Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання
Постійне посилання на фондhttps://repositary.knuba.edu.ua/handle/987654321/77
Переглянути
8 результатів
Результат пошуку
Документ Концептуальні основи аналізу тепломасообмінних і деформаційних процесів у полімерних дисперсних тілах для формування мікроклімату музеїв(КНУБА, 2017) Довгалюк, В. Б.; Човнюк, Ю. В.Для зберігання музейних експонатів, серед яких полімерні дисперсні, необхідно забезпечити параметри мікроклімату, що максимально уповільнюють старіння та деградацію. Використовуючи теорію Больцмана-Вольтерри, перший закон термодинаміки для відкритих систем та метод визначення параметрів функцій впливу, обґрунтована адекватна фізико-механічна модель, яка описується системою диференціальних рівнянь для аналізу тепломасообмінних і деформаційних процесів у дисперсних матеріалах. Показано, що при дослідженні впливу теплоти й вологи на деформаційні властивості полімерних матеріалів, більш адекватним є не однобічне врахування впливу тепломасообміну на реологічні процеси, а опис їхнього взаємного впливу один на одного. Такий підхід дозволяє вивчити вплив температурно-вологісного режиму музейних приміщень на процеси навантаження й деформування полімерно-дисперсних матеріалів музейних експозицій. Уведення в систему диференціальних рівнянь, що описують процеси тепломасообміну й деформації в колоїдних капілярно-пористих тілах з урахуванням відносної вологості середовища, у якому знаходиться матеріал, дозволяє максимально точно описати процеси, які відбуваються при музейному зберіганні експонатів. Отримані в роботі результати можуть бути використані для розробки інженерних методів розрахунку систем формування мікроклімату музейних приміщень, як на стадіях проектування відповідних технічних систем, так і в режимах реальної експлуатації останніх.Документ Аналіз процесів тепломасообміну та деформації колоїдних капілярно-пористих тіл методами фрактального аналізу та дискретної нелінійної динаміки(КНУБА, 2019) Довгалюк, В. Б.; Човнюк, Ю. В.; Шишина, М. О.Наведений фрактальний аналіз довгострокових рядів параметрів колоїдних капілярно-пористих тіл, які знаходяться в умовах тепломасообміну з навколишнім середовищем і викликаної цим процесом деформації. Здійснене фрактальне оцінювання відповідної статистичної інформації щодо вологовмісту, температури та деформації вказаних тіл. Алгоритм розрахунку показника Херста заснований на R/S – аналізі. На основі методики передпрогнозного фрактального аналізу часових рядів (яка базується на послідовному R/S – аналізі) визначений рівень персистентності й розраховані параметри (середні величини) неперіодичних циклів часових рядів. Запропоновано критерій визначення середньої довжини періодичного і неперіодичного циклів, який заснований на згладжуванні V-статистики за допомогою звичайних плинних середніх та адаптивної плинної Кауфмана. Запропоновано також процедуру якісного аналізу часових рядів, для яких не підтверджується гіпотеза про наявність тренда, із застосуванням методів нелінійної динаміки й теорії хаосу. Розглянуті реальні часові ряди, що характеризують параметри тепломасообміну (температура, вологовміст), напруження та деформації у колоїдних капілярно-пористих тілах (модель художніх картин), які беруть участь у конвективному тепломасообміні з середовищем, яке їх оточує (приміщення, де розміщені музейні експонати); до складу останнього входять також системи штучного клімату музейних приміщень і потік відвідувачів музею, які знаходяться в цьому приміщенні на даний момент часу. Обґрунтуванням для подібних досліджень є теорема Такенса. Хаотичність досліджуваної динамічної системи, що задана часовими реалізаціями, встановлена за допомогою показника Ляпунова. Оцінка стійкості стану оцінювалася фрактальною розмірністю Хаусдорфа та індексом фрактальності. Візуальна оцінка часового ряду проводилася за допомогою процедури відновлення фазових траєкторій. У результаті аналізу фазових точок фазового простору виявлений розщеплений атрактор, що дає можливість говорити про його біфуркацію.Документ Концептуальні основи створення мехатронних систем керування мікрокліматом музейних приміщень з використанням нечітких логічних контролерів (регуляторів)(КНУБА, 2018) Човнюк, Ю. В.; Диктерук, М. Г.; Довгалюк, В. Б.; Скляренко, О. М.