Статья: ЭНТРОПИЙНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСТАНОВКИ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА С АЗОТНЫМ ЦИКЛОМ ОХЛАЖДЕНИЯ (2025)

Статья посвящена моделированию отказов систем холодоснабжения на основе статистики о поведении параметров. Раскрываются известные походы к построению моделей диагностирования сложных систем. Структура модели предполагает декомпозицию системы с учетом особенностей функционирования. Обучения модели построено на основе рекуррентного алгоритма, использующего априорные статистические данные о системе. В результате обучения моделируются эталонные изображения неработоспособных состояний системы. Обучение предлагается производить с использованием тригонометрического базиса. Предложен ортогональный тригонометрический базис с произвольной областью ортогональности — это инновационный подход, который может быть использован для улучшения сходимости процесса обучения моделей диагностирования. Этот метод основан на математическом аппарате функционального анализа и позволяет генерировать данные, которые могут быть использованы для обучения моделей машинного обучения. Приводится пример использования предложенного алгоритма обучения модели диагностирования системы холодоснабжения

Исследованы прочностные характеристики ледовых материалов с добавлением поливинилового спирта (ПВС) в широком диапазоне массовых концентраций (от 0,001 до 3,0 %). Получена экспериментальная зависимость прочности льда при изгибе от концентрации ПВС в замораживаемом растворе. Определены диапазоны концентраций ПВС, различающиеся интенсивностью возрастания прочности с увеличением концентрации, подобраны аппроксимационные зависимости для расчета. На основании результатов проведенного микроскопического исследования структуры сублимированных ледовых образцов с добавлением ПВС выявлены закономерности формирования армирующей полимерной структуры в ледовой матрице. Показана взаимосвязь характеристик образуемого полимерного каркаса с прочностными свойствами льдокомпозита для различных диапазонов концентрации ПВС. Обнаружен эффект упрочнения льда с внесением следовых концентраций ПВС. Показано, что уже при содержании ПВС 10 ppm (0,001 %) образуется упорядоченная надмолекулярная структура, способствующая существенному (до 2 раз) упрочнению ледовой матрицы. Обоснована целесообразность применения существенно более низких концентраций ПВС относительно известных рецептур, используемых при изготовлении упрочненного льда для создания протяженных ледовых объектов сезонной дорожной инфраструктуры в Арктической зоне РФ

Производство молочных продуктов с добавлением белковых обогатителей является одной из актуальных тенденций в пищевой промышленности. В условиях растущего спроса на продукты с улучшенными питательными характеристиками использование концентратов молочных белков становится эффективным решением для обогащения рациона питания биологически ценными компонентами, получения продуктов с заданными потребительскими свойствами. В статье приведены результаты исследования функционально-технологических свойств сухого обезжиренного молока и концентрата сывороточных белков в составе смесей для йогурта в дозе от 3 до 7 %. Достоверно установлено положительное влияние белковых компонентов на интенсивность молочнокислого процесса и влагоудерживающие свойства сгустков. Сделан вывод о различном влиянии белковых обогатителей на консистенцию продукта: добавление сухого обезжиренного молока значительно уплотняло структуру продукта, повышало его вязкость, в то время как внесение концентрата сывороточного белка, напротив, ослабляло сгусток, придавало ему большую текучесть. Рекомендована доза внесения белковых обогатителей 3–5 %, вид наполнителя обусловлен требованиями к консистенции продукта

Производство молочных продуктов с добавлением белковых обогатителей является одной из актуальных тенденций в пищевой промышленности. В условиях растущего спроса на продукты с улучшенными питательными характеристиками использование концентратов молочных белков становится эффективным решением для обогащения рациона питания биологически ценными компонентами, получения продуктов с заданными потребительскими свойствами. В статье приведены результаты исследования функционально-технологических свойств сухого обезжиренного молока и концентрата сывороточных белков в составе смесей для йогурта в дозе от 3 до 7 %. Достоверно установлено положительное влияние белковых компонентов на интенсивность молочнокислого процесса и влагоудерживающие свойства сгустков. Сделан вывод о различном влиянии белковых обогатителей на консистенцию продукта: добавление сухого обезжиренного молока значительно уплотняло структуру продукта, повышало его вязкость, в то время как внесение концентрата сывороточного белка, напротив, ослабляло сгусток, придавало ему большую текучесть. Рекомендована доза внесения белковых обогатителей 3–5 %, вид наполнителя обусловлен требованиями к консистенции продукта

