CC BY
19C.П. Бюик, А.В. Широков, О.А. Слившський, О.М. Арютархов // Вюник НТУ «ХП1». CepiH: Машиноз-навство та САПР. Харк1в: НТУ «ХП1», 2019. № 7 (1332) 2019. С. 13-17. DOI: 10.20998/20790775.2019.7.03
30. Slyvinskyy O. А., Y. Chvertko, Bisyk S. P. Effect of welding heat input on heat-affected zone softening in quenched and tempered armor steels // High Temperature Material Processes / Begell House. 2019.№23(3). Р. 239-253. DOI: 10.1615/HighTempMatProc.2019031690
31. Slyvinskyy O. А., Bisyk S. P., Tonkushina K.
D. Analysis of phase transformations in heat-affected welding zone of alloyed high-strength steels // Технологические системы. Ки!в: ООО «Компания «Индустриальные технологии». 2019. №1(86)/2019.С.50-59. DOI: http://dx.doi.org/10.29010/086.7
32. Davydovs'kyi, L.S., Bisyk, S.P., Chepkov, I.B. et al. Alternatives of Energy Absorption Element Design Parameters for an Armored Combat Vehicle Seat Under Explosive Loading. Strength Materials (2019), №6. https://doi.org/10.1007/s11223-020-00140-7
33. Bisyk S., Davydovskyi L., Hutov I., Slyvin-skyi O., Aristarkhov O., Lilov I. Comparison of Numerical Methods for Modeling the Effect of Explosion on Protective Structures. Trans & Motauto World. 2019. Vol. IV, No.1/2019 P. 20-23
34. Bisyk, S.P., Korbach, V.G., Davydovskyi, L.S. et al. Assessment of the Armor Plate Response to the Blast Action of Differently-Shaped Charges in Air and in a Metallic Container. Strength Mater 52, 900907 (2020). https://doi.org/10.1007/s11223-021-
00243-9
35. Бюик С.П., Давидовський Л.С., Телепа М.В., Нагорський О.Г., Бюик С.В., Новосад А.А. Огляд математичних моделей оцшки napaMeTpiB ударно! хвилi вибуху зaрядiв вибухово! речовини // Озброення та вiйськовa технiкa : щокв. наук.-техн. журн. / ЦНД1 ОВТ ЗСУ. 2021. №1 (29). С. 77-84. DOI: https://doi.org/1034169/2414-0651.2021.1(29).77-84
36. Бiсик С. П., Корбач В.Г., Давидовський Л.С., Нагорський О.Г., Арютархов О. М., Котляренко А.А. Оцшка реакцп броньово! пластини до ди вибуху зaрядiв рiзно! форми та при розмщеш !х у металевому контейнерi. Проблеми мiцностi. Ки!в, 2020. № 6. С. 91-99. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-020-00140-7.
37. Бюик С.П., Чернозубенко О.В., Схабиць-кий В.Р., Слившський О.А., Ханюков В.А. Числове моделювання пробиття гомогенно! перешкоди ударниками з рiзною формою головно! частини // Озброення та вшськова технiкa. - 2017. №2 (14). -С. 17-22.
38. Бюик С.П., Чернозубенко О.В., Слившський О.А., Схабицький В.Р. , Корбач В.Г. Порiв-няння ефективностi пiдходiв до числового моделювання пробиття ударником гомогенно! перешкоди // Озброення та вшськова техшка. - 2017. - №3 (15). - С. 8-15.
39. Skrlec A. Estimating the Strain-Rate-Dependent Parameters of the Cowper-Symonds and JohnsonCook Material Models using Taguchi Arrays // Journal of Mechanical Engineering. - 2016. - 62 (4). - P. 220230.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВЫХ ТИРИСТОРОВ
ТАБЛЕТОЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ
Кириллов И.В.
АО «УАПО», инженер-конструктор Апальков Р.Г. АО «УАПО», инженер-схемотехник Рахманов И. НИУМЭИ, студент Попиль С.В. НИУ МЭИ, студент
COMPARATIVE ANALYSIS OF COOLING SYSTEMS FOR TABLET POWER THYRISTORS
Kirillov I.
JSC "UAPO", design engineer Apalkov R. JSC "UAPO", circuit engineer Rakhmanov I. NRUMPEI, student Popil S. NRU MPEI, student
Аннотация
Настоящая работа посвящена разработке концепции канальной жидкостной системы охлаждения силовых тиристоров и диодов таблеточной конструкции. Гипотеза настоящего исследования сводится к утверждению о том, что канальные жидкостные системы охлаждения являются наиболее оптимальным
вариантом с точки зрения эффективности, технологичности, а также экономической точки зрения. Методом настоящего исследования выступает итерационное моделирование, моделирование с проведением множества итераций расчётов с целью получения оптимума результатов модели.
