Determination of the electric field strength of high-voltage substations

The electric field strength is one of the main factors influencing sensitive microprocessor equipment and personnel on power stations and substations, power lines. Determining its level is an important applied task for ensuring the safe operation of electrical installations. The aim is to develop calculation relationships for determining the electric field strength created by the busbar of high-voltage substations in the working areas of personnel. The solution of the problem was based on the use of the method of equivalent charges to determine the strength of the electric field created by the complex busbar of high-voltage substations. Methodology. The development was based on solving the problem of the potential of the electric field of a point charge located in a dielectric half-space for a cylindrical coordinate system. By representing the electrode in the form of a set of point charges and subsequent integration, an expression for calculating the potential is obtained, created by a busbar of arbitrary orientation of finite length in an analytical form. Using the principle of superposition of fields and the definition of the derivative, expressions were obtained for calculating the vertical component of the electric field strength at given heights. Results. Based on the obtained expressions, using Visual Basic, the simulation of the distribution of the electric field strength under a three-phase power line with a voltage of 150 kV was performed. Comparison with the known calculation results obtained on the basis of analytical expressions for infinitely long conductors showed that the obtained expressions have an error of no more than 7%. The scientific novelty lies in the fact that for the first time expressions were obtained for determining the electric field strength created by a system of electrodes of finite length, based on the analytical method for solving differential equations. Practical significance. The proposed technique is implemented as a test module of the LiGro specialized software package, which allows modeling complex busbar systems typical for power stations and substations and power lines. A test calculation was carried out for an operating substation of regional electric networks with a voltage class of 110 kV. By comparing the duration of the calculation of switchgears with a diagonal of about 500 m, it was found that the calculation time in the LiGro complex based on the analytical method is several tens of times less than the calculation based on the finite element method. In addition, a more powerful computer was used for the end element simulation.В електричних станціях та підстанціях, лініях електропередачі напруженість електричного поля є одним з головних факторів впливу на чутливе мікропроцесорне обладнання та персонал. Визначення її рівня є важливою прикладною задачею для забезпечення безпечної експлуатації електроустановок. Мета роботи – розробка розрахункових співвідношень для визначення напруженості електричного поля, що створюється ошиновкою високовольтних підстанцій в робочих зонах персоналу. Розв'язання задачі базувалося на використанні методу еквівалентних зарядів для визначення напруженості електричного поля, створюваного складною ошиновкою високовольтних підстанцій. Методика. В основу розробки покладено розв’язання задачі про потенціал електричного поля точкового заряду, розташованого в діелектричному наппівпросторі, для циліндричної системи координат. Шляхом представлення електроду у вигляді множини точкових зарядів та подальшого інтегрування отримано вираз для розрахунку потенціалу, що створений ошиновкою довільної орієнтації кінцевої довжини в аналітичному вигляді. Використовуючи принцип суперпозиції полів і визначення похідної, отримано вирази для розрахунку вертикальної складової напруженості електричного поля на заданих висотах. Результати. На основі отриманих виразів за допомогою Visual Basic виконано моделювання розподілу напруженості електричного поля під трифазною лінією електропередачі напругою 150 кВ. Порівняння з відомими результатами розрахунків, отриманими на основі аналітичних виразів для нескінченно довгих провідників, показало, що отримані вирази мають похибку не більше 7%. Наукова новизна полягає в тому, що вперше отримано вирази для визначення напруженості електричного поля, створюваного системою електродів скінченної довжини, на основі аналітичного методу розв’язування диференціальних рівнянь. Практична значимість. Запропонований спосіб реалізовано у вигляді тестового модулю спеціалізованого програмного комплексу LiGro, що дозволяє виконувати моделювання складних систем ошиновок, характерних для електричних станцій та підстанцій і ліній електропередачі. Виконано тестовий розрахунок для діючої підстанції регіональних електричних мереж класом напруги 110 кВ. Шляхом порівняння тривалості розрахунку розподільчих пристроїв з діагоналлю близько 500 м встановлено, що час розрахунку в комплексі LiGro на основі аналітичного методу в декілька десятків разів менший, ніж розрахунок на основі методу кінцевих елементів. Крім того, для моделювання методом кінцевих елементів використовувався комп’ютер з більш потужними характеристиками

Композиционные особенности и печатные проблемы двухкомпонентных маркировочных красок

Досліджено визначальні чинники стабільності друкарсько-технологічних властивостей двокомпонентних маркувальний фарб на епоксидній основі. Запропоновано науковий підхід до проблеми надання друкарсько-технологічних властивостей епоксидним лакофарбовим системам, що складаються з нетрадиційних для звичайних друкарських фарб компонентів.There were investigated determination factors of printing technological stability of two-component epoxy based marking inks. Scientific approach to the problem of impart the printing technological properties to epoxy non-traditional ink systems are suggested.Исследованы определяющие факторы стабильности печатно-технологических свойств двухкомпонентных маркировочных красок на эпоксидной основе. Предложен научный подход к проблеме придания печатно-технологических свойств эпоксидным лакокрасочным системам, состоящим из нетрадиционных для обычных печатных красок компонентов

