Yaropud V. Mechanical and technological bases of the processes of ensuring the microclimate of piggery premises

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Science (DSc)

State registration number

0525U000221

Applicant for

Specialization

  • 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

15-05-2025

Specialized Academic Board

Д 58.052.02

Ternopil National Technical University named after Ivan Puluj

Essay

The dissertation solves a scientific and technical problem - increasing the efficiency of the functioning of technical and technological support for the microclimate of pig farms by substantiating the concept and parameters of adaptive mechatronic systems of energy-saving technical means. An analysis of modern systems for ensuring the microclimate of piggery premises was carried out, and prospective directions for their improvement were determined. The efficiency was determined and production inspections of various systems for ensuring the microclimate in pig houses were carried out based on the results of experimental and numerical studies. The composition of the adaptive mechatronic system of energy-saving technical means to ensure the microclimate of piggery premises is substantiated. Analytical studies were carried out and empirical dependencies of the process of operation of the automatic system for removing polluted air in the pig house were established and a calculation method and algorithm for its functioning were developed. Analytical studies were carried out and empirical dependencies of the process of operation of the automatic system for pumping clean air in the pig house were established and a calculation method and algorithm for its functioning were developed. Analytical studies were carried out and empirical dependencies of the process of operation of the indirect evaporation type air heat exchanger were carried out and its rational design and technological parameters were substantiated. Numerical modeling and experimental studies of the heat and mass transfer process in the indirect evaporation type heat exchanger were carried out and characteristic regularities of its functioning were obtained. Analytical studies of vertical ground heat exchangers have been carried out and their rational design parameters have been substantiated. Numerical modeling and experimental studies of the heat and mass transfer process in vertical ground heat exchangers have been carried out and characteristic regularities of its functioning have been obtained. An algorithm for the operation of an adaptive mechatronic system for ensuring the microclimate of pig-breeding premises has been developed and its efficiency indicators have been determined. The technical and economic efficiency of applying the research results has been determined.

Research papers

1. Yaropud V. Analytical study of the automatic ventilation system for the intake of polluted air from the pigsty. Scientific Horizons. 2021. Vol. 24. № 3. P. 19–27. DOI: 10.48077/scihor.24(3).2021.19-27.

2. Yaropud V., Hunko I., Aliiev E., Kupchuk I. Justification of the mechatronic system for pigsty microclimate maintenance. Agraarteadus. 2021. Vol. 32, № 2. P. 341–351. DOI: https://doi.org/10.15159/jas.21.23.

3. Kaletnik G., Yaropud V. Theoretical studies of air losses of air heat exchanger of indirect-evaporative type of livestock rooms. Machinery and Energetics. 2021. Vol. 12 (4). P. 35–41. http://dx.doi.org/10.31548/machenergy2021.04.035.

4. Gunko I., Hraniak V., Yaropud V., Kupchuk I., Rutkevych V. Optical sensor of harmful air impurity concentration. Przegląd Elektrotechniczny. 2021. Vol. 97, № 7. P. 76–79. DOI: https://doi.org/110.15199/48.2021.07.15.

5. Rutkevych, V., Kupchuk, I., Yaropud, V., Hraniak, V., Burlaka, S. Numerical simulation of the liquid distribution problem by an adaptive flow distributor. Przeglad Elektrotechnicznythis. 2022. Vol. 98 (2), P. 64–69. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2022.02.13.

6. Yaropud V., Kupchuk I., Burlaka S., Poberezhets J., Babyn I. Experimental studies of design-and-technological parameters of heat exchanger. Przeglad Elektrotechniczny. 2022. Vol. 98, № 10. P. 57–60. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2022.10.10.

7. Kaletnik H., Yaropud V. Research of pressure losses and justification of forms of side-evaporative heat exchangers channels in livestock premises. Przeglad Elektrotechniczny. 2023. Vol. 99, № 7. P. 247–252. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2023.07.46.

8. Yaropud V., Kupchuk I., Burlaka S., Rutkevych V. Results of numerical modeling of three-pipe heat exchanger for livestock premises. Przeglad Elektrotechniczny. 2023. Vol. 99, № 9. P. 72–75. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2023.09.12.

9. Kaletnik H., Yaropud V., Polievoda Yu., Solona O., Babyn I., Tverdokhlib I. Study of the process of active-ventilation drying of legume grasses’ fractional processing products. Przeglad Elektrotechniczny. 2024. Vol. 100 (2). P. 156–163. DOI: https://doi.org/ 10.15199/48.2024.02.32.

10. Kaletnik H., Yaropud V., Lutkovska S., Aliiev E. Studying the air flow heating process in the vertical type ground heat exchanger. Przeglad Elektrotechniczny. 2024. Vol. 100 (10). P. 46–54. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2024.10.08.

11. Yaropud V., Honcharuk I. Development and justification of constructive-regime parameters of the automated system of microclimate provision in APC premises. Modernization of research area: national prospects and European practices: Scientific monograph. Riga, Latvia: Baltija Publishing, 2022. P. 360-389. DOI: 10.30525/978-9934-26-221-0-14.

12. Kaletnik G., Yaropud V., Babyn I. Development of resource-saving technical and technological support for production and animal husbandry. Primedia eLaunch, Boston, USA, 2024. 150 p. DOI: 10.46299/979-8-89619-784-3.