Abstract
This work is devoted to the development of the concept of a channel liquid cooling system for power thyristors and diodes of a tablet design. The hypothesis of this study boils down to the statement that channel liquid cooling systems are the most optimal option in terms of efficiency, manufacturability, and economic point of view. The method of this study is iterative modeling, modeling with a set of iterations of calculations in order to obtain the optimal results of the model.
Ключевые слова: Comsol Multiphysics, концепция канальной системы охлаждения, силовые тиристоры, отвод теплоты от электронных приборов.
Keywords: Comsol Multiphysics, the concept of a duct cooling system, power thyristors, heat removal from electronic devices.
В настоящем исследовании представлена концепция канального жидкостного охлаждения. В качестве источников тепла, которые необходимо охлаждать и поддерживать в определённом диапазоне температур, выступают силовые тиристоры с рабочим напряжением до 1200 Вольт (SKT 1200) [1].
Поскольку охлаждение силовых тиристоров как таковых лишено всякого смысла, в настоящей
работе рассмотрена сборка из шести вышеупомянутых тиристоров.
Предлагаемая в данной работе концепция системы охлаждения основывается на применении такого конструктивного элемента, как шина-охладитель. На рисунке 1 и на рисунке 2 продемонстрирован экземпляр такой детали концепта системы охлаждения.
Рисунок 1 Шина-охладителъ
Рисунок 2 Шина-охладителъ, вид сверху
Шина-охладитель снабжена множеством отверстий. Толщина этой шины, вкупе с остальными шинами в сборке системы охлаждения и изоляционными прокладками между ними и задают охлаждающие каналы, по которым течёт дистиллированная вода. Нетрудно видеть, что от диска шины отходит пластина. В сущности своей, эта пластина
и является шиной в электротехническом смысле этого слова. Сам же диск также проводит электрический ток, но он ещё и выполняет роль радиатора.
На рисунке 3 и на рисунке 4 продемонстрирована изоляционная прокладка концепта системы охлаждения.
Рисунок 3 Изоляционная прокладка концепта системы охлаждения
Рисунок 4 Изоляционная прокладка концепта системы охлаждения, вид сверху
Поскольку, в настоящей работе идёт речь об охлаждении полупроводниковой сборки, - каждый силовой электронный прибор должен быть электрически изолирован от остальных таких же приборов, потому как в противном случае возникает короткое замыкание этих приборов друг на друга. Именно по этой причине в конструкции концепта
системы охлаждения в рамках данной работы была внедрена изоляционная прокладка.
В собранном виде, детали системы охлаждения и сами тиристоры образуют концепт трёхфазного выпрямителя, который имеет жидкостное охлаждение дистиллированной водой. Этот концепт изображён на рисунке 5.
Рисунок 5 Концепт канальной жидкостной системы охлаждения
На рисунке 5 отчётливо видно, что концепт системы охлаждения, изображённый на нём, обладает конструкцией модульного типа. Это означает, что используя настоящую системы охлаждения, существует возможность сборки не только трёхфазного выпрямителя, но и множества других полупроводниковых устройств.
Также, на рисунке 5, в правой его части, изображено сечение концепта системы охлаждения. Это сечение даёт понимание о месте расположения тиристоров, охлаждающих каналов, а также понимание о циркуляции хладагента по контуру охлаждения.
Следует заметить, что контактное нажатие, столь важное для обеспечения малых значений контактных сопротивлений в местах электрических контактов трёхфазного моста, обеспечивается распорочным болтом, который нетрудно видеть в правой части рисунка 5, под нижней трубой контура охлаждения.
Для оценки работоспособности в первом приближении были использованы формулы 1-5. Среди них уравнение Ньютона-Рихмана [2], коэффициент теплоотдачи, Число Нуссельта для турбулентных потоков [3], Число Пекле, а также расход хладагента в канале, соответственно.
Ро = а$(^-ад (1)
Где:
Р0 — Отводимая каналом энергия а — коэффициент теплоотдачи канала S — площадь поверхности теплоотдачи канала (площадь боковой поверхности цилиндра) ^ — температура канала А0 — температура среды
Выражение для расчёта коэффициента тепло-
— коэффициент динамической вязкости хладагента при температуре стенки канала
е — коэффициент изменения рассеяния тепла вдоль канала
Число Пекле:
Pe =
отдачи:
Где:
4G • Cp • l nd2!
(4)
a =
Nu!
(2)
Где:
Ыи — число Нуссельта
Я — коэффициент теплопроводности хладагента
d — эквивалентный диаметр
G — расход хладагента в канале Ср — удельная теплоёмкость хладагента 1 — длина канала d — эквивалентный диаметр Я — коэффициент теплопроводности хладагента
Выражение для расчёта числа Нуссельта:
1
Где:
Ре — число Пекле
(3)
d — эквивалентный диаметр 1 — длина канала
Иц — коэффициент динамической вязкости хладагента при температуре хладагента
Расход хладагента в канале:
(5)
G = рш-
4
Где:
р — плотность хладагента ш — скорость течения хладагента в канале После успешной оценки эффективности концепта системы охлаждения, было проведено его моделирование. Результаты моделирования представлены на рисунках 6 и 7.
