Kozytskyi S.V., Kiriian S.V. Self-organization of nano-sized metal-containing lubricant additives
DOI: 10.31653/smf44.2022. 5-19
Abstract
The analysis of the transshipment of grain products through the sea-ports of Ukraine and their further transportation by sea transport vessels was carried out. The statistical data of the elevator capacities of the main ports of the Azov and Black Seas, as well as the transportation of their products to the countries of Africa, Europe and Asia are given. It has been determined that almost half of the agricultural products produced in Ukraine is an export potential that now needs to be realized in order to prevent hunger in the world and ensure the inflow of foreign currency into Ukraine - this is facilitated by the support of the UN and Turkey in the opening and operation of "grain corridors" through domestic Black Sea ports. On the example of the development of the agro-industrial complex, it has been proved that in the current conditions of the socio-economic development of Ukraine, the production and further sale of grain by sea transport are the most important tasks. Therefore, research and search for ways to improve the economic efficiency of the functioning of the grain production chain – transportation to the seaports of Ukraine – transporta-tion by sea to foreign ports are especially relevant today. There is also a growing need for an integrated approach to the formation of new mobile small and efficient enterprises engaged in the production of animal feed. Based on the statistical data of world grain producers and logistics com-panies Alletch, Milagres, Strategyie Grains, Toepfer International, the dynamics has been studied and a predictive model of the world maritime grain traffic has been developed. It is shown that the mobilization and use of significant available reserves of the elevator industry of Ukraine will increase the production of high-quality and cheap basic types of food by 2.5…3 times, form the necessary fund of food products to further meet the needs of the domestic market and create their powerful export potential. The data of experts are given, according to which the export potential of only agricultural enterprises of the Azov region is 3.2…3.5 million tons of cargo. It is shown that it is impossible to store all this product in the Ukraine, it must be exported to consumers around the world, primarily to Africa and Asia. The global market for grain and feed products has been analyzed, according to which, by the end of 2022, grain production in Europe and Ukraine, as its component, will be reduced by 10 %. At the same time, the volumes of transportation of grain cargo through the sea-ports of Ukraine over the past seven years were analyzed. Based on this, it was found that more than 90 % of grain cargo is transported by sea transport vessels. In this regard, recommendations have been developed to restore and increase the export potential of grain by the seaports of Ukraine, which can increase by 1…2 million tons.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 20-27
Kozytskyi S.V., Kiriian S.V.
Abstract
Recently, significant improvement in the tribological performance of lube oils has been achieved with the application of nano-sized metallic powders. Metal oxide nanoparticles form self-repairing, ultrastrong and ductile, antiwear and antifriction adhesive tribo-coats, characterized by excellent tribotechnical characteristics. This paper presents a study of self-organization in nonequilibrium systems and its tribological applications.
Practically all nanosystems are thermodynamically unstable; they are developed under conditions far from equilibrium. Substantial disequilibrium allows for spontaneous nucleation, while external action stops the growth and aggregation of the formed nanoparticles. Тhe nonequilibrium thermodynamic system loses stability when significant deviating from the equilibrium state, and then small fluctuations can lead to self-organization resulting in the formation of new spatial and time structures that do not develop at the equilibrium.
The formation of protective coatings on the rubbing surfaces from the nanoparticles has been explained by the ongoing nonequilibrium processes occurring in open thermodynamic systems. Under the load, metallic nanopowders, dispersed in lubricating fluids, form antiwear surface protective tribofilms of superior strength and enhanced ductilityю The formed films exhibit high elasticity and ductility in a contact zone with the operating medium. Wear-resistance of interacting surfaces increases from 4 to 20 times (depending on the operating conditions) compared to micro-sized MoS2 crystals due to the physical adsorption of MoS2 particles caused by Van der Waals forces, and due to the mechanical implantation of nano-sized MoS2 crystals into the metal surfaces. Similar results are observed for molybdenum and tungsten (MoW2) coatings 4 nm thick. The operational reliability of the frictional units, determined by the self-restoring tribocoats, has been explained by self-organization of nanopar-ticles of metal oxides on the friction surfaces for an account of dissipated energy under load.
Keywords: nanoparticles, specific surface energy, nonequilibrium system, self-organization, self-restoring tribofilm.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 28-35
Abstract
A method of analyzing fuel injection parameters in diesel engines with an additional power supply system is proposed. On the basis of the proposed equations, the possibility of taking into account the features of alternative fuel injection parameters has been proved.
It has been proved that to ensure smooth operation of a diesel engine running on low-cetane fuel, in the start-up mode, the necessary parameters of injection and ignition are achieved with the help of parallel operation of the vortex evaporator-mixer;
Electromagnetic and electrodynamic drives of the nozzle needle allow to obtain the specified injection speed of small cycle feeds (up to 12-18 mm3/cycle) and the quality of spraying in the range of the average volume diameter of drops within 15-20 microns.
In case of using a separate double supply by a cam-driven plunger pump in volumes of 80 mm3/cycle and more, the first dose of 30-40 mm3/cycle should be injected into the intake manifold or at the beginning of the compression process in the cylinder.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 36-44
Abstract
The direct contribution of marine refrigeration systems to anthropogenic greenhouse gases emission is discussed in the study. A review of the annual leakage rate of refrigerants from marine refrigeration systems is presented. The prospect of low-GWP refrigerants for marine refrigeration systems is considered. The approaches of decrease the direct contribution of marine refrigeration systems to total greenhouse gases emission are discussed.
Keywords: Refrigerant, Greenhouse Gas (GHG), Refrigerant Leakage, Global Warming Potential (GWP)
DOI: 10.31653/smf44.2022. 45-52
Abstract
The study of changes in the structure and strengthening of carbon α-martensite under different conditions of frictional loading, including at low (up to -196°С) temperatures.
