепарувально-транспортувальних механізмів для коренебульбозбиральних машин, покликаними прискорити очищення вороху від домішок і навантаження бульб картоплі в кузов транспортних засобів.

Дослідження проводилися шляхом технологічно-конструкційного аналізу технологій і машин для збирання картоплі. У процесі досліджень використовувались методи порівняння та математичного моделювання технологічних процесів. Інформаційною базою досліджень слугували праці українських та зарубіжних науковців з технологій і машин для збирання картоплі.

На основі проведеного порівняльного аналізу сепарувально-транспортувальні механізми призначені для очищення вороху від домішок і навантаження бульб картоплі в кузов транспортних засобів. Картоплекопачі-навантажувачі, залежно від ґрунтово-кліматичних умов роботи, оснащуються різними типами сепарувальних органів: прутковими просіювальними транспортерами, похилими голчастими транспортерами, перебиральними столами, роликовими сепараторами, зірково-вальцевими сепараторами, комбінацією прутковий транспортер – бадиллєзатягувальний валець, широкопланчастий бадиллєвідокремлювальний із похилим голчастим транспортером, широкопланчастий бадиллєвідокремлюючий транспортер тощо.

Актуальною сьогодні та у найближчій перспективі є потреба українських виробників картоплі у дешевому та одночасно надійному у роботі картоплезбиральному комбайні. Враховуючи розвиток машинобудування в Україні, такі вимоги можна забезпечити простою та компактною конструкцією однорядного чи дворядного комбайна вітчизняного виробництва. Для підвищення продуктивності та якості роботи комбайнів, при проектуванні їх конструкцій потрібно враховувати перспективні вимоги до механізації та автоматизації робочих процесів.

Шляхи підвищення працездатності сільськогосподарських машин

Риндяєв В. І. — 2021-12-02

Головною задачею сільськогосподарської галузі України є збільшення виробництва якісної продукції. У зв’язку з цим урядом приділяється велика увага розвитку сільськогосподарського машинобудування. Проектуються сучасні високоефективні машини, збільшуються потужності підприємств виробників сільськогосподарської техніки, закуповуються закордонні перспективні зразки обладнання. В результаті цих заходів українські аграрії експлуатують ефективну техніку.

Інтенсифікація виробничого процесу в аграрному секторі відбувається в основному за рахунок зростання швидкостей обладнання в роботі. Це призводить до збільшення енергосилових параметрів машин, їх нагруженості і напруженості деталей і вузлів.

Вітчизняні сільськогосподарські машинобудівники зуміли забезпечити підвищення рівня допустимих напружень, але витрати на закупівлю запчастин значно збільшилися.

Причиною такого неблагополучного стану є зростання динамічного і нетехнологічного навантаження, що привело до нових питань при проектуванні сільськогосподарської техніки. Крім того нетехнологічні навантаження значно перевищують технологічні.

Таким чином, розробка заходів підвищення працездатності сільськогосподарських машин стало проблемою, вирішення якої очікують вітчизняні аграрії.

Першим етапом цієї роботи є аналіз і оцінка відомих схемних рішень, а також вибір раціональних параметрів вузлів машини, які забезпечують необхідний рівень працездатності машини. В тому випадку, коли відомі схеми не можуть вирішити поставлені задачі, необхідний творчий пошук нових рішень.

Створення раціональної системи машини – це розробка проектного рішення, яке відповідає критеріям забезпечення параметрів процесу, працездатності, запасу міцності і економічному критерію. Аналіз формування навантажень при роботі сільськогосподарського обладнання і розробка схемних рішень машин за сформульованими критеріями – це шляхи, які забезпечують підвищення працездатності сільськогосподарських машин.

Перспективні аспекти в розвитку роботизації процесів тваринництва

Шигимага В. О. — 2021-12-02

Роботизація охоплює практично всі основні, трудомісткі і одноманітні технологічні процеси тваринництва – підготовка і роздача кормів, доїння, прибирання гною, стрижка вовни, контроль, рахунок і упаковка яєць і т.п. кожен з цих процесів до теперішнього часу знаходиться в різному ступені роботизації. Наприклад, всі основні технологічні етапи отримання молока вже роботизовані настільки повно, що далі можливе лише вдосконалення розроблених автоматичних доїльних комплексів. Мабуть, аналогічна ситуація повинна скластися з часом і в інших трудомістких, але значно менш або зовсім не роботизованих галузях тваринництва. З іншого боку, процеси, що вимагають творчого, інтелектуального підходу до вирішення технологічних завдань тваринництва, поки випадають з поля зору розробників робототехнічних систем. Серед таких ще не роботизованих рутинних процесів можна відзначити масову вакцинацію тварин або ветеринарний контроль поголів’я, лікування та біотехнологічні процедури.