Свердловская область относится к зоне рискованного земледелия. Плодовые деревья, произрастающие на Среднем Урале, подвергаются постоянному риску заморозков, качество урожая зависит от условий летнего сезона. Чаще всего плоды при невозможности их переработки в виду их низкого качества идут на корм скоту. Переработка некондиционной плодовой продукции на пищевые уксусы может стать альтернативой, снижающей экономические потери региона. Целью исследований является разработка уксусов из пищевого некондиционного плодового сырья с заданным флейвором для дальнейшего их использования на предприятиях общественного питания. Представлены органолептические и физико-химические показатели полученных пищевых уксусов, регламентируемые показатели на разработанные купажи пищевых уксусов. С помощью дескрипторно-профильного метода дегустационного анализа построен сенсорный профиль полученных пищевых уксусов. Определено, что внешний вид и флейвор яблочных видов уксуса отличался: яблочный уксус из яблок «Краса Свердловска» был боле светлый и прозрачный», имел более свежий яблочный оттенок и округлое послевкусие чем яблочный уксус из яблок сорта «Первоуральская». Представлены характеристики купажей пищевых уксусов. Показано, что увеличение доли сока малины и алычового уксуса увеличивало антиоксидантную активность купажа. Дальнейшие исследования будут продолжены в отношении разработки кислых соусов для общественного питания на основе разработанных пищевых уксусов

Гестационный сахарный диабет относится к наиболее часто выявляемым осложнениям беременности, проявляющееся в состоянии впервые установленной гипергликемии. Основным способом лечения и профилактики гестационного сахарного диабета является коррекция питания. Целью проведенной работы стала разработка технологии печенья, не содержащего сахар и содействующего профилактике развития гестационного сахарного диабета. Подобрана мука полбяная цельнозерновая и аллюлоза в качестве нетрадиционного сырья, способствующего повышению пищевой ценности печенья и дающего возможность рекомендации его в питании лиц с повышенным риском проявления сахарного диабета. Полная замена муки пшеничной в составе печенья на муку полбяную цельнозерновую и сахарозы на аллюлозу не оказывали существенного влияния на органолептические показатели качества печенья и массовую долю влаги. Было отмечено значительное увеличение показателей намокаемости (на 30 % в изделии с полбяной мукой и на 19 % с дополнительной заменой сахара на аллюлозу). Разработаны технология и проект технической документации на печенье «НеСахарное» для лиц с повышенным риском развития сахарного диабета 2 типа, в том числе, гестационного, подана заявка на выдачу патента на изобретение РФ. Анализ расчетной пищевой ценности установил увеличение содержания белков в 1,3 раза, пищевых волокон — в 2,6 раза, витамина B 9 — в 1,5 раза, витамина K — в 9 раз, цинка — в 1,5 раза, магния — в 2,8 раза, фосфора — в 1,3 раза, и снижение количества углеводов в 1,1 раз, моносахаридов — в 9,2 раза. Аминокислотный состав белка печенья «НеСахарное» по сравнению с аминокислотным составом белка печенья контрольного образца улучшился, в том числе, по содержанию лимитирующих аминокислот (лизин и треонин).

Проведено унифицированное моделирование базовой двухступенчатой низкотемпературной сепарации (НТС) и криогенной низкотемпературной ректификации (НТР) для «жирного» попутного нефтяного газа Западной Сибири (9 МПа, 12,6 моль % C 3). Расчеты в Aspen HYSYS показали, что переход от НТС (–30 °C) к НТР (–88 °C) увеличивает извлечение C₂+ с 41 до 64,8 % при росте холодопроизводительности на 24 %. Дополнительные энергозатраты частично компенсируются генерацией турбодетандера: Net-Power улучшается с –248 кВт до –155 кВт. Относительные CAPEX/OPEX НТР оцениваются как 1,2/1,5 по сравнению с НТС; при рыночных ценах 140 $/т этана и 480 $/т пропана срок окупаемости не превышает 2,5 лет. Гибрид «НТС → НТР» снижает удельный OPEX до 57 кВт·ч·т⁻¹ и окупается ~26 месяцев, сохраняя 92 % глубины извлечения полной НТР. Анализ углеродного следа показывает уменьшение выбросов на 18 кг CO 2-экв./т сырья, что при ставке 65 €/т CO2 покрывает около 7 % годового OPEX. Сформулированы практические рекомендации по выбору технологии, в зависимости от пластового давления и требуемой точки росы

