Registration Number
0826U003995, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
13-08-2026
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Electrotechnical complex for monitoring and regulating the operation mode of a biogas reactor
Author
Denys O. Babak,
popup.head Mykola M. Zablodskyi
popup.opponent Leonid I. Mazurenko
popup.opponent Svitlana I. Kovtun
popup.review Taras I. Lendiel
popup.review Roman M. Chuienko
popup.rada
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
Description
Дисертація присвячена розробленню електротехнічного комплексу для поточного моніторингу і забезпечення ефективного гідродинамічного та теплового режимів біореактора на основі заглибного поліфункціонального електромеханічного перетворювача. Актуальність дослідження зумовлена тим, що Для агропромислового комплексу України, який генерує значні обсяги органічних відходів технологія анаеробного зброджування є безальтернативним шляхом раціонального природокористування. Вона дозволяє розв'язувати триєдину задачу: енергетичну (отримання біогазу для виробництва електроенергії та тепла), екологічну (утилізація екологічно небезпечних відходів, зменшення емісії метану в атмосферу) та агрохімічну (отримання високоякісних біодобрив – дігестату. Проте, попри значний потенціал, реальна ефективність експлуатації існуючих біогазових установок (БГУ) залишається значно нижчою за розрахункову. Аналіз роботи промислових біореакторів свідчить, що лімітуючим фактором продуктивності є не стільки біохімічний потенціал сировини, скільки недосконалість електротехнічних та теплотехнічних систем забезпечення технологічного процесу.
Метою дисертаційної роботи є підвищення енергетичної ефективності біогазових установок та інтенсифікація виходу біогазу шляхом обґрунтування параметрів та розробки електротехнічного комплексу для поточного моніторингу і забезпечення ефективного гідродинамічного та теплового режимів біореактора на основі заглибного поліфункціонального електромеханічного перетворювача.
Перший розділ присвячено аналізу сучасного стану та проблем розвитку біогазових технологій. Встановлено, що ефективність керування біотехнологічним процесом безпосередньо залежить від точності та репрезентативності вимірювальної інформації: температури субстрату, рівня рН, тиску газу, рівня рідини, концентрації метану в біогазі. Виявлено протиріччя між необхідністю точного підтримання температури (з точністю до 0,5–1,0 °C для термофільного режиму) та відсутністю технічних засобів для моніторингу температури в ядрі реактора. Показано перспективність використання заглибних поліфункціональних електромеханічних перетворювачів, які поєднують функції джерела теплової енергії та перемішування.
У другому розділі запропонована концепція побудови інтегрованого електротехнічного комплексу, який об’єднує функції активного термомеханічного і магнітного впливу на субстрат та розподіленого інтелектуального моніторингу. Представлені матеріали по розробці та дослідженню заглибного поліфункціонального електромеханічного перетворювача з розширеними функціями моніторингу для
біотехнологічних систем. Представлені результати моделювання та аналізу електромагнітних і електромеханічних процесів заглибного поліфункціонального електромеханічного перетворювача з використанням удосконаленої математичної моделі, в якій навантажувально-охолоджуваюче середовище (субстрат) представлено як елемент ПЕМП і включено у розрахункову область з урахуванням в моделі вектора густини поляризації і вектора намагніченості середовища. Представлені результати розробки апаратно-програмного комплексу керування та збору даних з обертових частин заглибного ПЕМП та результати дослідження обертового трансформатора для безконтактного передавання енергії в системі моніторингу технологічних параметрів із аксіальним розміщенням обмоток.
Третій розділ присвячено науковому обґрунтуванню та розробленню пристрою для автоматичного контролю параметрів анаеробного бродіння. Здійснено математичне моделювання гідродинамічних процесів у системі розпилення промивної рідини та очищення сенсорів. Обґрунтовані режими роботи електроприводів пристрою для автоматичного контролю параметрів анаеробного бродіння та технічні рішення з забезпечення вибухозахищеності електрообладнання електротехнічного комплексу.
У четвертому розділі містяться результати експериментальних досліджень основних вузлів електротехнічного комплексу моніторингу та регулювання режиму роботи біогазового реактора відповідно до програми та методики проведення комплексних експериментальних досліджень. Представлені результати оцінки узгодженості роботи системи автоматичного очищення сенсорів та електромеханічного перетворювача, надійності та точності системи дистанційного моніторингу параметрів, аналізу енергетичної та економічної ефективності та перспектив впровадження електротехнічного комплексу.
Registration Date
2026-07-28
popup.nrat_date
2026-07-28 / 2026-07-28
