Актуальність дослідження визначається його фокусом на одній з ключових проблем економіки України, а саме проблемі енергоносіїв, що є необхідним кроком у розвитку стратегій управління та планування ресурсів в контексті сучасних викликів та нестабільності на енергетичному ринку. Метою дослідження є визначення гідродинамічних та масотеплообмінних характеристик процесу змішування рідин з різним тепловим потенціалом, а також вивчення впливу конструктивних факторів на інтенсивність і ефективність струменя потоку. Використано експериментальні методи для визначення гідродинамічних та масотеплообмінних параметрів процесу змішування рідин, а також моделювання для аналізу впливу конструктивних факторів та розробки науково обґрунтованої методики розрахунку нових конструкцій апаратів. Отримано підхід, який дозволяє вирішити дві проблеми одночасно: зменшити витрати на енергоносії шляхом їхньої раціональної експлуатації та зменшити забруднення навколишнього середовища, уникнувши шкідливих викидів, які виникають під час згорання палива. Подано опис функціональної схеми експериментального стенду, наведено методику проведення дослідження та проведено статистичне моделювання впливу параметрів на довжину струменя рідини. Наведено дослідження енергоефективності початкової стадії взаємодії теплових потенціалів при утворенні струменя рідини в рекуперативному теплообміннику змішаної дії для забезпечення умов зберігання та переміщення потенціалу перед насадкою. Запропоновано математичну модель опису довжини суцільного струменя води при витіканні із сопла та проведено аналіз ламінарної течії рідини із сопла. Встановлено довжину суцільного струменя води при витіканні із сопла та визначено технічні можливості процесу. Визначено ефективність встановлення сопла перед насадкою для створення турбулентного змішування та спосіб управління подачею води під час змішування теплових потенціалів. Для управління процесом подачі води розроблено покроковий метод, що дозволяє поетапно збільшувати або зменшувати довжину суцільного струменя води через сопло. Результати дослідження надають можливість оптимізації теплообмінних апаратів та змішувальних машин для підвищення їхньої ефективності та продуктивності
сопло, суцільний струмінь, експеримент, довжина подачі струменя, керування довжиною подачі струменя
[1] Atamanyuk, V.M., & Humnytskyi, Y.M. (2019). Scientific basis of filtration drying of dispersed materials. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House.
[2] Baldino, N., Gabriele, D., Lupi, F., de Cindio, B., & Cicerelli, L. (2014). Modeling of baking behavior of semi-sweet short dough biscuits. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 25, 40-52. doi: 10.1016/j.ifset.2013.12.022.
[3] Beljakova, I.V., Vakulenko, O.O., & Deket, I.M. (2020). Energy efficiency in industry as a factor of reducing cost products. In Materials of the 19th international scientific and technical conference of young scientists and students. Actual tasks of modern technologies (pp. 90-91). Ternopil: Ivan Puluj Ternopil National Technical University.
[4] Gorbiychuk, M.I., Kogutyak, M.I., & Garasimov, V.M. (2021). Mathematical model of a heater with an intermediate heat carrier. Quality Control Methods and Devices, 2(47), 5-13. doi: 10.31471/1993-9981-2021-2(47)-83-95.
[5] Kosmadakis, G. (2019). Estimating the potential of industrial (high-temperature) heat pumps for exploiting waste heat in EU industries. Applied Thermal Engineering, 156, 287-298. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2019.04.082.
[6] Kovalyov, A., Shutyuk, V., & Karwacki, A. (2013). Physical and mathematical models of baking process of dough pieces in oven units. Scientific Works of National University of Food Technologies, 24(1), 144-153.
[7] Kudelya, K., & Dubovskyi, S. (2020). Energy and exergy approaches to the problem of rational energy use Sustainable Energy. Technologies and Assessments, 2, 7-16. doi: 10.20535/1813-5420.2.2020.220705.
[8] Kutsenko, O.S., Tovazhnyansky, V.I., Perevertailenko, O.Yu., Kapustenko, P.O., Vedh, V.Ye., & Yuzbashyan, A.P. (2020). Research of thermal inertial characteristics of a plate heat exchanger in a building heating control system based on an independent connection system. Integrated Technologies and Energy Saving, 4, 11-22. doi: 10.20998/2078-5364.2020.4.02.
