CC BY
0BIM - это технология проектирования, которая использует системы автоматизированного проектирования только как средство для решения тех или иных задач.
Что касается современных систем автоматизированного проектирования, они должны удовлетворять требованиям технологий интегрированного проектирования и быть:
• интегрированными «по горизонтали»: должны охватывать все части и этапы строительного проектирования, гарантировать слаженную передачу данных по технологической цепочке между отдельными этапами проекта (архитектура, конструкции, инженерные сети и т.д.);
• интегрированными «по вертикали»: гарантировать слаженную передачу данных по технологической цепочке производственного процесса (проектирование, изготовление, монтаж и т.д.);
• интегрированными «по диагонали»: обеспечивать направление или форматы стандартных данных обмена информацией с другими системами проектирования, в том числе передавать данные из графических систем в расчетные системы;
• интегрированными «в обоих направлениях»: результаты расчетов и проектирования должны передаваться в систему моделирования с последующим обновлением исходной модели;
• «мульти» интегрированными: обеспечивать обмен данными между отдельными областями проектирования (строительство, промышленность, энергетика, ГИС и т.д.).
Как показал анализ современных BIM ориентированных программных комплексов, на сегодняшний день не существует единой системы автоматизированного проектирования, которая бы решала все поставленные задачи. Для отдельных
групп задач нужно использовать различные системы и программы. На данном этапе развития строительной отрасли нет смысла разрабатывать единый универсальный технологическую цепочку использования BIM, нужно делать его декомпозиции в зависимости от целей и задач и использовать только те его элементы, которые решают поставленные задачи.
Список литературы
1. Барабаш М.С. Информационные технологии интеграции на основе программного комплекса САПФИР.: Монография / М.С. Барабаш, В.В. Бой-ченко, О.И. Палиенко. - К.: Изд-во «Сталь», 2012.-485с.
2. Барабаш М.С. Компьютерное моделирование процессов жизненного цикла объектов строительства: Монография / М.С. Барабаш. - К.: Изд-во «Сталь», 2014.-301с.
3. Городецкий А.С. Комплексные системы проектирования и управления строительством с использованием полнофункциональной информационной модели здания (BIM). Зарубежный и отечественный опыт, перспективы развития / А.С. Городецкий, М.С. Барабаш, В.С.Судак и др. // Проблемы развития городской среды: Научно-технический сборник. - К.: НАУ, 2014. - Вып.2(12). - 499с.
4. Киевская Е.И. Принципы параметрического моделирования строительных объектов / Е.И. Киевская, М.С. Барабаш // Современное строительство и архитектура - Екатеринбург, 2016. - Вып. 1 - С. 1622.
5. Талапов В.В. Основы BIM: введение и информационное моделирование зданий / В.В. Талапов. - М.: ДМК Пресс, 2011. - 392 с.: ил.
АНАЛОГИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА. ДРЕВЕСИНА, СОЛОМА, ТОРФ, КАМЕННЫЕ И БУРЫЕ УГЛИ
Левин А.Б.,
доцент, кандидат технических наук Лопатников М.В.,
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Мытищинский филиал, доцент, кандидат технических наук
Хроменко А.В.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана Мытищинский филиал, доцент, кандидат технических наук
ANALOGY OF THERMAL DESTRUCTION PROCESSES OF VARIOUS TYPES OF SOLID FUEL. WOOD, STRAW, PEAT, STONE AND BROWN COALS
Levin A.B.,
Associate Professor, PhD Lopatnikov M. V.,
Bauman Moscow State Technical University, Mytischi Branch, associate Professor, PhD Khromenko A. V. Bauman Moscow State Technical University, Mytischi Branch, associate Professor, PhD
Аннотация
Установлена аналогия изменения элементного состава твердых топлив растительного происхождения. Для биотоплива - древесины, соломы злаковых культур, канареечника, багассы, а также торфа различного возраста аналогия представляет собой совпадение последовательности элементных составов твердого остатка от исходного состояния до углерода в процессе термодеструкции (пиролиза) в инертной среде. Для каустобиолитов - бурых и каменных углей аналогия состоит в одинаковой c древесиной форме функции зависимости (0/C)=a(H/C)2 + b(H/C) в интервале значений от исходного состояния до углерода. Введен параметр X равный отношению (Н/С)у/(Н/С)д, в исходном состоянии каустобиолита. Текущие значения массовых долей элементов при заданном отношении (О/С) можно оценить, приняв для угля (Н/С)у = Х(Н/С) д. Точность оценки тем выше, чем ближе параметр X к 1, в частности для бурых углей.