Моделювання теплообмінної секції апарату повітряного охолодження на основі шахових пакетів труб різного профілю

Баранюк, О. В. Моделювання теплообмінної секції апарату повітряного охолодження на основі шахових пакетів труб різного профілю = Modeling of the heat exchange section of the air cooling device on the basis of chess packages of tubes of different profile / О. В. Баранюк, М. В. Воробйов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2021. – № 2 (485). – С. 20–29.Анотація. Робота присвячена аналізу перспективи використання як теплообмінних секцій апаратів повітряного охолодження шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, труб плоско-овального профілю з повним і неповним оребренням. Метою роботи є розробка обґрунтованих рекомендацій щодо вибору найбільш перспективної з теплоаеродинамічної точки зору поверхні теплообміну для теплообмінної секції апаратів повітряного охолодження. Для досягнення поставленої мети виконано аналіз результатів розрахунку за узагальнюючими залежностями для розрахунку конвективних коефіцієнтів теплообміну шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, які сьогодні успішно використовуються як теплообмінні секції апаратів повітряного охолодження, а також пучків труб плоско-овального профілю з повним і непо вним оребренням, які можуть бути використані під час конструювання останніх. Розрахунки проводились для апарату повітряного охолодження зигзагоподібного типу, що складався із шести секцій. У кожній секції – 8 рядів труб довжиною 6 м, які утворюють один хід з боку газу. Кількість вентиляторів на один апарат – 1 шт. В якості теплоносія, що охолоджувався всередині труб апарату повітряного охолодження, вибрано природний газ. Розрахунок виконувався при однакових температурах природного газу на вході в труби – t1 = 40°C – і t2 = 20°C – на виході з них. Температура охолоджуючого повітря на вході в апарат повітряного охолодження становила ϑ1 = 0°C, температура повітря після – ϑ2 = 6,47°C. Витрата природного газу вибрана рівною D = 60 кг/с, а продуктивність вентилятора G = 354 м3 /год. Теплова потужність апарату повітряного охолодження Q = 3,036 МВт, температурний напір Δt = 25,35°С. Для всіх досліджених типів труб зберігалась незмінність коефіцієнту оребрення Ψ = 9,2. Дослідження проводилися в діапазоні зміни відносних кроків труб в шаховому пучку S1/S2 від 0,5 до 2,5. Результати визначення теплоаеродинамічної ефективності свідчать, що найвищими показниками з інтенсивності тепловіддачі володіють пучки плоско-овальних труб з неповним оребренням, які в середньому в 2,5 рази перевищують інтенсивність тепловіддачі циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням і майже в 4 рази плоско-овальні труби з повним оребренням. Аеродинамічний опір пучків плоско-овальних труб з неповним оребренням в середньому на 50% нижчий, ніж в труб-аналогів. На жаль, значення компактності пучків таких труб лише на 11% нижче, ніж значення компактності циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням.Abstract. The work is devoted to the analysis of the prospects of using as heat exchange sections of air cooling devices chess packages of tubes with external washer and screw finning, tubes of flat-oval profile with full and incomplete finning. The aim of the work is to develop substantiated recommendations for the selection of the most promising from the heat-aerodynamic point of view of the heat exchange surface for the heat exchange section of air cooling devices. To achieve this goal, the analysis of the results of the calculation of generalized dependences for the calculation of convective heat transfer coefficients of checkerboard packages of tubes with external washer and screw finning, which are still successfully used as heat exchange sections of air cooling devices, and flat-profile tube bundles finning which can be used in the construction of the latter. The calculations were performed for a zigzag-type air cooling apparatus consisting of six sections. In each section – 8 rows of tubes 6 m long, which form one course of the gas; number of fans per device – 1. Natural gas was selected as the coolant cooled inside the tubes of the air cooling apparatus. The calculation was performed at the same natural gas temperatures at the inlet to the tubes – t1 = 40°C and t2 = 20°C at the outlet of them. The temperature of the cooling air at the entrance to the air cooling apparatus was ϑ1 = 0°C, the air temperature after – ϑ2 = 6,47°C. The natural gas consumption is selected equal to D = 60 kg/s, and the fan capacity G = 354 m3 /h. Thermal power of the air cooling device – Q = 3,036 MW, temperature pressure Δt = 25,35°С. For all investigated types of tubes, the finning coefficient Ψ = 9,2 remained unchanged. The studies were performed in the range of changes in the relative steps of the tubes in the chess beam S1/S2 from 0,5 to 2,5. The results of determining the heat-aerodynamic efficiency show that the highest indicators of heat transfer intensity have bundles of flat-oval tubes with incomplete finning, which are on average 2,5 times higher than the heat transfer intensity of cylindrical tubes with washer and helical finning and almost 4-fold flat-oval tubes with full finning. The aerodynamic drag of bundles of flat-oval tubes with incomplete finning is on average 50% lower than that of analogue tubes. Unfortunately, the value of the compactness of the beams of such tubes is only 11% lower than the value of the compactness of cylindrical tubes with washers and helical fins