[9] Lohar, G., Tambe, P., & Jogi, B. (2019). Influence of dual compatibilizer and carbon black on mechanical and thermal properties of PP/ABS blends and their composites. Composite Interfaces, 27(12), 1101-1136. doi: 10.1080/09276440.2020.1726137.
[10] Luhovskiy, A., & Lyashok, A. (2014). Physical analogue of the process of ultrasonic liquid nebulization in a thin layer. Mechanical Engineering of the National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, 1, 99-105.
[11] Luhovskyi, O.F., Lyashok, A.V., & Pyzhikov, Yu.O. (2011). Method and devices for obtaining a liquid aerosol. Bulletin of the National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”. Mechanical Engineering Series, 61(1), 107-113.
[12] Maiboroda, Yu. (2022). Advantages and prospects for the development of plate scraper heat exchangers in the production of spreads and mixtures with milk fat. Food Resources, 10(19), 81-87.
[13] Martin Díaz, P. (2022). Influence of mixing and heat transfer in process scale-up (Independent thesis Advanced level, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden).
[14] Mehralizadeh, A., Derakhshanfard, F., & Ghazi Tabatabaei, Z. (2020). Studying the influence of the mixing speed of the polymer blend of general-purpose polystyrene and acrylonitrile-butadiene styrene with the applications of artificial neural networks Iranian Journal of Chemical Engineering, 17(4), 21-32. doi: 10.22034/ijche.2020.130358.
[15] Mehralizadeh, A., Derakhshanfard, F., & Ghazi Tabatabei, Z. (2021). Applications of multi-layer perceptron artificial neural networks for polymerization of expandable polystyrene by multi-stage dosing Initiator. Iranian Journal of Chemistry & Chemical Engineering, 41(3), 890-901. doi: 10.30492/ijcce.2021.125618.4106.
[16] Mykhaylovskyi, Ya.E. (Ed.). (2021). Heat and mass transfer processes and equipment of chemical and oil and gas processing plants in “gas (steam) – liquid” systems. Sumy: Sumy State University.
[17] Mykytenko, V.V. (2004). Energy efficiency of industrial production. Kyiv: United University of Economics.
[18] Nochnichenko, I., & Yakhno, O. (2020). Information and energy approach to solving problems of hydrodynamics and mechatronics in energy transfer processes. Mechanics and Advanced Technologies, 88(1), 38-48. doi: 10.20535/2521-1943.2020.88.195505.
[19] Rosen, V.P. (Ed.). (2002). Regulatory and legal issues of energy saving. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Institute of Energy Conservation and Energy Management”.
[20] Shullie, Iu. (2020). Energy efficiency of industrial enterprises. In XLIX Scientific and technical conference of the Faculty of Electrical Power Engineering and Electromechanics of VNTU (pp. 45-48). Vinnytsia: Vinnytsia National Technical University.
[21] Stadnyk, I., Pankiv, Y., Vasyliv, V., & Kos, T. (2020). Dynamics of inter-phase interaction of components during mixing. food resources, 8(15), 174-184.
[22] Stadnyk, I.Ya., Pankiv, Ju., Havrylko, R., & Karpyk, H. (2019). Researching of the concentration distribution of soluble layers when mixed in the weight condition. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 13(1), 581-592. doi: 10.5219/1129.
[23] Suvolapov, V., Novitskiy, A., Khmelevski, V., & Bustruy, O. (2020). Investigation of the heat transfer process in internal combustion engine cylinders. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 3(34), 266-274. doi: 10.32515/2664-262X.2020.3(34).266-274.
[24] Vragov, A.P. (2003). Hydromechanical processes and equipment of chemical and oil refining industries. Sumy: Alan-Ex.
[25] Vragov, A.P., Mykhaylovskyi, Ya.E., & Yakushko, S.I. (2008). Materials for calculations of processes and equipment of chemical and gas-oil processing industries: study guide. Sumy: Sumy State University.
[26] Wu, J.C. (2018). Elements of vorticity aerodynamics. Berlin: Springer.
[27] Yanchuk, O.M., & Marchuk, O.V. (2020) Physical chemistry. Chemical and statistical thermo-dynamics. Lutsk: IE V.P. Ivanyuk.