Для систем керування мікрокліматом музейних приміщень на основі мехатронних засобів розглянутий алгоритм курування, який базується на підтримці бажаного індексу дискомфорту (що є перетином індексів для експонатів музейного приміщення та людського організму) з використання нечіткого логічного регулятора (fuzzy- controller). Для оцінки впливу середовища на експонати й людину в приміщенні музею потрібно визначити не тільки значення окремих параметрів мікроклімату, а й результат їхнього загального впливу. Досліджені існуючі методи комплексного керування мікрокліматом за допомогою мехатронних систем з позиції методів регулювання. Проаналізований підхід щодо визначення індексу дискомфорту. Його значення розбито на діапазони залежно від усереднених відчуттів комфортності умов музейного приміщення для людини (потоку людей) й експонатів. Розглянуті засади теорії нечітких множин (Заде-Сааті). Проведений синтез нечіткого логічного регулятора. Розроблена база даних правил на основі розрахованих значень індекса дискомфорту. Спроектована інтелектуальна система автоматичного підтримання комфортних мікрокліматичних умов у приміщеннях музеїв. На основі розрахованих значень комплексного індекса дискомфорту для всіх можливих варіантів значень температур сухого та зволоженого термометрів побудована база правил для fuzzy-контроллера. Керувальна дія мехатронної системи управління мікрокліматом конкретного музейного приміщення виробляється після обробки агрегованої інформації одразу від двох датчиків що зменшує кількість непотрібних увімкнень при малих коливаннях кожного окремо взятого параметра. Одночасно, спеціальні датчики фіксують кількість людей, що знаходяться у приміщенні музею в даний момент часу, й коригують за отриманою інформацією функціювання пристроїв комп’ютерного управління мікрокліматом музейного приміщення. За результатами моделювання відзначено відповідність вимогам отриманої мехатронної системи керування щодо отримання бажаного рівня комплексного індексу дискомфорту в музейному приміщенні, мінімальну кількість увімкнень виконавчого механізму, відсутність перерегулювання та економію електроенергії.Документ Використання електромагнітних хвиль для контролю процесів вологопереносу в матеріалах художніх виробів(КНУБА, 2018) Човнюк, Ю. В.; Диктерук, М. Г.; Довгалюк, Володимир Борисович; Скляренко, Олег МихайловичДля контролю процесів вологопереносу в експонатах, які розміщені в музеях (наприклад, у картинах майстрів минулих століть, гобеленах, скульптурах тощо), запропоновано використовувати метод поглинання енергії електромагнітних хвиль (НВЧ(SHF) – радіочастотного й КВЧ(EHF) – міліметрових) нетеплової інтенсивності. Контроль за процесом вологопереносу в експозиційних приміщеннях даним способом заснований на тому, що поглинання енергії НВЧ/КВЧ електромагнітних хвиль нетеплової інтенсивності при їхньому проходженні через дисперсні системи (саме такою є полотно художньої картини, фарби, нанесені на нього, захисні прошарки (лакування) тощо) визначається кількістю вільної води та питомою електропровідністю досліджуваного об’єкту. При експонуванні художніх виробів об’ємний вміст води в системі та її питома електропровідність збільшуються і досягають інколи таких значень, при яких може бути порушена цілісність експонату – з’являються тріщини, згини полотна, що, у кінцевому випадку, призводить до його руйнування. При цьому електромагнітні хвилі мають нетеплову інтенсивність саме для того, щоб електромагнітний сигнал, який зондує, не створював пошкодження матеріалу при поглинанні в тонкому поверхневому шарі. Додатковий вологоперенос всередину експонатів музею викликаний наявністю в приміщенні музею (у картинній галереї) потоку відвідувачів, особливо в ті дні, коли проводяться виставки. Якщо наявна стабілізація поглинання НВЧ/КВЧ енергії, котру можна отримати за допомогою спеціальних систем контролю мікроклімату музейних приміщень, тоді процес руйнування художніх картин/експонатів можна призупинити (або, принаймні, суттєво зменшити). На точність визначення даним методом параметрів НВЧ/КВЧ енергії, яка поглинається, суттєво впливає низка факторів (зокрема, робоча частота генератора електромагнітних хвиль, точність її налаштування, ширина частотної смуги випромінювання тощо), котрі пов’язані як з точністю вимірювання послаблення НВЧ/КВЧ сигналу (методом НВЧ/КВЧ рефлектометрії), так і з особливостями експонату/картини, що досліджується. In order to control of moisture transfer in museum’s exhibits (for example, in pictures by masters of past centuries, hobbles, sculptures etc.), it is proposed to use the method of electromagnetic energy absorption (UHF – radio frequency range and EHF – range o millimeter waves) with a very low level of heat intensity