Abstract
An analogy is established for the change of the ultimate analysis of solid fuels of vegetable origin. For biofuel - wood, cereal straw, canary grass, bagasse and others, although for peat of various ages, the analogy is the coincidence ultimate analysis of the solid residue from the initial state to carbon in the process of thermal degradation (pyrolysis) in an inert medium. For caustobioliths - stone and brown coals, the analogy consists of the same as for wood form of the function (O/C) = a (H/C) 2 + b (H/C) in the range from the initial state to carbon. The parameter X is equal to the ratio (H/C)c /(H/C)w, in the initial state of caustobioliths. The current values of the mass fractions of the elements at a given ratio (O/C) can be estimated by accepting for coal (H/C)c = X (H/C)w . The accuracy of the evaluation is higher, the closer the parameter X to 1, in particular for brown coals.
Ключевые слова: ископаемое топливо, биотопливо, термическая деструкция, элементный анализ.
Keywords: fossil fuel, biofuel, thermal destruction, elemental analysis.
Интерес к трансформации ископаемого и биотоплива при нагревании в инертной среде связан с одной стороны со стремлением к повышению эффективности и экологичности сжигания ископаемого топлива и, с другой стороны, использованием торрефикации в технологии производства пеллет (древесных топливных гранул).
Горение твердого топлива в первом приближении можно рассматривать как два взаимосвязанных, но все же различных процесса. Во-первых, это термическая деструкция веществ, составляющих топливо. Деструкция сопровождается изменением элементного состава твердого остатка и выделением летучих. Во-вторых, горение и взаимодействие летучих веществ и продуктов их окисления.
При нагреве частицы в инертной среде компоненты летучих вступают в реакции с образованием различных веществ в зависимости от температуры, давления, наличия или отсутствия катализаторов и других обстоятельств. Процессы же внутри твердого остатка определяются, главным образом, текущим значением температуры и исходным элементным составом топлива, а также временем теплового воздействия. Поэтому можно ожидать, что ход собственно деструкции твердого остатка при горении и нагреве в инертной среде не могут отличаться принципиально. Наблюдение за термодеструкцией в инертной среде существенно доступнее, чем при горении. Поэтому продвижение в понимании процессов термодеструкции в инертной среде важно для совершенствования процессов сжигания твердого топлива. С другой стороны ясное представление о ходе термической деструкции необходимо для оптимизации процесса торрефикации древесины в технологии производства пеллет. Накоплен значительный экспериментальный материал об элементном составе древесины для различных температур и продолжительностей торрефикации, но общего взгляда на проблему не выработано.
В настоящей работе предлагается рассмотреть процессы термодеструкции различных видов твердого топлива (каустобиолитов и биотоплива) под общим углом зрения, использованным ранее для описания термодеструкции древесины применительно к процессу торрефикации [1] и, отчасти, в нескольких более ранних работах.
Важнейшие положения обобщающего подхода сводится к следующему.
Вещество при изобарном нагревании в инертной среде всегда проходит последовательно через одни и те же состояния. Эта идея была сформулирована Ван Кревеленом [2] для описания метаморфизма - геологического процесса последовательного изменения состава и свойств веществ органического происхождения и превращения их в горючие ископаемые в толще земной коры. Графически оно представлено известной диаграммой Ван Кревелена. Аналогично для процесса превращений древесины при термодеструкции в инертной среде предположено существование единственной последовательности комбинаций отношений мольных долей водорода и кислорода в твердом остатке к доле углерода, то есть единственной функции (Н/С) = /О/С). Линия функции (Н/С) = .ДО/С) не имеет пока общепринятого наименования. Она могла бы быть названа кривой метаморфоза или кривой термометаморфоза древесины. Древесина может быть представлена условным веществом с формулой w(C6H9O5). В состав сухой обеззоленной массы древесины входят углерод (массовая доля 49,7%) водород (6,2%) и кислород (44,1 %). На долю азота и серы суммарно приходится около одного процента, и их влияние пренебрежимо мало. Для термически необработанной древесины атомное отношение (О/С) = 2/3; атомное отношение (Н/С) =3/2. По окончании процесса термической деструкции (О/С) = (Н/С) = 0.