Біотехнологія тваринництва - це перспективний і пріоритетний напрямок розвитку галузі, спрямований на прискорене вдосконалення існуючих і створення нових порід, видів тварин з метою отримання максимуму продукції. В даний час частково автоматизовані лише деякі з процесів біотехнології тварин – процеси ДНК-технологій і тільки окремі операції клітинної і генної інженерії, наприклад, сортування клітин, окремі мікро – і електроманіпуляції з клітинами.

У статті запропонована умовна схема перспектив розвитку традиційних та інноваційних процесів тваринництва. Перші є основними (доїння, годування, прибирання гною), до теперішнього часу в різному ступені роботизовані і мають перспективи до вдосконалення до повної роботизації. Другі є допоміжними (ветеринарні, біотехнологічні, селекційні та ін.), поки ще не роботизовані, але мають значні перспективи роботизації в найближчі 5 – 15 років завдяки впровадженню окремих автоматизованих пристроїв і приладів.

Підвищення ефективності технологічного процесу елеваторного комплексу за рахунок оптимальної маршрутизації

Тимчук С. О. — 2021-12-02

На сьогодні, все частіше постає питання у підвищені продуктивності на елеваторних комплексах, так як необхідність в постійному покрашені результатів та економічності процесу виробництва завжди актуально. Тому виникають завдання в пошуку нових методів покрашення й оптимізації технологічного процесу. У даній статті проведений аналіз сучасних методів побудови технологічних маршрутів для транспортування зернової продукції. Актуальність даної теми обґрунтовується виходячи з неповної продуктивності технологічного обладнання, яке залучене до транспортування, якісних показників процесу та якості зерна, що транспортується. Аналізуючи стан даного питання, однією з основних причин недовикористання продуктивної потужності технологічного обладнання елеваторного комплексу, поряд з організаційними причинами, недостатньою технічною надійністю і якістю продукції, є відсутність розвиненої системи автоматизованого керування, що не дозволяє оператору ефективно управляти процесом в умовах експлуатації. В результаті підвищених вимог до автоматизованих систем та їх обладнанню, традиційні засоби регулювання та управління є технологічно й економічно неефективними, оскільки організація і функціональна структура, як підприємств, так і автоматизованої системи, залишається без змін, тому і якість технологічного процесу ніяк не може покращуватися. Тому на основі дослідження для розв'язання даної проблеми в області автоматизованого управління та візуалізації технологічного процесу, були визначені критерії оптимізації, впровадження яких дозволить знизити негативні показники технологічного процесу. Визначений спосіб застосування критеріїв оптимізації, побудований на базі мікропроцесорних засобів автоматизації (мікроконтролерів, логічних програмованих контролерів, і т.д.).

Аналіз шляхів керування енергоспоживанням електроприводів об'єктами агропромислового комплексу

Лисиченко М. Л. — 2021-12-02

Проаналізовано режими роботи електроприводу робочих машин в агропромисловому комплексі. Проведено детальне обґрунтування властивостей пристроїв, що входять до складу електромеханічних систем, та наведено шляхи регулювання ефективності роботи зі зниження енерговитрат. У науковій роботі велике значення надавалося механічним характеристикам асинхронних двигунів і властивостям перетворювача як приймача електричної енергії. Під час експлуатації асинхронного електроприводу доведено, що на практиці можна зменшити втрати в нерегульованих двигунах і в живильній магістралі, знизивши таким чином напругу на валу двигуна, використовуючи компенсацію реактивної потужності. У представленій в огляді статті розглядаються основні режими роботи електроприводу робочих машин в агропромисловому комплексі. Виконано обґрунтування властивостей пристроїв, що входять до складу електромеханічних систем, та наведено шляхи регулювання ефективності роботи зі зниження енерговитрат. Проведено аналіз основних методів енергозбереження в електроприводах агропромислового комплексу, що дозволяє змінювати в даний момент подачу на робочий орган необхідної потужності з мінімальними втратами. Перспективним технічним рішенням сучасного регульованого електроприводу на найближчі роки є структурована система асинхронного двигуна перетворювача частоти з короткозамкненим ротором, що показує детальне підключення перетворювача до електроприводу. Отримано результати чисельних розрахунків параметрів енергетичного процесу транспортування енергії від джерела до споживача, які можуть бути корисними при розробці та впровадженні сучасних ефективних алгоритмів управління енергозбереженням. Дослідження показали, що заміна ненавантажених електродвигунів в агропромисловому комплексі на двигуни меншої потужності дає значну економію електроенергії.

