ro en

ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61)

"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61)"

СОДЕРЖАНИЕ

1	Синтез пространственного расположения сенсоров магнитного поля систем активного экранирования магнитного поля воздушных линий электропередачи Авторы: Кузнецов Б.И.1, Никитина Т.Б.2, Бовдуй И.В.1, Волошко Е.В.1, Коломиец В.В.2, Кобылянский Б.Б.2 1 Институт проблем машиностроения им. А.Н.Подгорного национальной академии наук Украины Харьков, Украина 2 Учебно-научный профессионально-педагогический институт Украинской инженерно-педагогической академии
	Аннотация: Целью работы является разработка метода синтеза пространственного расположения и углового положения датчиков магнитного поля для обеспечения максимальной эффективности робастной системы активного экранирования (САЭ) магнитного поля (МП), генерируемого воздушными линиями электропередачи, и снижения чувствительности синтезируемой системы к исходным неопределенностям и изменениям параметров системы в процессе работы. Для достижения этой цели определяются координаты пространственного расположения и угловое положение всех датчиков магнитного поля и коэффициентов усиления контроллеров для компенсирующих обмоток. Синтез пространственного расположения и углового положения датчиков магнитного поля сводится к решению минимаксной векторной задачи оптимизации, в которой векторная целевая функция рассчитывается на основе закона Био-Савара. Решение минимаксной задачи векторной оптимизации рассчитывается на основе алгоритмов оптимизации мультироем частиц из Парето-оптимальных решений с учетом бинарных отношений предпочтения, на основе стохастических нелинейных алгоритмов Архимеда. Вектор целевой функции задачи минимаксной оптимизации и ограничений вычисляется на основе закона Био–Савара. Важнейшими результатами, полученными на основе разработанного метода синтеза, являются полученные в процессе теоретических и экспериментальных исследований значения эффективности робастной системы активного экранирования магнитного поля, генерируемого различными воздушными линиями электропередачи, с синтезированными пространственными расположениями и угловыми положениями датчиков магнитного поля. Значимость полученных результатов заключается в том, что даны практические рекомендации по обоснованному выбору пространственного расположения и углового положения датчиков магнитного поля, пространственного расположения экранирующих обмоток робастной системы экранирования магнитного поля, создаваемого различными воздушными линиями электропередачи. Экспериментально показано, что с помощью синтезированного пространственного расположения и углового положения датчиков МП в САЭ МП возможно снизить уровень исходного МП до безопасного для населения уровня МП с индукцией в 0,5 мкТл.
	Ключевые слова: воздушная линия электропередачи, магнитное поле, система активного экранирования, минимаксная векторная задача оптимизации, компьютерное моделирование, исследования. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.01
2	Расчет магнитных потерь при неравномерном распределении магнитной индукции в зубце статора вентильно-реактивного двигателя Авторы: Бибик Е.В., Мазуренко Л.И., Попович А.Н., Головань И.В., Шихненко М.О. Институт электродинамики Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
	Аннотация: Целью данной работы является исследование и определение степени влияния учета неравномерности распределения магнитной индукции (путем детализации модели зубца статора) на результаты расчета магнитных потерь в зубцах статора вентильно-реактивного двигателя (ВРД) в квазиустановившихся режимах. Для достижения поставленной цели проведено имитационное математическое моделирование динамических режимов ВРД на основе уточненной модели, входные параметры которой включают двумерные зависимости (дополнительно к зависимостям потокосцепления фазы и электромагнитного момента двигателя) магнитных индукций в элементах зубца статора от угла поворота ротора и тока, рассчитанные методом конечных элементов. Магнитные потери определены с учетом максимумов временных зависимостей среднеквадратичных значений магнитной индукции в элементах зубца статора ВРД, полученных с помощью анализа исследуемых квазиустановившихся режимов. Наиболее важным результатом работы является разработка подхода к уточнению расчета магнитных потерь в вентильно-реактивных двигателях с учетом локальных насыщений магнитопровода. Это позволило выполнить количественную оценку степени влияния неравномерности распределения магнитной индукции на расчетную величину магнитных потерь, на основе детализации модели зубца статора в рабочих режимах ВРД, в сравнении с традиционным подходом. Определен уровень увеличения расчетных значений магнитных потерь (до 80%) благодаря учету локальных насыщений в детализированной модели зубца статора по сравнению с их определением на основе расчетной схемы сплошного зубца.
