Розв'язано задачу підвищення якості та безпеки функціонування гідроенергетичних систем. Удосконалено методи автоматизованого керування каскадами водосховищ за умов дії зовнішніх збурень. Системно проаналізовано великі гідроенергетичні системи з каскадами водосховищ як об'єктів автоматизованого керування. Розроблено математичні моделі процесів керування з урахуванням запізнень та впливу зовнішніх збурень. Розроблено методику й обчислювальні методи ідентифікації робочих характеристик енергоблоків гідроелектростанцій і моделей річкового стоку за умов неповної інформації. Розв'язано задачу оптимального та локально-оптимального оперативного керування електричною виробленою потужністю та рівнями води в каскадах водосховищ. Синтезовано багатовимірні дискретні стабілізувальні та селективно-інваріантні регулятори рівня води в каскаді водосховищ. Запропоновано й обгрунтовано методику вибору їх структури та параметрів. Синтезовані багатовимірні компенсатори запізнень і збурень. Проведено імітаційне моделювання синтезованої системи автоматичного регулювання рівнів води у водосховищах каскада. Показано, що використання розроблених методів забезпечує суттєве зниження рівня впливу зовнішніх збурень на якість процесів керування гідроенергетичними системами.

  Скачати повний текст

Розроблено дві параметричні моделі решітки вісьової турбіни з прямолінійною центральною ділянкою та без неї. Здійснено програму TOpGrid для побудови параметричних тривимірних розрахункових сіток з можливістю їх збереження в універсальний формат CGNS. Визначено параметри сітки та CFD-методу, які забезпечують найкращий збіг з відповідним експериментом. Визначений вплив простого та складного тангенціального навалу на структуру тривимірної течії, коефіцієнт інтегральних витрат і витрату робочого тіла в кільцевих напрямних решітках вісьових турбін. Показано, що шляхом застосування складного тангенціального навалу, можна зменшити інтегральні витрати кільцевої напрямної решітки вісьової турбіни. Доведено коректність проведення оптимізації ізольованих кільцевих напрямних решіток вісьових турбін. Проведено дослідження ефективності даного алгоритму з використанням двох параметричних моделей лопатки за різних відношеннях горла решітки до висоти лопатки зі збереженням витрати робочого тіла через решітку.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження тривимірного напружено-деформованого стану (НДС) та власних коливань вузлів гідравлічних і парових турбін з урахуванням контакту елементів та наявності тріщин. Дану задачу розв'язано за допомогою багатосіткового методу скінченних елементів. З метою поліпшення збіжності методу запропоновано модифікацію його операторів - пряму побудову проміжної скінченноелементної моделі і числову побудову оператора конденсації. Удосконалено метод урахування недосконалостей структури у вигляді тріщин для динамічних задач. Проведено тестування запропонованих методик. Створено спеціалізований програмний комплекс з розвинутим вхідним і вихідним інтерфейсами. Встановлено вплив різних конструктивних і технологічних факторів на НДС та власні коливання вузлів гідравлічних і парових турбін. Вперше вивчено вплив контактного обпирання та появи тріщин в лопатковому апараті на НДС діафрагми парової турбіни. Досліжено вплив довжини та глибини тріщини в лопаті робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни на власні коливання. Встановлено вплив системи тріщин різної орієнтації та довжини в лопаті поворотно-лопатевої гідротурбіни на її власні коливання.

  Скачати повний текст

Одержано узагальнену залежність для визначення діаметра входу робочого колеса лопатевої системи типу HP під час наявності перед ним довільного за знаком і значенням моменту швидкості потоку. Наведено результати розрахункових та експериментальних досліджень осьових насосів з лопатевою системою типу НР, що підтвердили основні положення запропонованої методики проектування. Уточнено аналітичну залежність втулкового відношення на виході робочого колеса від коефіцієнта швидкохідності.