На основании обобщения многочисленных опытных данных отечественных и зарубежных исследователей в [1] установлено, что для древесины уравнение (Н/С) = .ДО/С) имеет вид:
(Н/С) = (-
0Д25+(0Д252+4-0,2253-(О/С))0'5)/(2-0,2253). (1) Установив по опытным данным зависимости таких важных теплотехнических свойств твердого
остатка как и¥аа от отношения (О/С), можно
оптимизировать процессы термической деструкции. В частности, в [1] найдена оптимальная степень деструкции древесины при торрефикации.
Первого беглого взгляда на рис. 1 достаточно, чтобы отметить, что останки растительности в начальной фазе процесса превращения в ископаемое топливо претерпевают те же изменения элементного состава, что и древесина в процессе термической деструкции в инертной среде. Однако по достижении состояния бурого угля при значении (О/С) = 0,2...0.25 уменьшение отношения (Н/С) прекращается при продолжающемся уменьшении отношения (О/С). Это означает, что в этой фазе метаморфизма твердый остаток покидало с летучими на каждый моль воды около четырех молей диоксида углерода. Другое бросающееся в глаза обстоятельство состоит в том, что при одинаковом отношении (О/С) никакое из известных твердых ископаемых топлив не имеет элементного состава с отношением (Н/С) меньшим, чем у древесины. Задача исследования состоит в том, чтобы выяснить, как поведут себя при нагреве в инертной среде эти виды твердого топлива с различным составом в исходном состоянии, но объединенные общим происхождением из закончивших свой жизненный цикл растений.
В настоящей работе предпринимается попытка распространить этот подход на другие виды твердого топлива, имеющего биологическое происхождение, независимо от времени, которое прошло с момента прекращения их жизни - несколько секунд или миллионы лет.
На рис. 1 представлена диаграмма Ван Креве-лена, на которой положение различных значков соответствует элементному составу различных видов и разновидностей твердого топлива. Линия 1 представляет собой перемещение точки, соответствующей текущему значению элементного анализа дегидратированной обеззоленной массы древесины
Рассмотрим имеющиеся данные о пиролизе соломы, канареечника, багассы (высушенных отходов производства сахара из сахарного тростника) и других неодревесневевших растений. На рис.2 представлены экспериментальные данные, позволяющие проследить за изменением элементного состава твердого остатка этих растений (большей частью однолетних) от исходного состояния до угольного остатка при нагреве в инертной среде.
Данные об элементном составе стеблей травянистых растений многочисленны, и большинство сведений об элементном составе не обработанных термически стеблей травянистых растений (соломы) группируются вокруг точки с координатами (О/С) = 2/3 и (Н/С) =3/2 с разбросом, не превышающим разброса точек экспериментальных данных при проведении элементного анализа. Данные об элементном составе биоуглей, полученных из соломы различных травянистых растений также хорошо согласуются с расчетом по (1). Одна из точек под .№12 (высушенная барда спиртового производства (ББ08 в англоязычных источниках) заметно отклоняется от линии 1 , это объясняется тем, что эта точка описывает состав не растения в точном
при термической деструкции в инертной среде.
Рис.1. Элементный состав различных видов твердого топлива растительного происхождения. 1 - изменение элементного анализа твердого остатка при термической деструкции древесины, расчет
по (1); 2 - каменные угли различных месторождений Кузнецкого бассейна; 3, 4, 5 - бурые угли Тургайского бассейна; 6 - торф; 7, 8 - горючие сланцы различных месторождений; 9 - древесный уголь;
10 - солома.
