CC BY
11
Рассмотрена сущность понятий инновационная деятельность и инновационный процесс. Проанализированы особенности современной функциональной модели управления инновационными процессами на предприятии. Изучены роль, специфика и составные элементы информационного обеспечения в управлении инновационной деятельностью предприятий.
Ключевые слова: инновационная деятельность, инновационный процесс, управление инновационной деятельностью, информационное обеспечение инновационной деятельности.
Khomosh Yu.S., Vovk Yu. Ya. Role of the informative providing in a management by innovative activity of enterprises
The article deals with the essence of innovative activity and innovative process. The features of modern functional models of innovation processes in the enterprise. The role, characteristics and components of the informative providing of management innovative activity.
Keywords: innovative activity, innovative process, management by innovative activity, informative providing of innovative activity.
УДК 621.548 Астр. В.М. Корендий - НУ "Львiвська полтехтка "
АНАЛ1З СТ1ЙКОСТ1 РОБОТИ В1ТРОКОЛЕСА П1Д ЧАС ПОРИВЧАСТИХ В1ТР1В
На основi математично! моделi горизонтально-осьово! вiтроустановки iз системою регулювання потужностi шляхом повороту лопатей навколо власних поздов-жнiх осей проаналiзовано особливостi перебiгу характерних для роботи в^роколеса перехiдних процесiв: стрибкождабного зменшення швидкостi вiтру або збшьшення моменту навантаження. Зроблено висновки про доцшьшсть застосування додаткових систем акумулювання енерги для забезпечення стабшьно! роботи в^роустановки пiд час поривчастих вiтрiв.
Ключовг слова: горизонтально-осьова вiтроустановка, система регулювання потужност^ поривчастий вiтер, система акумулювання енерги.
Вступ. Вщомо, що добробут суспшьства нерозривно пов'язаний з його енергетичним потенщалом. наявнють енерги - одна 1з необхвдних умов для виршення практично будь-яких завдань. 1з розвитком цивЫзаци витрата енерги, яку споживае кожна окрема людина, безперервно збшьшуеться. При цьому неухильно зростае 1 населення планети. Об'еми джерел основного потоку енерги, отриманого тд час спалювання оргашчного палива (вугшля, газу, нафтопродукпв тощо), нагромаджених природою за мшьйони роюв, не безмежш 1 поступово виснажуються, водночас вщбуваеться забруднення нав-колишнього середовища продуктами 1х згорання. За умов постшного тдви-щення цш на енергоноси стр1мко зросла потреба у заощадженш енергп 1 стала нагальною необхщшсть впровадження ресурсоощадних технологш в ус1х сферах життя суспшьства. Саме тому постшно зростае штерес до нетради-цшних, еколопчно чистих, невичерпних (вщновлюваних) джерел енерги -виру, сонця, хвиль, земних надр, бюмаси тощо. Анал1з теоретичних 1 прак-тичних основ застосування нетрадицшних та вщновлюваних джерел енергп у свт доводить його випднють. Вггрова енерпя е одним з найбшьш перспек-
1 Наук. кер1вник: проф. I.B. Кузьо, д-р теки. наук - НУ "Льв1вська поло^тка"
тивних видiв вщновлювано! енергп. Середньорiчний прирiст свиово! впро-енергетики становить у середньому 26-27 % i е найвищим порiвняно з шши-ми джерелами енергп [1]. За сукупнiстю вшх чинникiв впливу на навколишне середовище впростанцп можна вiднести до найменш шкiдливих об'ектiв ви-робництва електроенергп [1].