  Скачати повний текст

Уточнено аналітичні залежності для демпфірувальних, циркуляційних та інерційних сил у циліндричних і конічних шпаринах з перекосом осей, які, на відміну від відомих, враховують втрати напору на вході та відновлення швидкісного напору на виході зі шпарини та дають змогу визначити параметри для різних значень вхідної крутки на вході в ущільнення, що дозволяє аналітично визначити параметри гідродинамічних характеристик шпаринних ущільнень відцентрових насосів і підвищує точність математичних моделей робочого процесу. Доведено можливість роботи відцентрового насоса за умови збігання частоти обертання з власною частотою коливань, що дозволило розширити сферу використання насоса та підвищити його технічний рівень. На підставі аналізу робочого процесу в шпаринних ущільненнях запропоновано його нову розрахункову схему, що дозволило визначити вплив конструктивних параметрів ущільнень на динамічні характеристики насоса. Одержано аналітичні залежності поправного коефіцієнта, який враховує відношення довжини шпаринного ущільнення до його зазору; уточнено залежності поправного коефіцієнта Блека, який враховує відношення довжини шпаринного ущільнення до його діаметра. Встановлено вплив сил демпфірування на динамічні параметри ротора відцентрового насоса.

  Скачати повний текст

Встановлено спільне та відмінне у явищах зриву параметрів відцентрових і вільновихрових насосів (ВЦН і ВВН) у процесі кавітації та перекачування газорідинних сумішей (ГРС). Виявлено новий тип гідродинамічної решітки профілів і запропоновано фізичну та математичну моделі її робочого процесу. Зроблено висновок, що даний тип решітки профілів є базовим у здійсненні робочого процесу основних видів існуючих вихрових гідромашин. Розроблено фізичну модель течії ГРС у проточній частині (ВВН) типу "Turo", розглянуто її особливості у порівнянні з відповідними моделями насосів інших конструктивних схем. Визначено механізми впливу газової складової середовища, яке перекачується, на робочі характеристики ВЦН і ВВН, а також їх принципові відмінності. Встановлено наявність властивості саморегулювання за частотою обертання гідроприводних турбонасосних агрегатів у разі зміни величини газової складової у середовищі, яке перекачується.

  Скачати повний текст

Проаналізовано геодезичний моніторинг за інженерними спорудами трубопроводу Тереблє - Ріцької ГЕС, експериментально встановлено безпосередню залежність зміни довжин усіх прогонів напірного трубопроводу від зміни рівня води у водосховищі. Встановлено добовий гармонічний цикл зміщення анкерних опор напірного трубопроводу. Розроблено методику опрацювання результатів спостережень із застосуванням теорії кінематичних коефіцієнтів і апроксимації спостережень рядом Фур'є. Наведено методику опрацювання результатів геодезичного моніторингу зміщень анкерних опор напірних трубопроводів у режимі реального часу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження робочого процесу у проточній частині проміжного ступеня багатоступеневого відцентрового насосу. З урахуванням гідродинамічних особливостей робочого процесу систематизовано підхід до модернізації насосоного обладнання шляхом застосування змінних проточних частин. Обгрунтовано схему утворення уніфікованого параметричного ряду насосів зі змінними проточними частинами, що дозволяє мінімізувати кількість змінних елементів. Проаналізовано зміну структури течії та фізичної природи гідравлічних втрат у проточній частині проміжного ступеня відцентрового багатоступеневого насосу. Визначено критерії переходу між змінними проточними частинами та запропоновано схему утворення параметричного ряду насосів зі змінними проточним частинами. На основі аналізу числового дослідження робочого процесу проточної частини проміжного ступеня відцентрового насосу запропоновано математичну модель гідравлічних втрат у напрямному апараті та з її урахуванням уточнено математичну модель розподілу енергії в елементах проміжного ступеня відцентрового насосу. Із застосуванням розроблених математичних моделей запропоновано методику прогнозування характеристики проміжного ступеня відцентрового насосу зі змінною проточною частиною.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Запропоновано раціональне принципове та конструктивне виконання гідроімпульсного приводу мембранного насосного агрегату з комбінованим автоматичним гідророзподільником. Розроблено математичну модель динаміки робочого процесу гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату та математичну модель на основі нечіткої логіки для діагностування його технічного стану. Проведено дослідження математичних моделей за допомогою ПЕОМ із використанням сучасного програмного забезпечення. Експериментально та теоретично визначено основні параметри робочих режимів гідроімпульсного приводу мембранного насосного агрегату. Розроблено науково-обгрунтовану методику розрахунку та проектування гідроімпульсного приводу мембранного насосного агрегату, призначеного для перекачування високов'язких, агресивних та абразивовмісних середовищ.