значении этого слова, а смесь растительных остатков с одноклеточными грибами. Что касается трех точек из пяти под №13, то в приведенных в [13] опытных данных существенно занижена массовая доля кислорода (37,3%) в элементном составе термически необработанного канареечника. По много-
численным данным других исследователей она составляет 42.. .43%. В тоже время массовая доля углерода (48,6%) и водорода (6,8%), вполне соответствуют данным других исследователей. В среднем элементный состав необработанного канареечника характеризуется точкой №16.
Рис. 2. Изменение элементного состава при нагреве стеблей травянистых растений в инертной среде 1 - расчет по (1); 2 - солома злаковых, льна и биоуголь из них, [3]; 3 - солома, [4]; 4 - солома злаковых, [5]; 5 - солома, [6]; 6 - кукурузные стебли, [7]; 7 - солома (желтая и серая), [8]; 8 - солома зерновых, [9]; 9 - солома, [10]; 10 - солома и биоуголь из соломы пшеницы, риса, багассы, ботвы томатов, [11];
11 - солома и биоуголь из нее [12]; 12 - высушенная барда и биоуголь из нее, [12]; 13 - канареечник, выдержанный при температуре 293К, 503К, 523К, 543К, 563К, [13]; 14 - торрефицированные пеллеты из соломы, выдержанные при температуре 350оС и 550оС, [10]; 15 - кукуруза, сорго, мискантус, [10];
16 - канареечник, [10]
Резюмируя, можно утверждать, что при пиролизе травянистых растений элементный состав твердого остатка изменяется аналогично тому, как это происходит у древесины.
На рис.3 представлены экспериментальные данные об элементном составе различных видов торфа и полученного из него биоугля, в цитируемых источниках называемого иногда коксом или полукоксом. Приведенные данные свидетельствуют, что, как для травянистых растений, изменение элементного состава при нагреве торфа в инертной среде происходит аналогично тому, как это имеет место при нагревании древесины в инертной среде. Существенное отличие от данных об элементном составе травянистых растений состоит в том, что разновидности необработанного термически торфа могут существенно отличаться. Отношение (О/С) природного торфа может находиться в интервале 0,65.0,35. При этом отношение (Н/С) у этих разновидностей всегда оказывается весьма близким расчетному по (1) значению. Это означает, что превращение в природных условиях отмерших
растений в торф сопровождается изменениями элементного состава аналогичными изменениям происходящими с древесным веществом при нагревании в инертной среде.
Две точки под № 9, которые более других отклоняются от линии расчета по (1) принадлежат образцам, названные авторами [17] бурым «тяжелым» и «очень плотным» черным торфом. Эти образцы имеют существенно большие массовые доли углерода Сйа$ = 62,5% и С^= 63,9 % соответственно, в то время как среднее значение этого показателя для различных видов торфа составляет Са = 57,7%. Значение массовой доли водорода составляет = 6,8% и Н^ = 6,5% при среднем для торфа значении На/ = 6,0% [17]. Представляется, что упомянутые образцы являют собой некую переходную форму от торфа к бурому углю со значениями массовых долей компонентов около Сйа = 70% и Н^ = 5,5%. Сведений об изменении элементного состава при термодеструкции такого вида торфа авторам обнаружить не удалось.
t
1,4 у 1,2 -1 — 0,8 - н/ TI 2 — » \г -Р : 't ili
0,6 0,4 -0,2 -0 # ~t/T -J • ч — • к it и fr Л -if 9
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Рис. 2. Изменение элементного состава при нагреве торфа в инертной среде
1 - расчет по (1); 2- торф и биоуголь из него, [14]; 3 - торф, [15]; 4 - кокс из торфа, [16]; 5- торф, [17]; 6 - исходный торф и торф, выдержанный 5 мин. при температурах 350, 450, 550, 650 оС, [18]; 7- торф, выдержанный 20 мин. при температурах 350, 450, 550, 650 оС, [18]; 8 - торф, [19]; 9 -
«тяжелый торф», [17]
Суммируя приведенные опытные данные можно утверждать, что если исходный элементный состав торфа близок к расчету по (1), то дальнейшее изменения состава его твердого остатка при нагревании в инертной среде будут аналогичны изменению состава древесины, точно так, как это происходит и с травянистыми растениями.