Постановка проблеми. Створення та виробництво сучасних конку-рентоспроможних i водночас дешевих вiтроустановок (ВУ) потребуе детального ан^зу процесiв перетворення енергп повпряних потокiв у кшетичну енергiю обертального руху вiтроколеса (ВК). Мшливють швидкостi потокiв повiтря надзвичайно ускладнюе можливостi використання енергп виру. Його швидюсть може змiнюватися протягом кшькох секунд бшьш, нiж у 2-3 рази, i при цьому спричиняти коливання енергп повiтряного потоку у 8-27 разiв. Бiльшiсть машин (електрогенератор, гiдравлiчний чи пневматичний насос, шнековий чи транспортерний механiзм, конвеер тощо), якi не обладнанi спе-цiальними системами регулювання i використовують для приводу ВК, для оптимального i надiйного функцiонування потребують стало! частоти обер-тання привiдного валу. Для виконання ще! умови у конструкцп ВК повиннi бути передбачеш спецiальнi механiзми регулювання, якi могли б забезпечити сталу частоту обертання його валу тд час змши швидкостi вiтру за рахунок керування потужшстю, яку воно вiдбирае з потоку повпря, та ефективнi сис-теми акумулювання енергп для забезпечення роботоздатносп системи за умов безвиряно! погоди.
Одним iз найбiльш перспективних ^ водночас, недостатньо вивчених способiв збереження енергп вiтру е !! акумулювання у вжлад стисненого повп-ря. Тому дослiдження всiх можливих проблем, пов'язаних iз пневмоакумулю-ванням енергп повпряних потоков змшно! штенсивносп, е досить актуальним.
Анал1з останшх досл1джень. Для визначення умов стшко! роботи вгт-роустановки з рiзними видами навантажень пiд час поривчастого виру у пра-цi [1] В.П. Харитовонов розробив !! математичну модель у виглядi диферен-щального рiвняння обертального руху вiтроколеса, В.П. Коханевич у публь кацп [2] удосконалив модель, додавши ще одне диференщальне рiвняння, яке описувало поворот лопат навколо власно! поздовжньо! ос за вiдцентрового регулювання потужностi впроустановки, та проаналiзував динамiчну стiйкiсть !! роботи. Ш.Д. Шахбазов та 1.М. Юсупов у роботi [3] розглянули можливостi створення вiтро-компресорних установок, наголосивши на необ-хiдностi стабЫзацп кутово! швидкостi вiтроколеса пiд час поривчастого виру з метою забезпечення !х ефективно! та надшно! роботи. Аналiз основних аспектiв моделювання роботи впроенергетичних установок у роботi [4] показав, що поряд iз проблемами адекватного математичного опису динамiчних явищ за нерiвномiрного складного руху лопатей навколо ос вiтроколеса та власних поздовжшх осей пiд час регулювання потужносп, залишаеться недостатньо вивченим процес пневмоакумулювання енергп повпряних потоков змшно! ефективностi за допомогою впро-компресорно! установки з мехашч-ною системою стабЫзацп кутово! швидкостi у вигл_вд вiдцентрового пружинного регулятора [5].
Мета дослщження. На 0CH0Bi математично! моделi горизонтально-осьово! вiтроустановки i3 системою регулювання потужностi шляхом повороту лопатей навколо власних поздовжшх осей проаналiзувати особливостi пере-бiгу характерних для роботи впроколеса перехiдних процесiв: стрибкоподiб-ного зменшення швидкостi вiтру або збшьшення моменту навантаження. Обгрунтувати перспективи застосування систем акумулювання енерги виру у виглядi стисненого повiтря з метою забезпечення безперебшно! роботи установки за умов поривчастих вiтрiв та змшних навантажень на валу впроколеса.