Рисунок 6 Моделирование нагрева одного модуля концепта системы охлаждения
Рисунок 7 Моделирование нагрева одного модуля концепта системы охлаждения, вид сверху
На рисунках 6 и 7 изображена картина температурного распределения по одному из модулей концепта системы охлаждения. Моделирование всей конструкции технически невозможно на специально неподготовленных ЭВМ ввиду недостатка их вычислительной мощности.
Как можно заметить, температура нагрева модуля концепта системы охлаждения не превышает 74 градусов по шкале Цельсия, что удовлетворяет требованиям эксплуатации подобного рода изделий [4].
Список литературы
1. Semikron: сайт производителя на английском языке [электронный ресурс]
2. https://www.semikron.com/
3. Курбатов П.А. Электрические аппараты учебник и практикум для академического бакалавриата 2018. 247 с.
4. Суслов В.А. Тепломассообмен: учеб. пособие / СПбГУПТД ВШ ТиЭ. СПб., Часть 1 2016. -98с
5. ГОСТ 8865-93 [электронный ресурс]
THE USE OF AMARANTH FLOUR IN THE PRODUCTION OF NOODLES
Xia Shenshen
master student of the Faculty of Food Technology Sumy National Agricultural University of Ukraine;
Melnyk O.
Asociate Professor Technology of Nutrition Department Sumy National Agricultural University of Ukraine;
Sereda O.
Assistant Technology of Nutrition Department Sumy National Agricultural
University of Ukraine
Abstract
Recently, amaranth seeds are called the grain of the 21st century. Amaranth seeds contain a large amount of iron, calcium, magnesium, phosphorus and potassium, which are one of the important elements in the diet of pregnant women and diets in the treatment of diseases of the nervous and musculoskeletal systems.
Amaranth seeds are characterized by a high content of vitamins B and A, E and C, their content is twice as high as in fiber and oat bran. Therefore, amaranth flour is widely used in food production.
We investigated the effect of amaranth flour on the properties of noodles to increase the nutritional value of the product and develop recommendations for their production
Keywords: amaranth powder, drying, cooking, nutritional value, noodles.
Amaranth is classified as a pseudo-cereal grain, meaning it is not technically a grain like wheat or oats, but it has a comparable nutrient profile and can be used in a similar way. Its nutty flavor perfectly complements a variety of dishes: cereals, curries, salads, sweet and savory pastries. This nutritious grain is gluten free and rich in highly digestible protein, fiber, trace minerals and antioxidants. Amaranth flour is rich in calcium, magnesium, iron, cretinoids and fiber. In addition, the content of vitamins A, B, C and E is twice that of oat bran. It also contains high-quality, easily digestible protein, which is twice as large as in wheat or corn. 100 g of amaranth contains 14 g of pure protein, which is 20% of the daily protein intake for an adult.
Plant lectin ACA (Amaranthus caudatus aggluti-nin) is a plant lectin that exists in amaranth seeds and is a storage protein. It was originally recognized as a protein with high nutritional value in South America [1].The lectin is rich in essential amino acids such as lysine, tryptophan and some other sulfur-containing amino acids. It is a protein with high nutritional value, and compared with the standards of essential amino acids recommended by the World Health Organization for different proteins, The amino acid composition of ACA protein is in line with human requirements for essential amino acids. The experimental results of feeding the purified ACA protein in vitro show that it has a high inhibitory or toxic effect on the tested aphids [2]. It plays
an important role in the specific recognition of tumor cells, tissue identification and tumor treatment.
Amaranth contains 18 kinds of amino acids, including 8 kinds of amino acids that are necessary for the human body, E/E + N = 41,6%, E/N = 0,71, which is close to the E/E + N = 40% proposed by WHO/FAO[3]. The reference protein model whose E/N should be above 0,6. Comparing the essential amino acids in amaranth with the 1973 WHO/FAO essential amino acid scoring model, it can be seen that the sulfur-containing amino acid in amaranth is the first restricted amino acid, threonine is the second restricted amino acid, and the remaining amino acids are closer to the scoring model[4].
Amaranth is rich in calcium that is easily absorbed by the body, which can promote the growth of teeth and bones, and can maintain normal heart activity and prevent muscle spasms (cramps). It is rich in iron, calcium and vitamin K, which can promote blood coagulation, increase the content of hemoglobin and increase oxygen carrying capacity, and promote hematopoiesis and other functions. It is also the protagonist on the table for weight loss. Regular food can help you lose weight, promote detoxification, and prevent constipation[5].
Amaranth processed products are widely used in food production (bread, confectionery, culinary products, food concentrates).
Since noodles are a popular product among the population, because they are well saturated and have