Более сложно обстоит дело с каменным и бурым углями, для которых исходный элементный состав в состоянии, в котором они находятся в природе, отличается от состава, предписываемого уравнением (1). Нельзя предположить, что изменение элементного состава углей при пиролизе совпадет с изменением этого показателя у древесины. Рассмотрим эту проблему более подробно.
При известном значении отношения (О/С) значение отношения (Н/С)у для угля в исходном состоянии отличается от значения (Н/С)д, рассчитанного по (1) для древесины. Попробуем предсказать изменение элементного состава углей при нагреве в инертной среде, используя представление о том, что ископаемые угли суть продукт термической деструкции древних растений родственных современным растениям, произрастающим на суше. Введем
параметр X равный отношению (Н/С)у/(Н/С)д. Проследим, как влияет этот параметр на изменение элементного состава твердого остатка при нагреве ископаемого угля в инертной среде.
В табл. 1 представлены данные [20], [21], [22] об элементном составе каменных и бурых углей США, Китая, Монголии и РФ и твердых угольных остатков их пиролиза при различных температурах, а также рассчитанные по этим данным значения отношений (О/С) и (Н/С).
На рис. 3 представлены данные из табл. 1, для которых подобраны значения X для различных углей. Высказанное выше предположение о постоянстве параметра X выполняется более или менее удовлетворительно Можно заметить, что аналогия соблюдается тем точнее, чем ниже содержание углерода в исходном угле.
Образцы под №1 (уголь Beulah Zap, США) и №7 (уголь Багануурского месторождения, Монголия) в исходном состоянии имеют элементный состав близкий к составу продукта термодеструкции древесины, и изменение его в процессе дальнейшей термодеструкции практически совпадает с расчетом по (1).
Таблица 1.
Элементный состав каменных углей и твердых продуктов их пиролиза_
Марка угля. Источник Темпе-ра- тура, К Cdaf Hdaf Ndaf Sdaf Odaf O/C H/C Ad Wr
Beulah Zap [20] 293 64,16 4,78 0,94 1,81 28,32 0,331 0,894 13,92 -
820 71,73 4,42 1,04 1,30 21,44 0,224 0,751
1080 81,61 3,34 1,26 1,20 12,59 0,115 0,49
1220 87,74 2,41 1,29 1,29 7,28 0,062 0,329
Blue #1 [20] 293 74,23 5,48 1,30 0,65 18,35 0,185 0,886 3,29 -
820 78,53 5,30 1,33 0,81 14,02 0,137 0,81
1080 84,97 3,35 1,67 0,64 9,37 0,082 0,473
1220 90,57 2,44 1,61 0,63 4,76 0,0394 0,323
Illinois #6 [20] 293 74,81 5,33 1,48 4,85 13,54 0,135 0,855 9,65 -
820 78,36 5,10 1,57 4,42 10,56 0,101 0,781
1080 86,25 3,43 1,86 3,70 4,75 0,041 0,477
1220 91,85 2,57 1,94 2,62 1,02 0,008 0,336
Pittsburg #8 [20] 293 82,77 5,61 1,74 0,98 8,90 0,081 0,813 4,29 -
820 84,90 5,49 1,80 1,24 6,58 0,058 0,7759
1080 89,83 3,60 2,10 0,84 3,63 0,0303 0,481
1220 93,59 2,60 2,14 0,80 0,87 0,00697 0,334
Pocahontas #3 [20] 293 90,92 4,51 1,34 0,82 2,41 0,02 0,318 11,92 -
820 90,95 4,47 1,28 0,84 2,46 0,0198 0,317
1080 96,62 3,70 1,40 0,70 -2,42 - -
1220 94,43 2,76 1,41 0,52 -1,12 - -
Лигнит1 [21] 293 50,77 3,57 0,79 0,26 14,19 0,21 0,84 11,83 18,6
773 66,4 2,93 0,84 0,62 8,21 0,09 0,53 17,11 3,85
873 64,35 2,46 0,79 0,41 6,16 0,07 0,46 23,40 2,43
Багануурский (Монголия) [22] Уголь 70,00 5,0 0,7 23,7 0,52 0,254 0,85 - -
Кокс 92,8 1,5 1,0 4,2 0,44 0,0339 0,129 - -
Березовский 2БР [22] Уголь 71,0 4,9 0,7 23,1 0,3 0,244 0,82 - -
Кокс 92,2 1,6 0,3 5,7 0,16 0,0463 0,208 - -
Кузнецкий Д [22] Уголь 74,3 4,92 2,15 17,7 0,4 0,179 0,79 - -
Кокс2 94,05 1,43 1,19 3,12 0,21 0,025 0,182 -
Примечания. 1. В работе [21] величины относятся к воздушно сухой массе топлива. 2. Среднее значение для трех проб.