of these waves. The control of moisture transfer in museum’s exhibits with a help of such method is based on a phenomenon of UHF/EHF electromagnetic waves absorption, when they have non-heat intensity, during the process of transmission of such waves along dispersive systems (canvases of pictures, paints, protective layer on canvases (polish), etc.). This value of absorption is determined by the quantity of free water and by the conductivity of researched object, as well. When canvases are exhibited at museum’s rooms (painting galleries), the volume content of a water in the system and its conductivity are increased, and that’s why they may have such values which can destroy the canvases’ condition of being intact (for example, their materials), there are cracks in a canvases, their bending and so on. All these phenomena destroy canvases during a certain period of time. By the way, UHF/EHF electromagnetic waves of non-heat intensity have such values of it in order to no destroy the exhibit/canvas surface during the act of absorption of incident/reflected electromagnetic search signal in the thin surface layer. The additive moisture transfer into museum’s exhibits is due to the flow of visitors at museum’s rooms (at painting gallery) just during those days when exhibitions are. If one has the stabilization of UHF/EHF energy absorption, which may be obtained with the help of a special control system of microclimate of museum’s rooms, then the process of destroying of canvases/exhibits may be suspended (or may be substantially decreased). The accuracy of determination of absorption parameters of UHF/EHF energy with the help of this method substantially depends on some factors (for example, the working frequency of electromagnetic waves generator, the accuracy of its tuning, the bandwidth of frequency range of emission, etc.). These factors are connected with accuracy of measuring of UHF/EHF signal attenuation (with the help of UHF/EHF reflectometer method) and with characteristic properties of the researching exhibit/canvas.Документ Концептуальні основи створення мехатронних систем керування мікрокліматом музейних приміщень з використанням нечітких логічних контролерів (регуляторів)(КНУБА, 2019) Човнюк, Ю. В.; Диктерук, М. Г.; Довгалюк, Володимир Борисович; Скляренко, Олег МихайловичДля систем керування мікрокліматом музейних приміщень на основі мехатронних засобів розглянутий алгоритм курування, який базується на підтримці бажаного індексу дискомфорту (що є перетином індексів для експонатів музейного приміщення та людського організму) з використання нечіткого логічного регулятора (fuzzy-controller). Для оцінки впливу середовища на експонати й людину в приміщенні музею потрібно визначити не тільки значення окремих параметрів мікроклімату, а й результат їхнього загального впливу. Досліджені існуючі методи комплексного керування мікрокліматом за допомогою мехатронних систем з позиції методів регулювання. Проаналізований підхід щодо визначення індексу дискомфорту. Його значення розбито на діапазони залежно від усереднених відчуттів комфортності умов музейного приміщення для людини (потоку людей) й експонатів. Розглянуті засади теорії нечітких множин (Заде-Сааті). Проведений синтез нечіткого логічного регулятора. Розроблена база даних правил на основі розрахованих значень індекса дискомфорту. Спроектована інтелектуальна система автоматичного підтримання комфортних мікрокліматичних умов у приміщеннях музеїв. На основі розрахованих значень комплексного індекса дискомфорту для всіх можливих варіантів значень температур сухого та зволоженого термометрів побудована база правил для fuzzy-контроллера. Керувальна дія мехатронної системи управління мікрокліматом конкретного музейного приміщення виробляється після обробки агрегованої інформації одразу від двох датчиків що зменшує кількість непотрібних увімкнень при малих коливаннях кожного окремо взятого параметра. Одночасно, спеціальні датчики фіксують кількість людей, що знаходяться у приміщенні музею в даний момент часу, й коригують за отриманою інформацією функціювання пристроїв комп’ютерного управління мікрокліматом музейного приміщення. За результатами моделювання відзначено відповідність вимогам отриманої мехатронної системи керування щодо отримання бажаного рівня комплексного індексу дискомфорту в музейному приміщенні, мінімальну кількість увімкнень виконавчого механізму, відсутність перерегулювання та економію електроенергії. A supervising algorithm based on the maintenance