These structural changes have a significant impact on the safe and controlled use of various modes of friction loading. This, in turn, affects the durability, reliability and performance of the “shaft-plain bearing” connections.
A systematic study of the structural factors that determine the wear resistance of iron alloys is the scientific basis for the development of effective methods for thermal, deformation and combined processing of steels and cast irons, as well as recommendations for optimizing the composition and structure of materials for wear parts of machines and devices, and also a tool.
It is shown that in high-alloy carbon-containing iron alloys (high-speed steels, high-chromium steels and cast irons) the metastable structures of high-carbon martensite and residual austenite have a higher resistance to adhesive and abrasive wear compared to the stable structures of highly tempered martensite hardened with special carbides.
It is shown that short-term annealing of thin-lamellar pearlite, which does not change the morphology and fineness of the carbide phase, but eliminates the excess carbon content in ferrite and the increased imperfection of cementite, causes a decrease in the ability to harden during friction and a sharp decrease in the wear resistance of hypereutectoid and eutectoid steels. In this case, there is a violation of the Hall-Petch type relationship between the tensile strength or fracture stress and the value of the interlamellar distance in pearlite.
The influence of the carbon content in martensite, the presence of residual austenite and carbide phases on the wear resistance and deformation hardening during various types of wear of carbon, low-alloy and cemented steels is shown.
A positive effect on the wear resistance of dynamic deformation aging of tetragonal martensite and deformation transformation of metastable residual austenite has been established, which can be effectively used to increase the resistance to adhesive and abrasive wear of highly alloyed alloys that contain a significant amount of special carbides in the structure.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 53-63
Abstract
The publication is devoted the decision of an actual problem increase efficiency operation of ship diesel engines by perfection processes greasing of cylinders.
The outcomes bench and service tests of existing systems of lubrication of barrels of ship long-stroke diesel engines аre submitted. The main lacks of process of motion of oil in a system are established, and the characteristics of this process are determined.
Keywords: ship diesel engine, greasing system, greasing channel, greasing process, cylinder, piston, a piston ring.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 64-70
Реферат
В навчальному машино-котельному відділенні національного університету «Одеська морська академія» використовується аварійний дизель-генератор від компанії Kohler у морському виконанні. Однак для використання в ряді дисциплін, зокрема «Технічне обслуговування, діагностика та ремонт суднових технічних засобів» він не придатний, оскільки не має можливості виводу основних параметрів для віддаленого управління та контролю.
В роботі аргументовано доведено необхідність модернізації системи управління за рахунок використання сучасного обладнання з можливістю відображення технологічного процесу в реальному часі за допомогою мобільних пристроїв.
Розроблена структурна схема модернізованої системи управління та контролю параметрів аварійного дизель-генератора в лабораторних умовах, а також здійснено вибір обладнання, зокрема програмованого логічного контролеру з вбудованим Web-сервером від компанії Phoenix_Contact. Розроблено фрагмент інтерфейсу обміну інформацією між аварійним дизель-генератором і мобільним пристроєм в програмному середовищі PLCNEXT ENGINEER.
Проведені випробування довели можливість використання обраного обладнання для відображення в реальному часі процесів, які відбуваються при роботі аварійного дизель-генератора.
Ключові слова: аварійний дизель-генератор, система віддаленого управління та контролю, Kohler, Phoenix_Contact, EduNet, PLCnext Control.
DOI: 10.31653/smf44.2022. 71-78
Реферат
У статті представлено опис побудови моделі втомного руйнування, що поєднує стадії утворення та зростання тріщини в елементах суднових конструкцій з концентраторами напруг.
Отримані результати підтверджують висловлені міркування про те, що при знакозмінному пружно-пластичному деформуванні використання в якості матеріалу для виготовлення обладннання меньш міцного металу, не може підвищити опору малоциклової втоми. Більше того, використання металу з дуже низькою межею плинності може призвести до істотного зниження довговічності композиції. Експерименти також показують, що зародження руйнування в металі, якщо судити про нього з моменту появи тріщини довжиною 1-2 мм, настає значно раніше, ніж слід було очікувати відповідно до тео-рії Менсона-Коффіна.
Також у статті показано що при відповідному підборі компо-зиційних пар можна уникнути знакозмінного пластичного дефор-мування в зразках для випробування.При цьому, однак, метал цього шару може відчувати пружне повторно-статичне деформування з деякою асиметрією циклу.
Дослідження впливу асиметрії циклу на опір зародження руйнування проводили на зразках Гросса-Стаута.
У статті показано що при визначенні значення параметра зі збільшенням товщини зразка та зростанням числа циклів до руйнування пояснюється переходом виду напружено-деформованого стану в зразках у вершині концентратора від плоского напруженого стану до плоскої деформації.
У повному обсязі розкрито порівняння розрахункових значень ефективного коефіцієнта концентрації напруги з експериментальними даними, наведеними в літературі, виконано їх зрівняння та показано їх досить гарну згоду для сталей різних класів. А також представлено порівняння експериментальних даних з розрахунковою кривою на межі втоми залежно від радіуса кругового отвору в плоских зразках із сталі 10Х13.
Ключові слова: комп'ютерне моделювання, руйнування втоми, мікро та макропластичні деформації, зварний шов, дефекти, тріщиностійкість.
International scientific and technical conference on: "Navy and River Fleet: Operation and Repair" - in March.
Scientific and technical conference of young researchers "Ship power plants: operation and repair" - in November.
Введіть свій логін та пароль
Введите свои данные и создайте аккаунт