	Ключевые слова: вентильно-реактивный двигатель, магнитные потери, детализация зубца статора, магнитная индукция, квазиустановившийся режим. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.02
3	Влияние эксцентриситета вала электродвигателя на работоспособность высокоскоростного магнитожидкостного герметизатора Авторы: Нестеров С.А., Бакланов В.Д. ФГБОУ ВО Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, г. Иваново, Российская Федерация
	Аннотация: Целью работы является выработка рекомендаций по способу учёта на этапе проектирования и возможности эксплуатации магнитожидкостного герметизатора со значительным эксцентриситетом вращающегося вала относительно неподвижных полюсных приставок. Поставленная цель достигается за счёт проведённого экспериментального исследования, выбора необходимых уравнения, граничных условий, допущений и физических свойств магнитной жидкости при построении численной математической мо-дели рабочего зазора магнитожидкостного герметизатора. Наиболее важными результатами работы являются полученные и проанализированные распределения магнитного поля и поля скоростей и давления в магнитной жидкости, результаты оценки влияния абсолютной и относительной несоосности вала магнитожидкостного герметизатора, центробежных усилий, возникающих при вращении вала, на удерживаемый герметизатором перепад давления. Показано, что магнитожидкостный герметизатор сохраняет свою эффективность и работоспособность даже при эксцентриситете вращающегося вала до 80 % от величины рабочего зазора. Существенное снижение удерживаемого перепада давления происходит при эксцентриситете до 40 % от величины рабочего зазора, а при дальнейшем увеличении эксцентриситета темп снижения удерживаемого давления замедляется. При увеличении эксцентриситета до 80 % от рабочего зазора удерживаемое давление снижается на 45 % по сравнению с соосным расположением вала и полюсных приставок. Выполнение зубцов на валу даёт прирост удерживаемого перепада давления при линейной скорости на поверхности вала 25 м/с в среднем на 30 % по сравнению с конструкцией магнитожидкостного герметизатора с зубцами на неподвижных полюсных приставках. Значимость ре-зультатов состоит в возможности использования приведённой численной модели, результатов физиче-ского и математического экспериментов при разработке магнитожидкостного герметизатора, работающего со значительной несоосностью вращающегося вала и корпуса. Полученные безразмерные зависимости позволяют на этапе проектирования учесть уменьшение удерживаемого перепада давления при эксцентриситете вала с учётом величины рабочего зазора, магнитной индукции и линейной скорости.
	Ключевые слова: магнитная жидкость, магнитожидкостный герметизатор, эксцентриситет, перепад давления, численное моделирование. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.03
4	Универсальная непрерывная модель активных корректоров коэффициента мощности Авторы: Амелина М.А., Амелин С.А., Якименко И.В. Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске, Российская Федерация
	Аннотация: Целью работы является разработка непрерывных математических моделей корректоров коэффициента мощности импульсных источников электропитания. Модели предназначены для решения оптимизационных задач, направленных на повышение энергоэффективности этих устройств. Поставленная цель была достигнута за счет создания универсальной непрерывной математической модели импульсных регуляторов напряжения, являющихся составной частью любого активного корректора коэффициента мощности. Предложен способ построения такой универсальной модели с использованием метода усреднения в пространстве состояний. Показано, что такая модель адекватно воспроизводит процессы в любом из основных типов импульсных регуляторов постоянного напряжения. Показана возможность построения математической модели активного корректора коэффициента мощности на основе предложенной универсальной модели преобразователя постоянного напряжения. Рассмотрены особенности структур активных корректоров коэффициента мощности для импульсных источников питания и показаны проблемы, возникающие при исследовании их энергоэффективности. Рассмотрены особенности анализа режимов работы активных корректоров коэффициента мощности, построенных на основе различных типов импульсных регуляторов постоянного напряжения. Продемонстрированы способы коррекции системы автоматического регулирования, входящей в состав корректоров коэффициента мощности. Для одного из типов корректоров приведены частотные характеристики тракта регулирования тока и зависимость значения коэффициента мощности от внешних параметров. Получены временные диаграммы переходных процессов корректора при возмущении нагрузки и напряжения первичной сети. Наиболее важным результатом является создание универсальной непрерывной математической модели импульсных регуляторов напряжения, которая в отличие ранее предложенных моделей пригодна для использования при анализе, моделировании и проектировании любых корректоров коэффициента мощности без необходимости доработки модели в каждом конкретном случае. Значимость полученных результатов состоит в ускорении процесса проектирования активных корректоров коэффициента мощности, построенных на основе любого типа импульсных регуляторов постоянного напряжения. Разработанная модель предназначена для использования в программе схемотехнического моделирования Micro-Cap. Однако, поскольку она в конечном итоге представляет собой программный модуль на языке SPICE, то эту модель можно использовать во многих программах схемотехнического анализа, поддерживающих этот язык.