Виклад основного матер1алу. Впроустановка iз системою регулювання потужносп шляхом повороту лопатi навколо власно! поздовжньо! ош е аеромеханiчною системою з трьома ступенями вшьностг поворот гондоли навколо осi башти тд час орiентацп за напрямком виру, обертання впроколеса внаслщок взаемодп з потоком повiтря та поворот лопатей навколо власних поздовжшх осей тд час регулювання потужностг За узагальнеш коорди-нати обрано вщповщш кути повороту р, ц i в. Для опису руху системи на основi диференцiальних рiвнянь Лагранжа другого роду в робот [6] побудо-вано математичну модель вiтроустановки з мехашзмами регулювання й орiентацil у виглядг
^+K.dp -«- с)+«-(dp и*и*
V^-Mh (t); (1)
^ + K2 f - MA + mb2 4 M" (в* M-
де: Jz1 = E jz1, , Jx2 = E Jx2 , jz2 = E jz2, - суми моментiв шерцп всiх тiл, при-ведених до осей обертання, вщповщно, гондоли, ВК i лопатей; K1, K2 - ко-ефiцiенти аеродинамiчного моменту демпфування пiд час обертання гондоли i лопатi, вщповщно; МХв - момент аеродинамiчних сил, що дiють на хвосто-вий стабтзатор пiд час вiдхилення осi гондоли вщ напрямку повiтряного потоку; MB1, MB2 - моменти шерцшних навантажень пiд час обертання лопат з вiдцентровим регулятором навколо осей гондоли i вiтроколеса, вщповщно; МТр1, МТр2 - моменти тертя у мехашзмах орiентацil та регулювання, вщпо-вiдно; MP - рушшний момент вiтроколеса; MH - момент навантаження на валу ВК; MA - момент аеродинамiчних сил вщносно ос лопатi; MПр - момент регулювально! пружини; в - кут вiдхилення хорди лопат вiд площини обертання впроколеса; ц - кут вiдхилення ос лопатi вiд верхнього вертикального положення.
Аналiз системи диференцiальних рiвнянь (1) дае змогу констатувати, що найiстотнiший вплив на обертальний рух вiтроколеса чинять рушшний момент вщ аеродинамiчних сил MP, який значною мiрою залежить вiд швид-костi повпряного потоку, частоти обертання вiтроколеса i кута атаки лопатi, та момент навантаження на валу ВК, який може бути постшним, змшним за-
JX2 О" , Mp J mp
Z (% V I в
лежно вщ кутово! швидкостi ВК, або мае випадковий стрибкоподiбний характер, що становить найбiльшу небезпеку пiд час роботи впроколеса з погляду мщност окремих елементiв та стiйкостi руху. Аеродинамiчний рушiйний момент впроколеса можна представити у виглядi [1]:
тг-К2- о-V3
mp -í-^-iV , (2)
2--
dt
де: í - коефiцiент використання енергп виру; К - зовшшнш радiус впроколеса; р - густина повпря; V - швидюсть повiтряного потоку. Для випадку плоских лопатей та лопатей, mi мають незначне кутове закручування профь лю вздовж радiуса, якi зазвичай використовують у тихохiдних багатолопате-вих впроустановках мало! потужностi, для апроксимацп коефщента використання енергп вiтру можна використовувати таку емпiричну залежнiсть:
Í- 0,5-(у-0,022-в2-5,6)-е-0,17y, (3)
де у - коефщент швидкохщносп вiтроустановки, який можна представити у виглядi вiдношення колово! швидкостi лопат на зовнiшньому радiусi К до швидкосп повiтряного потоку V через площину обертання вiтроколеса:
у-(4) dt V
