Дослідження сучасного стану технології виробництва ізостатичного графіту

The study of isostatic graphite production process and its development trends in the world market was conducted.It was established that the isostatic graphite production is a complex and multistage process that requires careful preparation of raw materials, the usage of powerful specialized pressing equipment, the use of elaborate heat treatment modes etc. As a result, it creates a high final price comparing to other brands of graphite materials.Methods of synthesis, analysis and systematization of available information regarding the isostatic graphite production were used for the study.The peculiarities of foreign isostatic graphite production technology were determined, which allows to set directions of improvement by Ukrainian producers, namely:-     choice of components and their composition for coke and pitch mixture;-     adding special modifiers;-     optimization of particle size distribution of the filler;-     setting the pressure for pressing moulding powder;-     choice of modes of blanks thermal processing etc.The level of future growth in global demand is determined for isostatic graphite materials and products based on it, which is more than 5 % of the annual global volume of production.The results enable further research in order to develop equipment and rational modes of grinding, mixing and pressing coke-pitch compositions using available Ukrainian brand coke and pitch. Furthermore, it will allow in the future to conduct a study of pressed billets heat treatment to reduce the unit cost of electricity and improve the process of isostatic graphite material manufacturing.Проанализированы основные этапы современной технологии производства высокодисперсного изостатического графита. Установлены особенности и возможные направления ее совершенствования на предприятиях Украины. Рассмотрены основные факторы, которые определяют спрос на изостатический графитовый материал. Спрогнозирован дальнейший рост более чем на 5 % ежегодного объема производства изостатического графита на мировом рынке, особенно в странах Восточной Азии.Проаналізовано основні етапи сучасної технології виробництва високодисперсного ізостатичного графіту. Встановлено особливості та можливі напрямки її удосконалення на підприємствах України. Розглянуто основні фактори, що визначають попит на ізостатичний графітовий матеріал. Спрогнозовано подальше зростання більш ніж на 5 % щорічного обсягу виробництва ізостатичного графіту на світовому ринку, особливо в країнах Східної Азії

Дослідження сучасного стану технології виробництва ізостатичного графіту

The study of isostatic graphite production process and its development trends in the world market was conducted.It was established that the isostatic graphite production is a complex and multistage process that requires careful preparation of raw materials, the usage of powerful specialized pressing equipment, the use of elaborate heat treatment modes etc. As a result, it creates a high final price comparing to other brands of graphite materials.Methods of synthesis, analysis and systematization of available information regarding the isostatic graphite production were used for the study.The peculiarities of foreign isostatic graphite production technology were determined, which allows to set directions of improvement by Ukrainian producers, namely:-     choice of components and their composition for coke and pitch mixture;-     adding special modifiers;-     optimization of particle size distribution of the filler;-     setting the pressure for pressing moulding powder;-     choice of modes of blanks thermal processing etc.The level of future growth in global demand is determined for isostatic graphite materials and products based on it, which is more than 5 % of the annual global volume of production.The results enable further research in order to develop equipment and rational modes of grinding, mixing and pressing coke-pitch compositions using available Ukrainian brand coke and pitch. Furthermore, it will allow in the future to conduct a study of pressed billets heat treatment to reduce the unit cost of electricity and improve the process of isostatic graphite material manufacturing.Проанализированы основные этапы современной технологии производства высокодисперсного изостатического графита. Установлены особенности и возможные направления ее совершенствования на предприятиях Украины. Рассмотрены основные факторы, которые определяют спрос на изостатический графитовый материал. Спрогнозирован дальнейший рост более чем на 5 % ежегодного объема производства изостатического графита на мировом рынке, особенно в странах Восточной Азии.Проаналізовано основні етапи сучасної технології виробництва високодисперсного ізостатичного графіту. Встановлено особливості та можливі напрямки її удосконалення на підприємствах України. Розглянуто основні фактори, що визначають попит на ізостатичний графітовий матеріал. Спрогнозовано подальше зростання більш ніж на 5 % щорічного обсягу виробництва ізостатичного графіту на світовому ринку, особливо в країнах Східної Азії