	Ключевые слова: импульсный источник, непрерывная нелинейная модель, широтно-импульсный модулятор, метод усреднения в пространстве состояний, Micro-Cap. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.04
5	Модифицированный ограничивающий импедансный преобразователь с оптимизированной следящей системой за точкой максимальной мощности для системы управления комбинированной системой энергоснабжения с ВИЭ Авторы: Сарания М.1, Гифтсон С. Д.2 1Инженерный колледж Арасу, Кумбаконам, Тамилнаду, Индия 2Инженерно-технологический колледж им. сэра Иссака Ньютона, Нагапаттинам, Тамилнаду, Индия
	Аннотация: Ввиду прерывистого и сезонного характера ветровой и солнечной энергии эксплуатация электрических систем становится все более проблематичной. Интеграция систем хранения энергии позволяет свести к минимуму подобные эксплуатационные проблемы, что необходимо для повышения стабильности и надежности электросети. В связи с этим в предлагаемой работе реализована система управления энергопотреблением с помощью усовершенствованного преобразователя и оптимизированной системы управления точкой максимальной мощности для фотоэлектрической и ветровой систем на базе синхронного генератора с постоянными магнитами). Для увеличения выходной мощности фотоэлектрической системы и обеспечения ее высокого КПД используется новый улучшенный импедансный преобразователь с ограничивающим Z-источником, а для преобразования переменного тока в постоянный, получаемого от энергосистемы с ветрогенератором, применяется выпрямитель с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). В качестве следящей системы для оптимизации точки максимальной мощности для получения оптимальной мощности от фотоэлектрической системы используется оптимизация с помощью метода "пламя-светлячок" совместно с использованием нейронной сети с радиальной базисной функцией. Избыточная энергия, полученная от гибридных источников возобновляемой энергии, накапливается в аккумуляторе и управляется рекуррентной нейронной сетью с помощью двунаправленного преобразователя. Значимость полученных результатов состоит в повышении качества выходного напряжения энергосистемы, снижения коэффициента нелинейных искажений и повышения КПД преобразования.
	Ключевые слова: точка максимальной мощности синхронного генератора, улучшенный преобразователь Z-источника, нейронная сеть, рекуррентная нейронная сеть. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.05
6	Емкостной датчик контроля состояния подвесной высоковольтной изоляции Авторы: Андреенков Е.С., Шунаев С.А. Филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске Смоленск, Российская Федерация
	Аннотация: Целью работы является разработка конструкции датчика контроля состояния подвесной изоляции высоковольтных линий электропередачи. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: был выбран критерий диагностики состояния ЛЭП, определен принцип действия и конструктивное исполнение датчика контроля изоляции. В данном исследовании предлагается метод непрерывного контроля состояния подвесной высоковольтной изоляции на примере ЛЭП 110 kV, ключевым компонентом которого является датчик контроля изоляции. Критерием диагностики является изменение напряжения на тарелке изолятора вследствие изменения распределения электрического потенциала на изоляторах, при наличии повреждения в гирлянде. Сформулированы основные требования к датчику оперативного контроля напряжения, на основании которых для реализации системы диагностики принимается датчик на основе емкостного делителя. Производится выбор конструктивного исполнения и параметров датчика с использованием существующей элементной базы. Расчетами подтверждается возможность регистрации появления поврежденного элемента в гирлянде по изменению напряжения на выходе датчика предлагаемой контракции. Результаты расчетов верифицированы на компьютерной модели в программной среде Multisim. Корректность, принятых при расчетах, величин емкостей подтверждается результатами лабораторных измерений емкостей новых стеклянных тарельчатых изоляторов, а также изоляторов, разрушенных в результате эксплуатации. Наиболее важными результатами исследования являются выбор оптимального критерия диагностики, позволяющего реализовать датчик контроля изоляции на базе емкостного делителя и исследования эффективности датчика предлагаемой конструкции для оценки состояния подвесной изоляции. Значимость полученных результатов состоит в том, что разработанная конструкция датчика контроля состояния подвесной изоляции позволит создать систему непрерывной диагностики высоковольтной изоляции ЛЭП и выявлять повреждения на ранней стадии, что обеспечит своевременность обслуживания и ремонта.