Отже, використовуючи формули (2), (3) i (4), друге рiвняння системи (1), а саме рiвняння обертального руху вiтроколеса, можемо представити у виглядп
r d2W (dw К „„„„ ^ , Л -0,17 -d^-R п K2-p-V3 ,, _
JX2—^r - 0,25----0,022-в2-5,6 I-е dt v---±l--MH(t). (5)
X 2 dt2 ^ dt V ) Jw H
dt
Враховуючи той факт, що тд час вiдцентрового регулювання потуж-ностi центр аеродинамiчного тиску на лопать е на !! поздовжнш ои, з дос-татньою для шженерних розрахункiв точнiстю можна прийняти MA - 0. Дем-пфувальний ефект у системi вироустановки здiйснюють аеродинамiчна сила та сили тертя у мехашзмах повороту впроколеса i лопатi, однак !х величина у тихохвдних багатолопатевих вiтроустановках мало! потужносп незначна, по-рiвняно з шшими навантаженнями, тому можна припустити, що K2 - 0, МТр2 - 0. Момент регулювально! пружини вщцентрового регулятора без по-чаткового натягу можна знайти iз тако! залежносл [2]:
МПр-- — ■ (a +/• (sin (0 + р )-sin (0 + p)))-l- cos (0 + в), (6)
, ■ . ~ Fnp0
де: k - жорстюсть пружини; i - кшьюсть лопатей; a -—-— величина, яка
k
характеризуе початковий натяг пружини Fnp0; l - довжина кривошипа меха-нiзму регулятора; 0 - кут мiж кривошипом i хордою лопатц р0 - початковий кут установки лопатей вiдносно площини обертання впроколеса. 5. 1нформацшш технолог'' ra.y3i 331
OKpiM моменту регулювально! пружини, до активних сил, яю вплива-ють на поворот лопат навколо власно! поздовжньо! oci, треба вiднести вщ-центрoвi навантаження шд час обертання вiтрoкoлеcа i повороту гондоли та корюлюову силу шерцп за одночасного обертання вгтроколеса i гондоли. Вони можуть бути рoзрахoванi за такими формулами:
MBK = mpEr Ц ■ В2ег • sin ( (£2-0))- тл •Щ • B22 (2- 0);
Mг = трЕг ■ | ^ ) • (к + Врег ■ sin (Q - 0)) • Врег >
(Q-0)-
_Lbk + Врег ■ sin(Q-0)_
,J(Lbk + Врег • sin (Q - 0))2 + (Врег • cos(Q - 0))
í dj
+тл \~cit I (Lbk - Вл sin 0)л cos
(
0 - arccos
(
Lbk - вл • sin в
<J(Lbk - Вл sin в)2 + ( cos в)2
-трЕг ■ ^ ^ ) • (Lbk - ВРЕГ ■ sin (Q - 0)) • Вр
(£1-0)- arccos
I
Lbk - Врег • sin (Q-0)
í dJ
-тл l "dri (Lbk + Вл' sin 0) cos
Lbk - ВРЕГ - sin (Q-0)) + (г - cos (Q-0))
í í 0 + arccos
Lbk + вл- sin0
t¡(Lbk + Вл sin0)2 + (Вл cos0)2
; (7)
Mcor = 2 • тл • ^^Jял +(Вл • cos0)2 • Вл • cos0> dt dt y '
(
(
ц + arccos
Ял
ЛЛ
^¡R3¡ + (Вл• cos0)2
(
(
ц - arccos
Ял
W
^Я2+(Вл- cos0)2
+2трЕг ^^ ^ ^ЯрЕг + (Врег cos (Q- 0)f Врег cos (Q- 0) [cos (ц - A) - cos (ц + A)],
де: A =
трЕг, тл - маса вiдцентрoвoгo тягарця i поло-
^ЯрЕг + (Врег cos (Q-0))2 вини лoпатi по одну сторону вщ oci, вщповщно; Врег , Вл - приведенi вщста-нi вiд oci лoпатi до маси вщцентрового тягарця i половини лопап, вщповщно; LBK - приведена вщстань вiд oci башти до od лoпатi.
Пiдcтавляючи залежнocтi (6) та (7) у трете рiвняння системи (1) отри-маемо диференщальне рiвняння обертального руху лoпатi тд час регулюван-ня пoтужнocтi впроустановки. Комп'ютерну модель аеромехашчно! системи ВУ, побудована у cиcтемi MatLAB/SIMULINK на ocнoвi виведених диферен-цiальних рiвнянь руху вiтрoкoлеcа i лопатей, зображено на рис. 1.