Образцы №2, №3 и №8 имеют близкие элементные составы в исходном состоянии, и изменения состава у них происходит практически одинаково. Значения параметра X для них практически совпадают, хотя получены обработкой экспериментальных данных разных авторов для углей из месторождений разных континентов. Для образцов №4 и №5 характерен больший разброс экспериментальных точек. Это связано с тем, что массовая доля кислорода по стандартной методике нахо-
процентах долей всех остальных элементов, определяемых непосредственным измерением. При приближении доли кислорода к нулю это приводит к резкому увеличению относительной погрешности ее определения. Особенно сильно это проявляется при (О/С)< 0,02. Так, для образца №б для двух точек из четырех авторами цитируемой работы были определены физически невозможные отрицательные значения содержания кислорода.
дится вычитанием из 100% суммы выраженных в
инертной среде
1 - Beulah Zap [20]; 2 - лигнит [21]; 3 - Blue #1 [20]; 4 - Illinois #6 [20]; 5 - Pittsburg #8 [20]; 6 - Pocahontas #3 [20]; 7 - уголь Багануурского месторождения (Монголия) и уголь 2БР Березовского месторождения (Красноярский край) [22]; 8 - Кузнецкий Д [22]
Относительно малое число испытанных разно- элементного состава для каждой разновидности де-видностей угля и малое число точек определения лают картину менее выразительной. Тем не менее,
^8_
тенденция проявляется отчетливо. Очевидно, можно утверждать, что линии термического метаморфоза каменных углей аналогичны линии термического метаморфоза древесины с поправкой на величину X. Заметное при внимательном рассмотрении отличие угла наклона линии X=const и линий, соединяющих опытные данные, за недостатком данных не может быть рассмотрено для получения более точных соотношений. Обработка опытных данных показала, что для каустобиолитов - бурых и каменных углей аналогия состоит в одинаковой c древесиной форме функции зависимости (0/C)=a(H/C)2 + b(H/C) в интервале значений от исходного состояния до углерода. Однако для окончательной формулировки недостаточно экспериментального материала.
Приведенные опытные данные убедительно показывают, что изменение элементного состава сухой обеззоленной массы топлива растительного происхождения, включая древесину, солому травянистых растений и торф, при термодеструкции происходит по линии, определенной соотношением (1).
Изменение элементного состава сухой обеззо-ленной массы каменных и бурых углей, также являющихся топливом растительного происхождения, происходит аналогично с поправкой на исходное отличие значение отношения (Н/С)у к предписываемому для известного значения (О/С) соотношением (1) значению (ШС)д. Численные значения отношения (О/Н)у могут быть оценены для заданного отношения (О/С) как произведение отношения (ШС)д, рассчитанного по (1), и параметра X для данного вида угля. Точность оценки тем выше, чем ближе значение X к 1, то есть для бурых углей.
Отметим, что вопрос пиролиза горючих сланцев не описывается предложенной моделью, и должен рассматриваться отдельно. Это объясняется иным происхождением сланцев, в которых горючая часть обязана своим происхождением не наземным растениям, а водорослям и низшим одноклеточным и многоклеточным водным живым существам.
Список литературы
1. Левин А.Б., Малинин В.Г., Хроменко А.В, Афанасьев Г.Н. Изменение теплотехнических свойств древесины при торрефикации // The scientific heritage (Budapest, Hungary), No 19(19), Vol.1, 2018. P. 47-59.