Визначення активуючого впливу низькоенергетичного лазерного випромінювання на кореневу систему квасолі

Сухин В. В. — 2021-12-02

Представлено експериментальне дослідження з визначення активізаційного впливу низькоенергетичного лазерного випромінювання на фізіологічні показники ростків квасолі, впливаючи на їх кореневу систему. Для проведення досліду був побудований лабораторний стенд, який включав в себе: пульт керування, резервуар з живильним розчином і тримачем для розміщення вирощуваної квасолі, джерела штучного освітлення рослин і конструкцію їх встановлення, блок аерації і лазерну установку. Резервуар з живильним розчином і тримачем представляв собою гідропонну установку основану на методі воднева культура і системі плаваюча платформа. Сам біостимуляційний розчин, вміщував набір певних хімічних елементів і їх концентрацій для вирощування квасолі. Функціонування лабораторного стенду починалося з подачі живлення до пульта керування, а з нього подавались команди на вмикання джерел штучного освітлення рослин, блока аерації живильного розчину та лазерного пристрою. Також розроблена технологія лазерної обробки коренів ростків квасолі, яка основувалась на розділенні 30 ростків на 3 групи по 10 одиниць, перша і друга група опромінювалась лазером з відповідними параметрами довжини хвилі і дози, а третя являла собою контроль. Росток брався з відповідного ряду і розміщувався в скляній ємності над якою знаходився випромінювач на висоті 0,01 м, при цьому, чітко впливаючи на зону всмоктування кореневої системи, а потім знову повертався у вихідне положення. За результатами досліду отримано набір даних, які свідчать про ефективність лазерного стимулювання коренів квасолі.

Розрахунок спеціалізованої антени для проведення біологічних досліджень

Косуліна Н. Г. — 2021-12-02

В якості лінії передачі в дециметровому та сантиметровому діапазонах хвиль застосовуються, головним чином, хвилеводи, коаксіальні та смужкові лінії. В даний час широке застосування знаходять пристрої, які називаються смужковими лініями. Під смужковими лініями маються на увазі пристрої, що складаються з двох або декількох провідних смуг. Як правило, такі лінії робляться у вигляді тонких металевих шарів, нанесених на аркуші діелектрика. В якості таких підложек використовуються матеріали з малими втратами в розглядаємо му діапазоні НВЧ. Смужкові лінії здатні передавати енергію на ТЕМ хвилі практично на будь-якій частоті.

Відомо, що коливання ТЕМ-типу можуть поширюватися в смужковій лінії лише за умови, що вона є системою без втрат і повністю заповнена однорідним ізотропним діелектриком. В даний час найбільш поширені смужкові лінії, виконані з пластин твердого діелектрика з нанесеними на них будь яким способом тонкими шарами металу. У такій системі поле переважно концентрується біля зарядженої пластини, показники лінії практично не змінюються, якщо вважати, що вона знаходиться в безмежному діелектрику. У роботі розраховані електричні характеристики смугового хвилеводу, що дозволяють реалізувати його практичне виконання, вибрати геометричні розміри антени.

Методика розрахунку, що використовується в роботі, дозволяє отримати досить прості аналітичні вирази, що характеризують розподіл полів хвильових опорів, погонних ємностей та інших параметрів антенних систем.

Вплив зовнішнього електромагнітного поля на фізиологічні процеси обміну у плодах фруктів