R
Рис. 1. Компютерна реалЬащя мод^ ВУ у системi ММЬЛБ^1МиЬШК
На основi розроблено! комп'ютерно! моделi можемо проаналiзувати характер переб^у перехiдних режимiв роботи в^оустановки: стрибкоподiб-ного зменшення швидкостi виру або збiльшення моменту навантаження. На рис. 2 зображено змшу потужност вiтроустановки пiд час раптового збшь-шення моменту навантаження понад аеродинамiчний момент вiтроколеса у момент часу / = 47 с. Характер змши кута положення лопат вiдносно площи-ни обертання ВК та кутово! швидкостi вiтроустановки подано на рис. 3 i 4, вщповщно.
Рис. 2. Характер змши потужностi ВУ тд час раптового збтьшення моменту навантаження понад аеродинамiчний рушшний момент
Рис. 3. Характер змши кута положення лопатi тд час раптового збтьшення моменту навантаження понад аеродинамiчний рушшний момент
Як бачимо iз рис. 2, 3 i 4, стрибкоподiбне збшьшення моменту навантаження понад аеродинамiчний рушшний момент супроводжуеться поступо-вим зниженням кутово! швидкост впроколеса, що, водночас, спричиняе поворот лопат у початкове положення, практично перпендикулярне до напрям-ку виру, та вщсутшсть вiдбору потужностi з повiтряного потоку. Необхщно зазначити, що аналогiчна ситуащя може спостерiгатися пiд час раптового зменшення швидкост вiтру, що спричинить зниження аеродинамiчного ру-шiйного моменту вггроколеса. Отже, для забезпечення стшко! роботи вггро-установки пiд час поривчастих вг^в необхiдно застосовувати додатковi сис-теми акумулювання енерги, як могли б забезпечити резервне енергоживлен-ня за умови, коли момент навантаження перевищуе аеродинамiчний рушшний момент ВК.
2.5
50 55 60 Час, с
Рис. 4. Характер змни кутовог швидкост вiтроколеса тд час раптового збтьшення моменту навантаження понад аеродинам1чнийрушшний момент
Висновки. Головною перевагою енергп виру е насамперед його дос-туптсть, широке розповсюдження i практично невичерптсть ресурсiв. Основною перешкодою широкомасштабного використання виру як енергоношя е змшний характер його швидкосл ^ вщповщно, енергii у чаш. Впер мае се-зонну мшливютю, змiнюе свою активнiсть у великому дiапазонi як протягом доби, так i в дуже короткi штервали часу (миттева пульсацiя швидкосл, по-риви тощо). Навiть незначнi змши швидкостi вiтру здатнi iстотно вплинути на потужтсть, що розвиваеться вироколесом. Для того, щоб зменшити коли-вання потужностi на валу ВК, необхщно застосовувати додатковi системи акумулювання енергii вiтру в перiоди, коли юнуе ii надлишок, з метою найбшьш повного використання в моменти зниження швидкосл повiтряних потокiв або так званого енергетичного затишку. Одним iз найбшьш перспек-тивних способiв зберiгання енергii вiтру е п акумулювання у виглядi стисне-ного повиря за допомогою вiтро-компресорних установок. Одну iз таких установок було розроблено на кафедрi мехатки та автоматизацii машинобуду-вання Нащонального унiверситету мЛьвiвська полiтехнiкам. Головними еле-ментами вiтро-компресорноi установки е тихохщне вiтроколесо iз мехашзма-ми регулювання потужностi шляхом повороту лопатей навколо власних поз-довжнiх осей, мехатчний компресор i ресивер для стисненого повiтря. Пiсля акумулювання енергii виру подальше використання стисненого повиря може бути якнайрiзноманiтнiшим: системи кондищонування та вентиляцп, пнев-мопривiд технологiчного обладнання, виробництво електроенергп тощо.