Quantum Imaging with Incoherently Scattered Light from a Free-Electron Laser

The advent of accelerator-driven free-electron lasers (FEL) has opened new avenues for high-resolution structure determination via diffraction methods that go far beyond conventional x-ray crystallography methods. These techniques rely on coherent scattering processes that require the maintenance of first-order coherence of the radiation field throughout the imaging procedure. Here we show that higher-order degrees of coherence, displayed in the intensity correlations of incoherently scattered x-rays from an FEL, can be used to image two-dimensional objects with a spatial resolution close to or even below the Abbe limit. This constitutes a new approach towards structure determination based on incoherent processes, including Compton scattering, fluorescence emission or wavefront distortions, generally considered detrimental for imaging applications. Our method is an extension of the landmark intensity correlation measurements of Hanbury Brown and Twiss to higher than second-order paving the way towards determination of structure and dynamics of matter in regimes where coherent imaging methods have intrinsic limitations

Automated incoming control with advanced functionality for processing frozen meat raw materials on continuous process lines with application of single-stage grinding

The article presents the functionality of the incoming control system (ICS) of raw materials (frozen blocks) processed on an automated line for production of meat products. The parameters of the cutting process of raw materials depending on its temperature and the effectiveness of procedures for recognizing foreign inclusions in the raw materials have been studied. It has been determined that the key controlled thermodynamic parameters for a frozen block are not only the temperature of the meat layer directly in the grinding zone, but also the temperature of the subsequent layers (a mathematical model of the temperature front propagation) that determine the change in the plastic properties of the grinded meat. The authors performed a mathematical calculation of heat transfer in a block of frozen meat in the process of its grinding and an approximate method for calculating the assessment of the heat of phase transition is offered. A cost-effective option was found (based on a neural network-classifier that considers the cost function) for detecting foreign inclusions in raw materials (when creating an ICS), which makes it possible to determine the block size that can be triggered without the risk of entering the specified inclusion into the grinding product

Energy-saving technology for fine grinding of food raw materials frozen in blocks

Reducing the cost of electricity consumed when cutting frozen raw materials in the meat processing industry can significantly improve profitability and other economic indicators. The possibility of energy saving in the innovative technology of one-stage fine grinding of food raw materials was studied. The selected frozen meat blocks (beef and pork) and collagen-containing raw materials (meat cuttings and tripe) were ground to the required degree usingan experimental IBF-1 grinder. At the same time, the active three-phase power consumed by the electric motor of the cutting mechanism drive was measured and recorded. The study results showed that the IBF-1 grinder (milling method) could replace three machines (frozen meat cutter, meat comminutor, and micro cutter) with sequential grinding in three stages according to the standard grinding technology. The calculations carried out on the power costs per ton of products confirm that grinding requires 2.6 times less than the total installed capacity of meatcutting machines of the standard technological chain

Про визначення модуля пружності одношарових вуглецевих нанотрубок методами структурної механіки

Метою статті є відпрацювання та перевірка числових методик визначення модуля пружності одношарових вуглецевих нанотрубок з використанням методу скінченних елементів, а також зв’язку між параметрами молекулярної і структурної механіки. Дослідження проводилося для нанотрубок різних типів просторово-каркасних моделей, а саме типу «крісло» (armchair), типу «зиґзаґ» (zigzag) і типу «хіральна» (chiral). Для побудови моделей нанотрубок зазначених типів розроблено програмні коди у середовищі вільно відкритого програмного забезпечення Gmsh. Розглянуто формулювання лінійних і нелінійних співвідношень для визначення параметрів структурної механіки на основі енергетичних потенціалів та силових коефіцієнтів молекулярної механіки. Формулювання нелінійної задачі дістали певного уточнення в частині визначення співвідношень «узагальнена деформація – узагальнені напруження». Розроблено числові моделі для дослідження модуля пружності нанотрубок різного типорозміру, що представляють собою макроси на мові програмування APDL ANSYS Mechanical APDL. Результати порівняння отриманих результатів показали задовільне узгодження з теоретичними та експериментальними даними: розбіжність з відомими теоретичними оцінками становить 0,08–5,1 %. Запропоновані верифіковані числові методики для визначення модуля пружності нанотрубок у подальшому планується застосовувати для розроблення нових полімерних нанокомпозитів

Про визначення модуля пружності одношарових вуглецевих нанотрубок методами структурної механіки