	Ключевые слова: изолятор, диагностика, емкостной делитель, конденсатор, датчик. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.06
7	Повышение эффективности применения абсорбционной холодильной машины для утилизации тепла когенерационных установок в схеме с использованием парокомпрессионной машины в качестве резервного источника холода Авторы: Корнильев А.Н., Бараненко А.В., Малинина О.С. Образовательный центр «Энергоэффективные инженерные системы» Университет ИТМО Санкт-Петербург, Российская Федерация
	Аннотация: В автономных системах энергоснабжения регулярно возникает вопрос эффективности получения холода. Зачастую одноступенчатая абсорбционная холодильная машина на горячей воде является универсальным решением по утилизации бросовой теплоты от газопоршневой установки. Но опыт эксплуатации тригенерационных комплексов показывает необходимость проведения более детального технико-экономического анализа для достижения максимальной эффективности тригенерационного цикла. Целью данной работы является обоснование применения двухступенчатых циклов с несколькими генераторами, повышающих коэффициент использования теплоты отходящих газов. Поставленная цель достигается решением следующих задач: проведена оценка эффективности использования топливно-энергетических ресурсов с проверкой трендов тригенерационного комплекса, включающего в себя одноступенчатые абсорбционные холодильные машины; проведено сравнение фактического потребления энергоресурсов с проектными показателями; рассмотрено влияние внешних и внутренних факторов на эффективность утилизации теплоты газопоршневого когенератора в одноступенчатых абсорбционных холодильдных машинах с водяным обогревом генератора; получена зависимость изменения среднегодового холодильного коэффициента в течение календарного года. На основании проведенного исследования сформулированы предложения по повышению энергоэффективности холодоснабжения, дающие прирост холодильной мощности в 6.1% с соразмерным снижением нагрузки на парокомпрессионный чиллер. Вариант использования абсорбционной холодильной машины двухступенчатого цикла (тип 2) в аналогичных условиях эксплуатации показал СОР 1.43, что обеспечивает экономию 67.45 МВтч электроэнергии, 5.4%, в годовом исчислении (при условии использования только бросового тепла). Наиболее важным результатом является расчет повышения эффективности использования теплоты отходящих газов в абсорбционной холодильной машине и соответствующее увеличение коэффициента холодопроизводительности. Практическая значимость полученного результата состоит увеличении эффективности работы тригенерационного комплекса в целом со снижением влияния на окружающую среду. К дополнительным преимуществам подобного цикла стоит отнести повышение точности и стабильности поддержания температуры теплоносителя на выходе из испарителя АБХМ за счет более гибкой регулировки температуры раствора бромида лития в высокотемпературном генераторе.