of the desired discomfort index (which is the intersection of two indexes: museum peaces and human body) via a fuzzy-controller dealing with museum premises’ microclimate control systems using mechatronic tools. To assess the impact of the environment on the museum peaces and on a person being in the museum premises, it is necessary to determine not only the quantitative value of the microclimate’s individual parameters, but also the result of their overall impact on the human body and museum peaces located in this area. The existing methods of integrated microclimate control by means of mechatronic systems are studied with regard to control methods. The value of such a complex index of discomfort is divided into ranges depending on the average sensation of the comfort in the museum room applicable both for the person (human flow) and museum peaces. The fundamentals of the fuzzy sets theory (Zadeh-Saati) are examined. The synthesis of fuzzy logic controller is carried out. The rules database based on the discomfort index’s calculated values is developed. An intelligent system for the automatic maintenance of comfortable microclimatic conditions in the museum premises is designed. The rule base for the fuzzy-controller is constructed on basis of discomfort complex index’s calculated values for all possible options of dry and humid thermometers’ temperature values. The control effect of the mechatronic microclimate control system of specific museum premises is produced after processing of the aggregated information coming simultaneously from two sensors, thus reducing the number of unnecessary inclusions at low oscillations of each specific parameter. At the same time, special sensors detect the number of people located in the museum premises at the given time and they adjust the operation of the computer-controlled microclimate devices designed for museum premises. Subsequent to the results of simulation, it is possible to note the compliance of the received mechatronic control system with the requirements as for obtaining the desired level of the discomfort complex index in museum premises, the minimum number of executive mechanism’s inclusions (for the currently available one at a given time and for the number of visitors to the museum premises), the lack of overregulation and the energy savingsДокумент Аналіз процесів тепломасообміну та деформації колоїдних капілярно-пористих тіл методами фрактального аналізу та дискретної нелінійної динаміки(КНУБА, 2019) Довгалюк, Володимир Борисович; Човнюк, Ю. В.; Шишина, Марія ОлексіївнаНаведений фрактальний аналіз довгострокових рядів параметрів колоїдних капілярно-пористих тіл, які знаходяться в умовах тепломасообміну з навколишнім середовищем і викликаної цим процесом деформації. Здійснене фрактальне оцінювання відповідної статистичної інформації щодо вологовмісту, температури та деформації вказаних тіл. Алгоритм розрахунку показника Херста заснований на R/S – аналізі. На основі методики передпрогнозного фрактального аналізу часових рядів (яка базується на послідовному R/S – аналізі) визначений рівень персистентності й розраховані параметри (середні величини) неперіодичних циклів часових рядів. Запропоновано критерій визначення середньої довжини періодичного і неперіодичного циклів, який заснований на згладжуванні V-статистики за допомогою звичайних плинних середніх та адаптивної плинної Кауфмана. Запропоновано також процедуру якісного аналізу часових рядів, для яких не підтверджується гіпотеза про наявність тренда, із застосуванням методів нелінійної динаміки й теорії хаосу. Розглянуті реальні часові ряди, що характеризують параметри тепломасообміну (температура, вологовміст), напруження та деформації у колоїдних капілярно-пористих тілах (модель художніх картин), які беруть участь у конвективному тепломасообміні з середовищем, яке їх оточує (приміщення, де розміщені музейні експонати); до складу останнього входять також системи штучного клімату музейних приміщень і потік відвідувачів музею, які знаходяться в цьому приміщенні на даний момент часу. Обґрунтуванням для подібних досліджень є теорема Такенса. Хаотичність досліджуваної динамічної системи, що задана часовими реалізаціями, встановлена за допомогою показника Ляпунова. Оцінка стійкості стану оцінювалася фрактальною розмірністю Хаусдорфа та індексом фрактальності. Візуальна оцінка часового ряду проводилася за допомогою процедури відновлення фазових траєкторій. У результаті аналізу фазових точок фазового простору