13. Яропуд В.М. Дослідження процесу функціонування та оптимізація конструктивно-технологічних параметрів тритрубного рекуператора. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2020. № 1 (108). С. 23–32. DOI: 10.37128/2520-6168-2020-1-16

14. Алієв Е.Б., Яропуд В.М., Білоус І.М. Обґрунтування складу енергозберігаючої системи забезпечення мікроклімату в свинарських приміщеннях. Вібрації в техніці та технологіях. 2020. № 2 (97). С. 129–137. DOI: 10.37128/2306-8744-2020-2-14

15. Купчук І.М., Яропуд В.М., Телекало Н.В., Граняк В.Ф. Перспективи та передумови впровадження автономних систем електрозабезпечення агропромислових підприємств. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2020. № 3 (110). С. 51–63. DOI: 10.37128/2520-6168-2020-3-5

16. Яропуд В.М., Алієв Е.Б. Результати обстеження стану забезпечення мікроклімату в свинарнику із системою вентиляції від’ємного тиску. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2021. № 2 (113). С. 168–177. DOI: 10.37128/2520-6168-2021-2-17

17. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Фізико-математична модель вентиляційної системи нагнітання чистого повітря у тваринницьких приміщеннях. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2021. № 3 (114). С. 4–15. DOI: 10/37128/2520-6168-2021-3-1

18. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Симуляція процесу тепломасообміну теплообмінника побічно-випарного типу. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2022. № 1 (116). С. 4–15. DOI: 10.37128/2520-6168-2022-1-1

19. Яропуд В.М., Купчук І.М., Бурлака С.А. Обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів адаптивного тритрубного теплоутилізатора тваринницьких приміщень. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2022. № 1 (116). С. 142–149. DOI: 10.37128/2520-6168-2022-1-17

20. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Результати чисельного моделювання геотермального охолодження у вентиляційній системі тваринницьких приміщень. Вібрації в техніці і технологіях. 2022. № 3 (106). С. 5–12. DOI: 10.37128/2306-8744-2022-3-1

21. Калетнік Г.М., Яропуд В.М., Полєвода Ю.А. Чисельне моделювання процесу сушіння активним вентилюванням продуктів фракційної переробки бобових трав в конвективній стрічковій сушарці. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2023. № 2 (121). С. 5–15. DOI: 10.37128/2520-6168-2023-2-1

22. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Експериментальні дослідження ефективності функціонування систем забезпечення мікроклімату від’ємного тиску в тваринницьких приміщеннях. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2023. Вип. 53. С. 66-84. DOI: 10.32515/2414-3820.2023.53.66-84

23. Яропуд В.М. Дослідження ефективності процесу функціонування мехатронної системи забезпечення мікроклімату тваринницьких приміщень. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2024. № 1 (124). С. 56-72. DOI: 10.37128/2520-6168-2024-1-7

24. Яропуд В.М. Експериментальні дослідження вентиляційної системи нагнітання чистого повітря Вісник Хмельницького національного університету. Серія: технічні науки. 2024. № 4 (333). С. 251-258. DOI 10.31891/2307-5732-2024-339-4- 40

25. Яропуд В.М. Експериментальні дослідження повітряного теплообмінника побічно-випарного типу. Вібрації в техніці та технологіях. 2024. № 2 (113). С. 55–65. DOI: 10.37128/2306-8744-2024-2-6

26. Yaropud V. Experimental studies of the air flow heating process in a vertical soil heat exchanger. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2024. № 2 (125). С. 83-90. DOI: 10.37128/2520-6168-2024-2-9

27. Yaropud V. Experimental studies of the ventilation system for the intake of contaminated air. Scientific Journal of TNTU (Tern.), 2024. Vol. 116, № 4, pp. 100–110. DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2024.04.100

28. Yaropud V. Algorithm of operation of the mechatronic system for providing microclimate of pigsties. Technology, Energy, Transport AIC. 2024. Vol. № 3 (126). P. 36-47. DOI: 10.37128/2520-6168-2024-3-4

29. Пришляк В.М., Яропуд В.М. Бабин І.А. Патент на корисну модель. Тритрубний теплоутилізатор. № 133549. Україна, МПК F24F 3/052 (2006.01); №u201811361; заяв. 19.11.2018; опубл. 10.04.2019, Бюл. № 7.

30. Гончарук І.В., Яропуд В.М., Алієв Е.Б., Купчук І.М. Патент на корисну модель. Адаптивний тритрубний теплоутилізатор. № 148273 Україна, МПК F24F 3/052 (2006.01); F24F 7/04 (2006.01); №u202101276; заяв. 15.03.2021; опубл. 21.07.2021, Бюл. № 29.

31. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Патент на корисну модель. Мехатронна система забезпечення мікроклімату тваринницьких приміщень. № 148970 Україна, МПК (2021.01) A01K 1/00, F24F 3/00, F24F 3/044 (2006.01), F24F 3/14 (2006.01), F24F 6/12 (2006.01), F24F 7/007 (2006.01); №u202102133; заяв. 22.04.2021; опубл. 05.10.2021, Бюл. № 40.

32. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Патент на винахід. Мехатронна система забезпечення мікроклімату тваринницьких приміщень. № 127795 Україна, МПК (2023.01) A01K 1/00, F24F 3/00, F24F 3/044 (2006.01), F24F 3/14 (2006.01), F24F 6/12 (2006.01), F24F 7/007 (2006.01), F24F 11/00; №a202102134; заяв. 22.04.2021; опубл. 03.01.2024, Бюл. № 1.

33. Калетнік Г.М., Яропуд В.М. Патент на корисну модель. Мехатронна система забезпечення мікроклімату тваринницьких приміщень. № 156824 Україна, МПК (2024.01) A01K 1/00, F24F 3/00, F24F 3/044 (2006.01), F24F 3/14 (2006.01), F24F 6/12 (2006.01), F24F 7/007 (2006.01), F24F 11/00; №u 2024 00594; заяв. 05.02.2024; опубл. 07.08.2024, Бюл. № 32.

Files

Similar theses