Аналіз поцесу прямого спалювання біомаси в промислових обертових печах

Лисенко, А. А. Аналіз поцесу прямого спалювання біомаси в промислових обертових печах = Analysis of direct biomass combustion process in industrial rotary furnaces / А. А. Лисенко, М. В. Воробйов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2021. – № 1 (484). – С. 48–53.Анотація. Мета роботи – дослідження процесів прямого спалювання біомаси (лушпиння соняшника, частинок деревини) в промислових обертових печах для заміщення природного газу з метою економії енергоресурсів. Постановка роботи викликана високою вартістю викопного палива, зокрема природного газу, та призводить до необхідності постійного пошуку нових дешевих альтернативних джерел енергії. Методика – використовувався підхід теоретичного аналізу процесів спалювання біомаси з врахуванням технологічних особливостей робо¬ти обертових печей. Результати – у роботі досліджені особливості прямого спалювання біомаси (лушпиння соняшника, частинок деревини) у промислових обертових печах. Виконаний аналіз потенціалу біопалива для заміщення природного газу на території України показав, що використання теоретичного потенціалу виробництва біогазу з біопалива можливо на рівні 0,68 млн. т н.е. Стадії горіння частинки біопалива є типовими при вигоранні твердого палива та при протіканні процесу горіння, послідовно протікають процеси випаровування вологи, виходу (випаровування) летючих горючих речовин та горіння вуглецю і СО. При здійсненні процесу горіння біомаси має забезпечуватися високий ступінь використання енергії через повне вигорання частинок біопалива одночасно з додержанням відповідних екологічних вимог. Наукова новизна: встановлено, що в обертових печах новими альтернативними видами палива для прямого спалювання може бути таке специфічне паливо, як продукти переробки автомобільних шин, м’ясо-кісткове борошно, деревні відходи, осад стічних вод, папір і пластмаси. Практична значимість – проведений аналіз дає можливість стверджувати, що використання біомаси здатне забезпечити необхідні технологічні вимоги роботи обертових печей. Можливою є повна заміна природного газу на альтернативне паливо в промислових установках, що підтверджується відповідним використанням альтернативних палив на передових промислових підприємствах Європи та світу.Abstract. The purpose of the paper is researches the processes of direct combustion of biomass (sunflower husk, wood particles) in industrial rotary kilns to replace natural gas in order to save energy. The staging of research is due to the high cost of fossil fuels, in particular natural gas, and leads to the need to constantly search for new cheap alternative energy sources. Methodology – the approach of the theoretical analysis of processes of burning of biomass taking into account technological features of work of rotary kilns was used. Results – the features of direct combustion of biomass (sunflower husk, wood particles) in industrial rotary kilns are investigated in the work. The analysis of the potential of biofuels for the replacement of natural gas in Ukraine showed that the use of the theoretical potential of biogas production from biofuels is possible at the level of 0.68 million tons AD. The stages of combustion of biofuel particles are typical of the solid fuel combustion and the combustion process includes such steps as the processes of moisture evaporation, release (evaporation) of volatile combustible substances and combustion of carbon and CO. When carrying out the process of biomass combustion, a high degree of energy use must be ensured due to the complete combustion of biofuel particles while complying with the relevant environmental requirements. Scientific novelty – it has been established that in rotary kilns, new alternative fuels for direct combustion can be such specific fuels as car tire recycling products, meat and bone meal, wood waste, sewage sludge, paper and plastics. Practical significance – the сonducting analysis makes it possible to state that the use of biomass is able to provide the necessary technological requirements for the operation of rotary kilns. It is possible to completely replace natural gas with alternative fuels in industrial plants, which is confirmed by the appropriate use of alternative fuels in advanced industrial enterprises in Europe and the world

Measurement of J/ψ→γηcJ/\psi\to\gamma\eta_{\rm c} decay rate and ηc\eta_{\rm c} parameters at KEDR