виявлений розщеплений атрактор, що дає можливість говорити про його біфуркацію. The fractal analysis of long-term series of parameters of colloidal capillary-porous bodies in conditions of heat and mass transfer to the environment and the resulting deformation process are presented. A fractal estimation of relevant statistical information on the moisture content, temperature and deformation of the above bodies is carried out. The algorithm for calculating the Hurst exponent is based on the R/S analysis. On the basis of the methodology for pre- predictive fractal analysis of time series (based on the sequential R/S analysis), the level of persistence is determined and the parameters (average values) of aperiodic cycles of time series are calculated. Based on smoothing of V-statistics using the ordinary moving averages and Kaufman’s adaptive moving average, the criterion for determining the average length of periodic and aperiodic cycles is proposed. The procedure of qualitative analysis of time series for which the hypothesis about the presence of a trend is not confirmed, using methods of nonlinear dynamics and chaos theory is also proposed. The real time series representative of the heat and mass transfer parameters (temperature, moisture content), stress and deformation in colloidal capillary-porous bodies (model of artistic paintings) involved in convective heat and mass transfer to their environment (premises where the museum exhibition is located) are examined; the latter also includes the artificial climate systems for museum premises and the museum visitors flow being present in this area at this time. Tuckens’s theorem is the support for such studies. The chaotic nature of the dynamical system under study, as prescribed by the time realizations, is determined with Liapunov exponent. The estimation of the persistence was evaluated using Hausdorff fractal dimension and fractal index. The visual estimation of time series was carried out using procedure for the reconstruction of phase trajectories. As a result of the phase area’s phase points analysis, a split attractor is discovered allowing to suppose its bifurcation.Документ Метод аналізу ізотерм, поверхневої фрактальної розмірності та динамічного хаосу при вологообміні колоїдних капілярно-пористих музейних експонатів за змінних умов мікроклімату(КНУБА, 2019) Довгалюк, Володимир Борисович; Кравчук, Володимир Тимофійович; Човнюк, Ю. В.На основі ізотерм сорбції-десорбції колоїдних капілярно-пористих тіл (ККПТ), якими є музейні експонати, розрахована їхня поверхнева фрактальна розмірність та досліджені її просторово-часові зміни з урахуванням впливу зміни параметрів повітряного середовища. Розглянуті фізико-хімічні та реологічні властивості колоїдних водних дисперсій у вказаних тілах на базіметодів фрактальної геотермії та уявлень про механізми фізико-хімічних і фізико-механічних процесів у цих системах. Цей опис більш повний порівняно з описом, який використовує лише реологічні дані. Підтверджено, що квазітверді агрегати, утворені у процесах коагуляції при формуванні структурної квазірешітки ККПТ, мають фрактальну структуру, розмірність якої пов’язана з особливостями міжчасткової взаємодії в природних системах. У літературі мало уваги приділено властивостям поверхні ККПТ з точки зору фрактальної геометрії. Розглянута також динаміка утворення у вказаних тілах квазітвердої фази речовини. Встановлена наявність стадії низькорозмірного просторово-часткового хаосу в процесах квазітвердіння. Обговорюється ідея відновлення динаміки росту за структурою ККПТ. Показано, що перехід від рідкого стану речовини до квазітвердої фази є процесом самоорганізації. Для дослідження його динаміки, а також задля оцінки розмірностей дивних атракторів при аналізі даних фізико-хімічних та фізико-механічних експериментів з ККПТ використані відомі у теорії механічних систем: метод Такенса, алгоритм обчислення розмірності речовини (Грассбергера-Прокаччіо, Скіннера), метод бутстрепа Хінклі. Останній є відомим методом імітаційного моделювання у оберненій задачі теорії динамічних систем. On the basis of sorption-desorption isotherms in colloidal capillary-porous bodies (CCPT), their surface fractal dimension was calculated and its spatial-temporal changes were investigated. The physic-chemical and rheological properties of colloidal aqueous dispersions in these bodies are considered, based on fractal geometry and the ideas of the mechanisms of physic-chemical and physic-mechanical processes