В работе проведено исследование термодинамических характеристик низкокипящих рабочих тел, используемых в турбинных установках, работающих по органическому циклу Ренкина (ОЦР). Особое внимание уделено анализу ключевых параметров, влияющих на эффективность работы энергетического оборудования, включая физико-химические свойства рабочих агентов и их эксплуатационные характеристики. В ходе исследования был выполнен детальный термодинамический анализ более тридцати различных низкокипящих соединений. Для каждого рабочего тела определены: показатели экологической безопасности (озоноразрушающий потенциал и потенциал глобального потепления), критические параметры состояния, удельная теплота конденсации, а также оптимальные значения давления в конденсаторе и на входе в турбину. Точность полученных результатов подтверждается минимальной погрешностью расчетов, не превышающей 10 %. Особую научную ценность представляют выявленные зависимости эксергетического КПД от основных параметров рабочего тела. В частности установлено, что максимальная эффективность достигается при использовании веществ с минимальным критическим давлением и максимальной удельной теплотой конденсации. Графические зависимости демонстрируют влияние температуры и давления на входе в турбину на эксергетический КПД системы. Полученные результаты позволяют разработать научно обоснованную методику предварительного отбора рабочих тел для турбоустановок ОЦР, работающих в температурном диапазоне 100–300 °C. Практическая значимость исследования заключается в возможности оптимизации параметров энергетического оборудования и повышения эффективности преобразования тепловой энергии. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании современных энергетических установок, что способствует развитию энергосберегающих технологий и снижению экологической нагрузки.

В исследовании произведена численная оценка эффективности комбинированного цикла АБХМ, объединяющего в себе циклы с двухступенчатой генерацией и двухступенчатой абсорбцией. Авторами рассмотрен 2-й тип термодинамической системы, в которой реализация указанных двухступенчатых циклов происходит в отдельных растворных контурах, взаимосвязанных между собой. По результатам математического моделирования установлено, что тепловой коэффициент исследуемого цикла в зависимости от параметров внешних источников находится в диапазоне значений 0,44÷0,50, причем для осуществления цикла необходим греющий источник с более низким температурным уровнем (от 62,7 °С до 96,1 °С), в отличие от одноступенчатого (базового) цикла. Еще одним преимуществом, демонстрирующим эффективность работы АБХМ по комбинированному циклу, является то, что данная АБХМ по сравнению с одноступенчатой машиной имеет более выгодную с точки зрения аккумулирования холода рабочую характеристику. Таким образом, применение АБХМ с исследуемым циклом целесообразно в системах, где присутствует необходимость аккумулирования избыточной холодильной энергии (установки аккумулятора холода) в соответствии с требованиями производства

В статье представлен детальный технико-экономический анализ криогенного аккумулятора энергии, работающего по циклу Гейландта. На основе разработанной математической модели, включающей уравнения теплового баланса теплообменников, работы компрессора и детандера, определены оптимальные параметры системы. Модель учитывает коэффициенты теплопередачи и термодинамические свойства рабочего тела. Расчеты проводились с шагом по давлению 1 бар и шагом по параметру M 0,05. Установлено, что при доле отводимого рабочего тела M = 0,7 и давлении 51 бар достигаются минимальные удельные энергозатраты 0,1272 кВт при стоимости оборудования 5047,8 $. Проведенный сравнительный анализ с циклом Линде выявил ключевые преимущества схемы Гейландта в диапазоне средних давлений (50–300 бар). Особое внимание уделено исследованию влияния параметра M на эффективность системы — показано, что его увеличение свыше 0,7 приводит к снижению общего КПД. Экономическая оценка выполнена с использованием современных моделей расчета стоимости: для компрессора, теплообменников и детандера. Результаты включают: 1 — графики зависимости энергопотребления и стоимости от давления; 2 — фронт Парето для многокритериальной оптимизации; 3 — таблицу оптимальных параметров (M = 0,7, P = 51 бар); 4 — сравнительные характеристики с циклом Линде. Основной вывод исследования: цикл Гейландта демонстрирует лучшие показатели энергоэффективности в области средних давлений (50–100 бар), обеспечивая на 12–15 % меньшие энергозатраты по сравнению с традиционными решениями. Полученные результаты имеют практическую значимость для проектирования промышленных криогенных систем хранения энергии, особенно в комбинации с возобновляемыми источниками

В связи с импортозамещением, необходимо внедрение российских разработок спиральных компрессоров с целью замещения импортных образцов, которые эксплуатируются в настоящее время в РФ. Активные исследования в РФ проводились в конце прошлого столетия, но в связи с политической ситуацией до конкретного внедрения методик в производство спиральных компрессоров не дошло, так как эту нишу очень быстро заняли импортные производители. Таким образом, создание математических моделей спиральных компрессоров, которые бы учитывали влияние различных факторов и регулирование их производительности для производства, как новых спиральных компрессоров, так и при поиске альтернативных вариантов замены уже работающих, является весьма актуальным направлением. Авторами разработана программа расчета характеристик спирального компрессора “SPIRALCOMPR”. Алгоритм, основанный на математической модели термодинамических процессов, протекающих в спиральном компрессоре, может работать с учетом детерминированности входных параметров. Данная программа реализована на алгоритмическом языке Fortran Power Station, является замкнутой и позволяет в различные моменты времени определить текущие параметры состояния рабочего вещества в парных ячейках спирального компрессора, а также его интегральные характеристики. Результаты численного исследования рекомендуется использовать при проектировании спиральных компрессоров