Бородай І. І. — 2021-12-02

Розглянуто можливість уповільнення процесів дихання рослинних клітин за допомогою високочастотного електромагнітного випромінювання, яке дозволяє збільшити строки зберігання й зберегти якість продукції. Для уповільнення процесів дихання і збільшення термінів зберігання плодоовочевої продукції було розглянуто процес перенесення іонів і протонів через мембрану клітини. Визначення чисельних значень біотропних параметрів інформаційного електромагнітного випромінювання для інгібування синтезу етилену, що виділяється плодоовочевою продукцією, на основі моделей, що описують процес дихання рослинної клітини під впливом електромагнітного випромінювання. Для гальмування інтенсивності дихання плодів описано процес регулювання переносу іонів і протонів через мембрану мітохондрій. Отриманий вираз для щільності струму через мембрану клітини, що дозволяє визначити частоту електромагнітного випромінювання і наведений потенціал на мембрані, які призводять до блокування дихання плодів в процесі їх тривалого зберігання. Теоретичні розрахунки значень біотропних параметрів електромагнітного поля для максимального блокування руху іонів через канали в мембрані клітини дорівнюють електромагнітним випромінюванням із частотою 33,5…36 ГГц, а штучно створений потенціал на мембрані не повинен бути більшим 120 мВ. Вплив зовнішнім електромагнітним випромінюванням з оптимальними параметрами підвищує імовірність можливого блокування каналів руху іонів практично в 7-8 разів. Відповідно таких умов буде вповільнюватися й обмін речовин на рівні мембран клітки й процес їх дихання, що природно позначиться на строках зберігання фруктоовочевої продукції.

Аналіз регулювання якості електричної енергії як складової якості електропостачання сільськогосподарських споживачів

Трунова І. М. — 2021-12-02

В статті проаналізована якість електроенергії у сільськогосподарських районах, базуючись на статистичних даних Національної комісії, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг. Зроблено висновок, що якість електроенергії у сільській місцевості значно гірша, ніж у містах, що впливає на ефективність електрифікованих технологічних процесів сільсько-господарського виробництва. Також проаналізовані основні напрями регулювання якості електро-енергії в Україні - впровадження стандартів та мінімальних вимог щодо якості електроенергії, реалі-зація компенсацій та штрафів, інформування та встановлення зобов’язань. Зроблено висновок, що є необхідність прийняття актуальних редакцій стандартів, які гармонізовані з європейськими стан-дартами. Також виявлена незадовільна ситуація з відсутністю у базах нормативно-технічної докуме-нтації стандартів щодо електромагнітної сумісності обладнання в той час, коли вони є чинними в Україні. Аналіз прав споживачів щодо отримання якісної електроенергії та компенсацій внаслідок невиконання гарантованих стандартів якості електропостачання, які стосуються якості електроенер-гії, показав, що захист прав споживачів з впровадженням стандартів якості електропостачання пок-ращився. А впровадження дієвого механізму надання компенсацій споживачам за невиконання га-рантованих стандартів є одним із заходів регулювання, який має за мету також і покращення якості електроенергії. Аналіз обов’язків споживачів щодо використання електроустановок, які не погіршу-ють якість електроенергії та усунення причин, якщо це відбулося, показав, що контроль за виконан-ням цих обов’язків утруднений внаслідок незадовільної ситуації з наявністю певних стандартів з електромагнітної сумісності та незадовільним забезпеченням приладами контролю якості електро-енергії певного класу вимірювань у Операторів систем розподілу.

Модель системної динаміки складної ергатичної надсистеми техногенно-екологічної безпеки держави

Чумаченко С. М. — 2021-12-02

Людське суспільство існує в оточенні природного середовища, користуючись його матеріальними та енергетичними ресурсами і повертаючи йому шкідливі відходи своєї діяльності. Екосистема планети - сукупність складових «ноосфери», надскладна взаємодія яких і визначає її загальний стан. Промислове та аграрне виробництво, життєдіяльність людського суспільства поглинають величезні обсяги корисних копалин надр у вигляді мінералів і енергоносіїв, прісної води, кисню атмосфери, ресурсів флори та фауни, порушуючи «системну» сталість природного середовища, забруднюючи землю, воду і повітря шкідливими відходами промислової діяльності. Все це призводить до поступового вичерпання можливостей екосистеми планети до самовідновлення (властивості «гомеостазу») і загрожує виникненням аварій та техногенних катастроф, порушенням нормальних умов існування для людства. Отже, саме наукова сфера «цивільного захисту» і практична діяльність з питань техногенної безпеки набувають загальнонаціонального значення для країни.

У статті наведено структурно-функціональну модель складної ергатичної надсистеми, в якій реалізовано всі головні атрибути надсистеми «держава» на першому рівні декомпозиції до «підсистем» – сфер діяльності. Розроблено узагальнену імітаційну модель системної динаміки для надсистеми «держава». Представлено алгоритм для реалізації імітаційної моделі системної динаміки. Методологічною основою досліджень для суспільно-технічних наук є «системний підхід» – науковий концепт системології, об’єктом якої є «суспільство» як «надскладна система» його абстрактної наукової моделі. Ергатичною «складною» системою вважається штучне утворення організаційного типу, склад «сил» фахівців якого здатний утворювати потрібний (за обсягами і модальністю) «ефект» на об’єктах застосування керованим використанням ресурсу «засобів» загального і спеціального призначення. Об’єкт наукового дослідження «техногенно-екологічна безпека» (ТЕБ), таким чином, має розглядатися як «складна» система, що є «підсистемою» системи національної безпеки, а та – підсистемою надсистеми «держава» (згідно з принципом «ієрархічності» складних систем за Л. фон Берталанфі).