in these systems. This description is more complete than a description that uses only rheological data. It has been confirmed that quasi-solid aggregates formed in the coagulation processes during the formation of a structural quasi-lattice of CCPTs have a fractal structure whose dimension is related to the peculiarities of interparticle interaction in natural systems. In the literature, little attention has been paid to the properties of the CCPT surface in terms of the fractal geometry. The dynamics of formation of solids in these bodies is also considered. The presence of a stage of low-dimensional spatial-partial chaos in the processes was established. The idea of restoring the dynamics of growth in the structure of the CCPT is discussed. The transition from a quasiliquid state to a quasisolid phase has been shown as a process of self-organization. To study its dynamics, as well as to evaluate the dimensions of strange attractors in the analysis of data of physic-chemical and physic-mechanical experiments with CCPT there are known methods in the theory of mechanical systems: the Takens method, the algorithm for calculating the dimensionality of matter (Grasberger-Proccaccio, Skinner). The last one refers to known methods of simulation modeling in the inverse problem of the theory of dynamical systems.Документ Можливості застосування фрактальних моделей для ідентифікації мікрокліматичних параметрів музейних приміщень(КНУБА, 2019) Довгалюк, Володимир Борисович; Ситницька, А. К.; Човнюк, Ю. В.; Іванов, Є. О.Для ідентифікації кліматичних параметрів музейних приміщень використовуються моделі різного типу залежно від поставлених цілей дослідження. Труднощі у виборі моделі зумовлена складністю поведінки систем формування мікроклімату у різні моменти часу, при зміні інтенсивності процесів тепломасообміну в музейних приміщеннях. На прикладі повітряної каруселі Е. Лоренца показано застосування фрактального моделювання для опису поведінки вказаних вище систем як чисельно незвідних систем. Наведено алгоритм визначення області самоподібності для досліджуваного об’єкта, що, на думку авторів, дозволяє знизити ймовірність порушення штатного режиму його роботи. Розглянуті можливості застосування фрактальних моделей для ідентифікації параметрів систем забезпечення мікроклімату музейних приміщень.Запропоновані шляхи ідентифікації складних систем із застосування фрактального формалізму, котрі можуть бути в подальшому використані для вдосконалення існуючих систем створення штучного мікроклімату в музейних приміщеннях на основі функціюваннямікроконтролерів з нечіткою логікою. To identify climatic parameters of museum premises there are models of different types depending on the goals of the research: modification of the algorithm of the microclimate control, the performance of air conditioners, the parameters of the inflow air or selection of air distribution system. The difficulty in choosing a model is due to the complexity of the behaviour of microclimate formation systems at different moments of time, with the change in the intensity of heat-mass transfer processes in museum premises. Using the example of the air merry-go-round of E. Lorenz, the use of fractal modelling is shown to describe the behaviour of the above systems as numerically invariant systems. Here is given an algorithm for determination of the region of self-similarity for the investigated object, which, according to the authors, may reduce the probability of a violation of the regular conditions of its operation. In the article there are possibilities of using fractal models for identifying the parameters of the systems of providing the microclimate in museum premises. The ways of identifying complex systems using fractal formalism are suggested, which can be further used to improve the existing systems of formation the artificial microclimate in museum premises on the basis of the operation of microcontrollers with fuzzy logic. It is established that there is a need to provide a system that promptly sends a signal about an increase in the probability of an unusual situation (excessive humidity, high temperature in the area where the paintings are located). To do this, it is necessary to determine one of the boundaries of the region of self-similarity of the air parameters when entering the air flow into the service area (the location of the exhibit), and the second boundary of the region of self-similarity at the outflow of air flow from the service area.