The purpose of article is working off and check of numerical techniques of definition of the elasticity module of single-walled carbon nanotubes with use of a method of final elements, and also ties between parameters of molecular and structural mechanics. Researches were conducted for nanotubes of various types of spatial and frame models, namely the armchaіr type, the zigzag type and the chіral type. Program codes with use of freely open software of Gmsh are developed for design of models of nanotubes of these types. Formulations of linear and nonlinear ratios for determination of parameters of structural mechanics on the basis of energy potentials and power coefficients of molecular mechanics are considered. The formulation of a nonlinear problem received a certain specification regarding definition of ratios "the generalized deformation – the generalized tension". The numerical models for research of the elasticity module of nanotubes of various dimension-types (chіrality and diameter) representing macroes in the APDL ANSYS Mechanical APDL programming language are developed. Results of comparison of the received results showed satisfactory coordination with theoretical and experimental data: the divergence with the known theoretical estimates makes 0.08–5.1 %. The offered verified numerical techniques for definition of the elasticity module of nanotubes are planned to be used further for development of new polymeric nanocomposites.Целью статьи является отработка и проверка числовых методик определения модуля упругости однослойных углеродных нанотрубок с использованием метода конечных элементов, а также связи между параметрами молекулярной и структурной механики. Исследования проводились для нанотрубок различных типов пространственно-каркасных моделей, а именно типа "кресло" (armchaіr), типа "зигзаг" (zіgzag) и типа "хиральная" (chіral). Для построения моделей нанотрубок указанных типов разработаны программные коды с использованием свободно открытого программного обеспечения Gmsh. Рассмотрены формулировки линейных и нелинейных соотношений для определения параметров структурной механики на основе энергетических потенциалов и силовых коэффициентов молекулярной механики. Формулировка нелинейной задачи получила определённое уточнение в части определения соотношений "обобщённая деформация – обобщённые напряжения". Разработаны численные модели для исследования модуля упругости нанотрубок различного типоразмера (хиральности и диаметра), представляющие собой макросы на языке программирования APDL ANSYS Mechanіcal APDL. Результаты сравнения полученных результатов показали удовлетворительное согласование с теоретическими и экспериментальными данными: расхождение с известными теоретическими оценками составляет 0,08–5,1 %. Предложенные верифицированные численные методики для определения модуля упругости нанотрубок в дальнейшем планируется использовать для разработки новых полимерных нанокомпозитов.Метою статті є відпрацювання та перевірка числових методик визначення модуля пружності одношарових вуглецевих нанотрубок з використанням методу скінченних елементів, а також зв’язку між параметрами молекулярної і структурної механіки. Дослідження проводилося для нанотрубок різних типів просторово-каркасних моделей, а саме типу «крісло» (armchair), типу «зиґзаґ» (zigzag) і типу «хіральна» (chiral). Для побудови моделей нанотрубок зазначених типів розроблено програмні коди у середовищі вільно відкритого програмного забезпечення Gmsh. Розглянуто формулювання лінійних і нелінійних співвідношень для визначення параметрів структурної механіки на основі енергетичних потенціалів та силових коефіцієнтів молекулярної механіки. Формулювання нелінійної задачі дістали певного уточнення в частині визначення співвідношень «узагальнена деформація – узагальнені напруження». Розроблено числові моделі для дослідження модуля пружності нанотрубок різного типорозміру, що представляють собою макроси на мові програмування APDL ANSYS Mechanical APDL. Результати порівняння отриманих результатів показали задовільне узгодження з теоретичними та експериментальними даними: розбіжність з відомими теоретичними оцінками становить 0,08–5,1 %. Запропоновані верифіковані числові методики для визначення модуля пружності нанотрубок у подальшому планується застосовувати для розроблення нових полімерних нанокомпозитів

Investigation of the Current State of Isostatic Graphite Production Technology

The study of isostatic graphite production process and its development trends in the world market was conducted.It was established that the isostatic graphite production is a complex and multistage process that requires careful preparation of raw materials, the usage of powerful specialized pressing equipment, the use of elaborate heat treatment modes etc. As a result, it creates a high final price comparing to other brands of graphite materials.Methods of synthesis, analysis and systematization of available information regarding the isostatic graphite production were used for the study.The peculiarities of foreign isostatic graphite production technology were determined, which allows to set directions of improvement by Ukrainian producers, namely:- choice of components and their composition for coke and pitch mixture;- adding special modifiers;- optimization of particle size distribution of the filler;- setting the pressure for pressing moulding powder;- choice of modes of blanks thermal processing etc.The level of future growth in global demand is determined for isostatic graphite materials and products based on it, which is more than 5 % of the annual global volume of production.The results enable further research in order to develop equipment and rational modes of grinding, mixing and pressing coke-pitch compositions using available Ukrainian brand coke and pitch. Furthermore, it will allow in the future to conduct a study of pressed billets heat treatment to reduce the unit cost of electricity and improve the process of isostatic graphite material manufacturing