2. Van Krevelen D.W., Shuyer J. Coal science -Amsterdam, Princeton N.J.: Elsevier Pub. Co., 1957, 352 p.
3. Aqsha A., Tijani M. M. & Mahinpey N. Catalytic pyrolysis of straw biomasses (wheat, flax, oat and barley straw) and the comparison of their product yields // WIT Transactions on Ecology and The Environment, Vol 190, 2014. www.witpress.com, ISSN 1743-3541 (on-line).
4. Василевич С.В., Дмитриев Г.М., Кожурин В.Н., Малько М.В. Исследование термохимической конверсии биомассы для получения различных видов топлив. International conference "Eenergy of Mol-
dova - 2012. Regional aspects of development", October 4-6, 2012 - Chisinau, Republic of Moldova с. 32430.
5. Передерий С. Солома для денег или деньги из соломы // «Леспромиформ», № 4 (70), 2010. С.148 - 150.
6. Торбен С. Производство энергии из соломы. Положение, технологии и инновации в Дании. Tjele: Agro Business Park A/S - 2010, 40 с.
7. Li K., Zhang L., Zhu L, Zhu X. Comparative study on pyrolysis of lignocellulosic and algal biomass using pyrolysis-gas chromatography/mass spectrome-try// Bioresource Technology 234 (2017) 48-52.
8. Касьянов А.С. Энергетический потенциал соломы как биотоплива//Инженерный вестник Дона, том 28, выпуск 1, 2014. С.27.
9. Родькин О. И. Технологические аспекты использования соломы в качестве биотоплива // Экологический вестник, 2015, № 3 (33) С. 37 - 43. Солома как энергетическое топливо: возможные решения проблем, возникающих при производстве и сжигании гранулированной соломы и других отходов растениеводства
10. Исьемин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Михалев А.В. , Зорин А.Т., Солома как энергетическое топливо: возможные решения проблем, возникающих при производстве и сжигании гранулированной соломы и других отходов растениеводства// «Новости теплоснабжения» № 3 (115) 2010 г., http ://www. ntsn. ru/
11. ENC. Slichning Energyeonderzoeck Centrum, Nederland. Phillis 2. https://www.ecn.nl/phyl-lis2/Browse/Standard/ECN-Phyllis.
12. Kern S., Halwachs M., Kampichler G., Pfeifer G., Proll T., Hofbauer H. Rotary kiln pyrolysis of straw and fermentation residues in a 3 MW pilot plant -Influence of pyrolysis temperature on pyrolysis product performance// Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 97 (2012) 1-10.
13. Bridgeman T.G., Jones J.M., Shield I., Williams P.T. Torrefaction of reed canary grass, wheat straw and willow to enhance solid fuel qualities and combustion properties// Fuel 87, (2008), 844-856
14. Геблер И.В., Карпенко И.С. Кокс из торфа Таганского болота// Известия Томского ордена Красного знамени политехнического института им. С.М. Кирова.- том 64, 1948. С. 295 - 299.
15. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998.
16. Карышев И. Торфяной кокс как лучшее и самое дешевое современное топливо. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: типография А.С. Суворина, 1901. С.33.
17. Менделеев Д.И., Егоров К. Бурый уголь и торф. СПб.: Энциклопедический словарь «Брокгауз и Ефрон», т. 34а. С.533.
18. Sutcu H. Pyrolysis of peat: Product yield and characterization// Korean J. Chem. Eng., 24(5), 2007. Р. 736-741 торф выдержанный 5 мин. при температурах 350, 450, 550, 650 оС торф выдержанный 5 мин. при температурах 350, 450, 550, 650 оС.
19. Homell Ch. Thermochemical and Catalytic Upgrading in a Fuel Context: Peat, Biomass and Al-kenes/ Dissertation. Royal Institute of Technology, Department of Chemical Engineering and Technology. Stockholm, 2001. P. 48.
20. Hambly E. M. The Chemical Structure of Coal Tar and Char During Devolatilization. A Thesis Presented to the Department of Chemical Engineering Brigham Young University, 1998. P/ 41, 51.