Using the inclusive photon spectrum based on a data sample collected at the $J/\psi$ peak with the KEDR detector at the VEPP-4M $e^+e^-$ collider, we measured the rate of the radiative decay $J/\psi\to\gamma\eta_{\rm c}$ as well as $\eta_{\rm c}$ mass and width. Taking into account an asymmetric photon lineshape we obtained $\Gamma^0_{\gamma\eta_{\rm c}}=2.98\pm0.18 \phantom{|}^{+0.15}_{-0.33}$ keV, $M_{\eta_{\rm c}} = 2983.5 \pm 1.4 \phantom{|}^{+1.6}_{-3.6}$ MeV/$c^2$, $\Gamma_{\eta_{\rm c}} = 27.2 \pm 3.1 \phantom{|}^{+5.4}_{-2.6}$ MeV.Comment: 6 pages, 3 figure

Measurement of J/psi to eta_c gamma at KEDR

We present a study of the inclusive photon spectra from 5.9 million J/psi decays collected with the KEDR detector at the VEPP-4M e+e- collider. We measure the branching fraction of radiative decay J/psi to eta_c gamma, eta_c width and mass. Our preliminary results are: M(eta_c) = 2979.4+-1.5+-1.9 MeV, G(eta_c) = 27.8+-5.1+-3.3 MeV, B(J/psi to eta_c gamma) = (2.34+-0.15+-0.40)%.Comment: To be published in Proceedings of the PhiPsi09, Oct. 13-16, 2009, Beijing, Chin

Measurement of the e+e−→K+K−π+π−e^+e^- \to K^+K^-\pi^+\pi^- cross section with the CMD-3 detector at the VEPP-2000 collider

The process $e^+e^- \to K^+K^-\pi^+\pi^-$ has been studied in the center-of-mass energy range from 1500 to 2000\,MeV using a data sample of 23 pb$^{-1}$ collected with the CMD-3 detector at the VEPP-2000 $e^+e^-$ collider. Using about 24000 selected events, the $e^+e^- \to K^+K^-\pi^+\pi^-$ cross section has been measured with a systematic uncertainty decreasing from 11.7\% at 1500-1600\,MeV to 6.1\% above 1800\,MeV. A preliminary study of $K^+K^-\pi^+\pi^-$ production dynamics has been performed

Measurement of B(J/psi->eta_c gamma) at KEDR

We present a study of the inclusive photon spectrum from 6.3 million J/psi decays collected with the KEDR detector at the VEPP-4M e+e- collider. We measure the branching fraction of the radiative decay J/psi -> eta_c gamma, eta_c width and mass. Taking into account an asymmetric photon line shape we obtain: M(eta_c) = (2978.1 +- 1.4 +- 2.0) MeV/c^2, Gamma(eta_c) = (43.5 +- 5.4 +- 15.8) MeV, B(J/psi->eta_c gamma) = (2.59 +- 0.16 +- 0.31)%$.Comment: 6 pages, 1 figure. To be published in the proceedings of the 4th International Workshop on Charm Physics (Charm2010), October 21-24, 2010, IHEP, Beijin

Precise measurement of RudsR_{\text{uds}} and RR between 1.84 and 3.72 GeV at the KEDR detector

The present work continues a series of the KEDR measurements of the $R$ value that started in 2010 at the VEPP-4M $e^+e^-$ collider. By combining new data with our previous results in this energy range we measured the values of $R_{\text{uds}}$ and $R$ at nine center-of-mass energies between 3.08 and 3.72 GeV. The total accuracy is about or better than $2.6\%$ at most of energy points with a systematic uncertainty of about $1.9\%$. Together with the previous precise $R$ measurement at KEDR in the energy range 1.84-3.05 GeV, it constitutes the most detailed high-precision $R$ measurement near the charmonium production threshold.Comment: arXiv admin note: text overlap with arXiv:1610.02827 and substantial text overlap with arXiv:1510.0266

Ингибиторы отложений солей жесткости и коррозии для водооборотных систем охлаждения

It has been found that organophosphates are more efficient as inhibitors for calcium and magnesium carbonate formation and corrosion, whereas polyacrylic acid and its sulphonic modified derivatives act as stabilizers of carbonate dispersion. The binary mixture of organophosphate and polyacrylate demonstrates high efficiency of inhibiting action. The reagent mode and the complex cooling water treatment program at the Mineral Wax Plant have been developed, reducing the water consumption significantly.В результате исследований установлено, что органофосфаты более эффективны как ингибиторы процессов образования карбонатов кальция и магния и коррозии, в то время как полиакриловая кислота и ее сульфомодифицированные производные стабилизируют дисперсию карбонатов. Высокую эффективность ингибирующего действия в отношении солеотложений и коррозии проявляет бинарная смесь органофосфата и полиакрилата.На основе полученных результатов разработан реагентный режим и комплексная программа стабилизационной обработки оборотной воды на предприятии «Завод горного воска», благодаря чему коэффициент упаривания в открытом водооборотном цикле увеличен и уменьшен расход воды на подпитку и сброс