Електрохімічне очищення ґрунтів від вуглеводневих забруднень

Ляшенко Г. А. — 2021-12-02

Найважливішим науково-практичним завданням у галузі екологічної безпеки є розробка та вдосконалення методів очищення та відновлення забруднених ґрунтів. У вітчизняних джерелах в основному аналізується вміст у ґрунті потенційно токсичних мікроелементів (Cd, Hg, As), контроль за накопиченням важких металів у ґрунті та рослинах, способи детоксикації важких металів, технічно накопичених у ґрунті. Одним з ефективних та економічно доцільних методів є електрохімічне очищення, яке не потребує використання дорогих хімічних реагентів та екскавації ґрунту. Методи електрохімічного очищення ґрунтів від забруднюючих речовин достатньо широко досліджуються та впроваджуються в багатьох країнах. Подібні технології використовуються у Сполучених Штатах Америки, західноєвропейських країнах, Японії та Китаї. В Україні діють лише окремі організації, що проводять відновлення ґрунтів за допомогою електричної обробки. Широкомасштабні випробування технології електрохімічної очистки ґрунтів під назвою Lasagna проводились фірмами «Montana», «Dupon», «General Electric». У ґрунті паралельно очищуваній зоні розміщувались ряди електродів. Однак при цьому потрібно враховувати нерівномірність забруднення різних ділянок ґрунту. У статті розглядаються особливості організації та технічного оснащення електрохімічного очищення нерівномірно забруднених ґрунтів під час використання джерела електричної енергії постійного струму, розглянутий метод розрахунку конструктивних параметрів відповідної установки, розглянута конструкція електродної пари для очищування нерівномірно забруднених ґрунтів. Ефективне очищення нерівномірно забрудненого ґрунту при використанні заданої напруги можливе за рахунок застосування різнорозмірних електродів. Для кожного виду ґрунту необхідна для очищення величина електричного заряду визначається концентрацією забруднювача. Розміщення катодів та анодів паралельними батареями та з'єднання їх індивідуальними шинами є дієвим та енергозберігаючим рішенням, оскільки в міжелектродному просторі створюється електричне поле, близьке до однорідного, що дозволяє знижувати міжелектродний опір середовища.

Боротьба зі сміттям у Харківській області

Куліш І. О. — 2021-12-02

В цій статті проаналізовано та описано стан Харківської області, який враховує кількість сміттєзвалищ та сміттєвих полігонів. Розглянуто склад полігонів твердих побутових відходів та приведена інформація щодо негативного впливу сміттєвого забруднення на землю і рослини, виділення важких газів, потрапляючих у атмосферу, а також легкозаймистість відходів. Описані ризики для здоров’я людей, проживаючих неподалеку від сміттєвих полігонів та звалищ, перешкоди в побуті та веденні домашнього господарства. Підкреслено шкоду від сміттєзвалищ для верхнього шару ґрунту та важкості відновлення довкілля. Додатково звернено увагу на дослідження учених щодо підвищеного ризику розвитку онкологічних захворювань та подразнення дихальних шляхів. Вказано на актуальність і ціну контейнерів для роздільного збору сміття, хибний крок зі сторони міської влади у напрямку закупівлі більш дорогих застарівших сміттєвих баків та контейнерів. В меті роботи додано, що українцям потрібно змінити своє ставлення до оточуючого світу і берегти рідний край, а владі запроваджувати програми стимуляції та заохочування населення до сортування ТПВ, місцями діяти більш жорстко і навіть вводити штрафні санкції. На прикладі європейських країн описано їх підхід до утилизації відходів і переробки сміття на вторсировину. Згадано про заводи на яких проводиться спалювання відходів, які не підлягають вторинній переробці методом низькотемпературного та високотемпературного піролізу. Приведена принципова схема піролізу, описана технологія даного процесу і виділена різниця між напівкоксуванням та коксуванням. Окремо приведені переваги та недоліки піролізу. В кінці зроблені висновки, в яких спонукають до активних дій і любові до природи.