21. Xu Y., Zhang G., Chen L., Ding X. and Zhan Y. Pyrolysis Products Properties from Lignite// Asian Journal of Chemistry; Vol. 25, No. 9 (2013), 48284832.
22. Исламов С.Р. Энерготехнологическая переработка угля / С.Р. Исламов. - Красноярск: Поли-кор, 2010. - 224 с.
АНАЛ13 МЕДИЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ НА БА31 3rOPTKOBOÏ НЕЙРОННОÏ МЕРЕЖ1
Добровська Л.М.,
Доцент кафедри бюмедично'1 юбернетики, к.т.н., доцент НТУУ «Кшвський полтехнгчний iнститут 1мет 1горя Сжорського»
Х1м1чук А.Ю.
студент кафедри бюмедично'1 тбернетики НТУУ «Кшвський полiтехнiчний тститут iменi 1горя Скорського»
MEDICAL IMAGE ANALYSIS USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORKS
Dobrovska L.,
Associate Professor of the Department of Biomedical Cybernetics, Ph.D, Associate Professor
NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Khimichuk A.
student, Department of Biomedical Cybernetics NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Анотащя
Розроблено та дослщжено класифшатор стадш дiабетичноi ретинопатп шляхом аналiзу бюмедичних зображень, отриманий на основi Згортковоi нейронноi' мережт При його проектуванш необхвдно визна-чити оптимальну структуру мережт Дослiджено можливiсть ii застосування у медичнш вiзуалiзацii при дiагностицi дiабетичноi ретинопатп.
Abstract
The classifier of stages of diabetic retinopathy was developed using Convolutional Neural Network and investigated by analyzing biomedical images. It is necessary to determine the optimal structure of the network. The possibility of its application in medical imaging in the diagnosis of diabetic retinopathy has been explored.
Ключов1 слова: класифшатор, нейронна мережа, згорткова нейронна мережа, пвдтримка прийняття ршень
Keywords: Deep learning, Convolutional neural network, Massive-training artificial neural network, Com-puteraided diagnosis, Medical image analysis, Classification
Використання Машинного навчання (MН) швидко поширюеться областi медично! вiзуалiзацii, включаючи автоматизовану дiагностику (СППР), радiотехнiку та аналiз медичних зображень. Шдоб-ласть MН, що недавно виникла, в сферi комп'ютер-ного зору та отримала назву - глибоке навчання, стала популярною в багатьох сферах.
Машинне навчання на основi зображень мае довгу юторш, але останнiм часом отримало ши-року популярнiсть завдяки використання «глибо-кого навчання», що охоплюе рiзнi моделi (в тому числi i Згорткову нейронну мережу).
1. Вступ
В останш роки дослiдники визнали нейроннi мережi (НМ) як шструмент для вирiшення багатьох проблем, пов'язаних з бюмедициною та системою охорони здоров'я. Серед напрямiв застосування НМ в системi охорони здоров'я можна видiлити такi: об-робка бюмедичних сигналiв, дiагностика захворю-вань, допомога медичним системам пiд час шдтри-мки прийняття рiшень.
Нейроннi мережi здатнi вивчати зв'язок мiж вь дображенням вхiд-вихiд на заданiй вибiрцi даних без будь-яких попереднiх знань або припущень про статистичний розподш даних. Ця здаттсть до навчання на даних без будь-яких апрюрних знань ро-бить НМ придатною розв'язувати практичнi за-вдання класифжацп. У багатьох бiомедичних дода-тках завдання класифiкацii формують важливу i невiд'емну частину. Крiм того, НМ за своею суттю е нелшшними, що робить !х б№ш практичними для точного моделювання складних об'ектiв (або структур) даних.
Нейроннi мережi застосовують у багатьох проблемах реального свггу, включаючи бюмедицину, щоб перевершити при аналiзi даних статистичнi класифжатори.
Область використання машинного навчання в медичнiй вiзуалiзацii швидко розширюеться [1-6], включаючи автоматизоване виявлення i дiагнос-тику [7-9], медичний аналiз зображень. Це пов'я-