На основi проведеного аналiзу стiйкостi роботи вироустановки пiд час поривчастих вiтрах у подальших етапах дослiджень плануеться дослщити можливостi пневмоакумулювання енергii повiтряного потоку, синтезувати аналиичт залежностi для узгодження конструктивно-експлуатацшних пара-метрiв тихохiдного вироколеса, механiчного компресора та ресивера, провести експериментальш дослiдження вiтро-компресорноi установки з метою пе-ревiрки и роботоздатностi та аналiзу ефективностi функцiонування за умов поривчастих вiтрiв.
1. Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические установки / В.П. Харитонов. - М. : Изд-во ГНУ ВИэСХ, 2006. - 280 с.
Лггература
2. Коханевич В.П. Динамiчна стiйкiсть системи регулювання ротора вiтродвигуна з вщ-центровим регулятором / В.П. Коханевич // Вщновлювана енергетика. - 2008. - № 3 (14). -С. 47-54.
3. Шахбазов Ш.Д. Многоцелевая ветрокомпрессорная установка / Ш.Д. Шахбазов, И.М. Юсупов // Проблемы энергетики. - 2006. - № 3-4. - С. 117-121.
4. Кузьо 1.В. Теоретичш аспекти моделювання впроенергетичних установок / 1.В. Кузьо,
B.М. Корендш // Вiсник Тернопiльського нащонального технiчного унiверситету : зб. наук. праць. - 2011. - № 3. - С. 85-94.
5. Корендш В.М. Мехашчш системи стабтзацп кутово! швидкосп горизонтально-осьо-вих впроколю / В.М. Корендiй // Науковi нотатки : зб. наук. праць. - 2012. - № 37. -
C. 166-171.
6. Корендш В.М. Динамжа складного руху лопатей впроустановки / В.М. Корендш // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2012. - Вип. 22.8. - С. 115-121.
Корендий В.М. Анализ устойчивости работы ветроколеса при порывистых ветрах
На основе математической модели горизонтально-осевой ветроустановки с системой регулирования мощности путем поворота лопастей вокруг собственных продольных осей проанализированы особенности протекания характерных для работы ветроколеса переходных процессов: скачкообразного снижения скорости ветра или увеличения момента нагрузки. Сделаны выводы о целесообразности применения дополнительных систем аккумулирования энергии для обеспечения стабильной работы ветроустановки при порывистых ветрах.
Ключевые слова: горизонтально-осевая ветроустановка, система регулирования мощности, порывистый ветер, система аккумулирования энергии.
Korendiy V.M. The analysis of the wind-wheel operation stability under gusty winds
The behavior characteristics of typical wind-wheel operation transient processes, that of the step-wise wind velocity decrease or load moment growth, is analyzed on the basis of the mathematical model of the horizontal-axis wind turbine with the system of power regulation by means of blades turning round their own longitudinal axes. The conclusion about application expediency of supplementary energy accumulation system for stable wind turbine operation support under gusty winds is drawn.
Keywords: horizontal-axis wind turbine, system of power regulation, gusty wind, energy accumulation system.
УДК332.6 Асист С.В. 1щенко -
Чертвецький НУ М. Юрш Федьковича, м. Чертвщ
ДИНАМ1ЧНА МОДЕЛЬ РИНКУ ЗЕМЛ1 С1ЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Реалiзовано один з пiдходiв до побудови економжо-математично1 моделi ринку земель сшьськогосподарського призначення. Модель дае змогу визначити формуван-ня та зм^ заощаджень основних груп землевласнигав, особливосп формування щ-ни на земельш дшянки тд впливом процешв попиту та пропозици, а також визначити ринково обгрунтовану щну на агрегований сшьськогосподарський продукт. На осжга експертних дослщжень з моделлю отримано низку важливих висновюв.
Ключовг слова: модель, ринок земл^ оренда, агрегований сшьськогосподарсь-кий продукт.
Постановка проблеми. Виходячи 1з досвщу становлення ринку земл1 та земельних вщносин в розвинених крашах св1ту, можна зробити висновок,