	Ключевые слова: энергетическая эффективность, тригенерационный цикл, абсорбционная бромистолитиевая одноступен-чатая холодильная машина, утилизация теплоты. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.07
8	Применение трехэтапной процедуры выделения малоразмерного объекта привязки на зашумленном изображении Авторы: Сотников А.М.1, Воробьев О.М2., Удовенко С.Г3., Кобзев И.В3., Власюк В.В4., Курбатов А.А4. 1Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба, Харьков, Украина 2Национальный университет обороны, Киев, Украина 3Харьковский национальный экономический университет имени Семена Кузнеца, Харьков, Украина 4 Киевский институт Национальной гвардии Украины, Киев, Украина
	Аннотация: Целью статьи является разработка трехэтапной процедуры выделения малоразмерного объекта привязки на текущем изображении, формируемом радиометрической системой технического зрения в условиях воздействия помех. Поставленная цель достигается определением величины уровней порога дискретизации, при которых обеспечивается наибольшее сходство фрагмента эталонного изображения с текущим изображением; оценкой эффективности процедуры выбора эталонного изображения с учетом помеховой обстановки; разработкой процедуры уточнения максимума решающей функции путем квантования текущего изображения в зависимости от числа элементов, при которых достигается максимум решающей функции. Решение первой задачи основано на формировании корреляционного поля радиояркостных температур и выборе порога дискретизации, при котором обеспечивается наибольшее совпадение искомого фрагмента эталонного изображения с текущим. В качестве критерия степени совпадения изображений предложено использовать коэффициент взаимной корреляции. Оценена эффективность процедуры выбора фрагмента эталонного изображения по критерию вероятности правильного выбора фрагмента эталонного изображения из набора с учетом помеховой обстановки и величины относительного порога. Показано, что зашумление изображений может приводить к значительному снижению эффективности процедуры выбора фрагмента эталонного изображения, вплоть до 0.4. На третьем этапе поиск максимума решающей функции предложено осуществлять на основе метода итерации для двух вариантов в зависимости от количества элементов объекта на изображении и числа боковых выбросов решающей функции. Наиболее существенным результатом являются полученные зависимости вероятности правильного выбора искомого фрагмента эталонного изображения от величины порога и отношения сигнал-шум изображения, а также аналитическое соотношение для асимптоты этой зависимости. Новизна работы заключается в том, что получила дальнейшее развитие трехэтапная процедура вторичной обработки и формирования решающей функции в системах технического зрения с использованием набора эталонных изображений. Это позволит существенно повысить эффективность функционирования беспилотных летательных аппарата, особенно в условиях воздействия помех.
	Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, трехэтапная процедура формирования решающей функции, дискретизация и квантование изображений, вероятность выбора фрагмента эталонного изображения. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.08
9	Технологии адресной доставки энергии на основе гибридных электродинамических процессов Авторы: Бурдо О.Г.1, Терзиев С.Г.2, Сиротюк И.В.1, Молчанов М.Ю.1 1 Одесский национальный технологический университет, Одесса, Украина 2ЧАО «ENNI FOODS», г. Одесса, Украина
	Аннотация: 2ЧАО «ENNI FOODS», г. Одесса, Украина Аннотация. Определен эффективный инструмент перевода технологий переработки пищевого сырья на рельсы нано-экоиндустрии — это гибридные процессы в аппаратах электродинамического вида. Проведен анализ литературных источников, который показал, что электродинамическими системами, микроволновыми технологиями в мире активно занимаются. Однако сведения о теоретических основах таких технологий, о практической апробации аппаратов в условиях производства в доступной литературе не обнаружены. В работе поставлена цель комплексного исследования гибридных процессов в микроволновых электродинамических системах. Для достижения поставленной цели создан экспериментальный стенд, который позволил визуально подтвердить эффекты механодиффузии, установить влияние ключевых параметров на кинетику и энергетику гибридных процессов. Рабочим участком — моделью капиллярно—пористой структуры — был пучок откалиброванных стеклянных трубок. При обработке экспериментальных данных получены зависимости влияния мощности поля, диаметра канала, температуры, ориентации пучка на кинетику и энергетику гибридного процесса. С помощью видеозаписи были зафиксированы картины формирования гибридного процесса, этапы роста и спада интенсивности выбросов смеси раствора и пара, режимы их перемещения. Эти результаты представляют научную новизну работы. Наиболее существенным результатом работы является использование определенных режимов организации гибридных процессов для управления процессом экстрагирования в электродинамических аппаратах трех типов: объемного, пленочного и циркуляционного. Испытания этих конструкций подтвердили сформулированные гипотезы формирования гибридного процесса. Значимость работы заключается в том, что показано, что эффект механодиффузии наиболее мощно проявляется в электродинамических экстракторах циркуляционного типа и затраты энергии в электродинамических экстракторах объемного типа в 1,4 раза, пленочного в 1,5 раза, а циркуляционного в 1,9 раза ниже, чем в аппаратах традиционной конструкции.
	Ключевые слова: электродинамические аппараты, энерготехнологии, гибридные процессы, экстрагирование, выпарка, сушка, математическое и экспериментальное моделирование. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.09
10	Оптимизация давления сырьевого потока установки ожижения природного газа работающей по циклу Mixed Fluid Cascade Авторы: 1Иконникова А.Ю., 1,2Баранов А.Ю., 1Кравченко Д.В., 1Середенко Е.С. 1Университет ИТМО 2 OOO Научно-производственное предприятие «КРИОН» Санкт-Петербург, Российская Федерация
	Аннотация: В работе представлены результаты исследования по оптимизации давления сырьевого потока цикла ожижения природного газа Mixed Fluid Cascasde. Целью данной работы является оптимизация давления сырьевого потока ожижаемого газа в цикле Mixed Fluid Cascade, обеспечивающая эффективное распределение тепловой нагрузки по ступеням охлаждения и снижение общих энергетических затрат цикла. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: построение математической модели цикла, проведение вычислительного эксперимента для различных значений давления потока сырья с определением значениях энергетических характеристик цикла, определение оптимальных значений давлений сырьевого потока. В рамках исследования смоделирован цикл Mixed Fluid Cascade. Свойства потоков рабочих веществ цикла определены на основании уравнений состояния Пенга–Робинсона в модификации Стрижека–Веры и Бенедикта–Вебба–Рубина. Для каждой ступени цикла рассчитаны тепловая нагрузка, массовый расход рабочего вещества при значениях давления сырьевого потока от 5 МПа до 25 МПа при постоянных значениях температур рабочих точек. Показано распределение общей тепловой нагрузки на ожижение 1 кг природного газа по ступеням. Рассчитаны достижимые температуры рабочих точек потока природного газа при постоянстве расходов рабочих веществ, соответствующих стандартному варианту цикла. Полученные значения использованы для определения энергетических затрат цикла. Определено количество энергии, потребляемое компрессорными установками ступеней и количество отводимой теплоты сжатия. В результате выявлено наличие оптимальных значений давления сырьевого потока, соответствующих минимальным энергетическим затратам на ожижение природного газа. Наиболее важным результатом исследования является определение оптимального значения давления сырьевого потока цикла Mixed Fluid Cascade, превышающее стандартное. Значимость полученных результатов состоит в значительном снижении энергетических затрат цикла Mixed Fluid Cascade при давлении сырьевого потока 13 МПа. Обоснована целесообразность применения дополнительного дожатия сырьевого пока газа в цикле Mixed Fluid Cascade. Предложены решения по оптимизации работы цикла.
	Ключевые слова: сжиженный природный газ, магистральный газ, энергоэффективность, повышение давления. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.10
11	Энергоэффективность процесса экструзии и ее влияние на выход биогаза при ферментации куку-рузной и рапсовой соломы Авторы: Заблодский Н.1, Клендий П. 2, Дудар О.3 , Бабак Д.1 1Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев, Украина 2Отделенное подразделение «Бережанский агротехнический институт» Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, Бережаны, Украина, 3Отделенное структурное подразделение «Бережанский профессиональный колледж Национального университета биоресурсов и природопользования Украины», Бережаны, Украина.
	Аннотация: Цель исследований – определение влияния предварительной обработки экструзией рапсовой и кукурузной соломы на выход биогаза и энергоэффективный режим процесса экструзии. Поставленная цель достигается за счет решения следующих задач: предварительная обработка рапсовой и кукурузной соломы путем измельчения и различных вариантов экструзии; проведение экспериментальных исследований ферментации соломы рапса и кукурузы в мезофильном режиме брожения в течение 42 суток; проведение численного моделирования для определения энергозатрат на процесс экструзии при изменении частоты вращения шнекового конвейера экструдера. Наиболее значимые результаты: экспериментально доказано, что выход биогаза из рапсовой и кукурузной соломы увеличивается при уменьшении размера их частиц до определенного значения, которое достигается после 2-кратной экструзии, и дальнейшего уменьшения размера частиц не дает положительного эффекта и, наоборот, снижает газовыделение. Экструзия обеспечивает не только измельчение, но и термобарообработку, при которой дополнительно измельчается лигнино-целлюлозное сырье. Установлено, что энергоэффективный режим работы, необходимый уровень давления и температуры в матрице, исключающий горение органического сырья, обеспечивается при частоте вращения шнекового конвейера экструдера 110 об/мин. Значимость полученных результатов заключается в том, что экструзия с предложенными технологическими и режимными параметрами экструдера может быть использована как эффективный метод предварительной обработки лигнино-целлюлозного сырья для повышения производительности биореакторов и выхода биогаза.
	Ключевые слова: субстрат, биогаз, экструзия, энергоэффективность, имитационная модель. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.1-61.11