  Скачати повний текст

Створено більш повну нелінійну математичну модель комплексу гідропристроїв комп'ютерної системи управління частотою обертання ротора гідротурбіни, що передбачає декомпозицію його на вузли з урахуванням нелінійностей сил тертя і гідродинамічних сил, а також стисливості та двофазності робочої рідини, змінності коефіцієнта витрати. Одержано аналітичну залежність площини дроселюючої щілини золотника головного гідророзподілювача з позитивним перекриттям у функції переміщення золотника і геометрії щілини, яка у разі малих відхилень залишається нелінійною та не підлягає лінеаризації, підвищує точність установлення витратних характеристик на всьому діапазоні змін динамічних процесів. Обгрунтовано введення гнучких зворотних зв'язків за швидкістю переміщення золотника гідророзподілювача та швидкістю руху штока сервомотора, що підвищують стійкість комплексу гідропристроїв та покращують його динамічні характеристики. Визначено витрату води на гідротурбіні на підставі її універсальної характеристики шляхом функціонального перетворення вхідної інформації про частоту обертання ротора гідроагрегата, відкриття керувального апарату, загального коефіцієнта корисної дії, що забезпечує ввід у модель достовірної інформації про об'єкт та підвищує точність обчислення динамічних характеристик.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичне дослідження течії рідини в утвореному гладкими ущільнюючими поверхнями торцевому дроселі. Вивчено вплив на гідродинамічні характеристики торцевого дроселя інерційних сил рідини і втрат на місцевих гідравлічних опорах. Досліджено динаміку торцевого ущільнення й опорно-ущільнюючої автоматичної системи осьової рівноваги (гідроп'яти) ротора відцентрового насоса. Наведено кількісні й якісні оцінки впливу сил і моментів тиску рідини в торцевих дроселях на статичні та динамічні характеристики безконтактного торцевого ущільнення та гідроп'яти. Уточнено методики розрахунку безконтактних торцевих ущільнень і гідроп'ят, що дозволяють врахувати сили та моменти, обумолені інерцією рідини та втратами на місцевих гідравлічних опорах в торцевих дроселях, які можна використовувати для оцінки власних частот, амплітуд вимушених коливань і динамічної стійкості аксіально-рухомих кілець торцевих ущільнень роторів відцентрових машин і гідроп'ят.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення нових конструкцій чолових сальникових ущільнень, які забезпечують підвищення ресурсу та зниження витоків перекачуваного середовища в широкому діапазоні робочих параметрів шляхом теоретичних та експериментальних досліджень механізму герметизації. Розроблено експериментальне устаткування та методики випробувань для визначення фізико-механічних властивостей сальникових набивок, проведення комплексних досліджень процесів тертя та герметизації. Створено нові конструкції чолових сальників із вирівнюванням контактного тиску (з податливим і східчастим дном). Висвітлено фізичну та математичну моделі тертя та герметизації, на базі яких розроблено інженерні методи розрахунку та проектування. Описано типові конструкції одинарних і подвійних чолових сальників роторів насосів.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень ролі конструктивного виконання та умов експлуатації щодо енергетичних характеристик відцентрових насосних агрегатів для видобутку нафти залежно від їх типорозмірів, зокрема, високої в'язкості рідини, що перекачується; малорозмірного виконання насосних ступенів; частоти обертання, яка перевищує 3 000 об/хв. Розроблено фізичну модель течії рідини з високою в'язкістю в малорозмірних каналах насосних ступенів. Одержано аналітичні вирази перерахункових коефіцієнтів основних енергетичних параметрів насоса. Перевірено одержані результати шляхом проведення експериментальної частини дослідження. Створено напівемпіричну методику розрахунку енергетичних характеристик малорозмірних відцентрових насосних ступенів, які працюють з застосуванням високов'язкої рідини за високих частот обертання їх ротора.

  Скачати повний текст

Розглянуто теоретичні засади інформаційного забезпечення технологічних процесів в енергетиці та методи опису окремих компонент інформаційних засобів. Розроблено й обгрунтовано схему інформаційного забезпечення процесу керування даними процесами, що реалізуються на базі фізико-хімічних процесів з використанням явищ кавітації. Запропоновано загальну організацію системи керування технологічними процесами виробництва електроенергії на базі інформаційної моделі управління режимом кавітатора, а також підтримки режиму кавітації у процесі виробництва електроенергії. З використанням розроблених інформаційних технологій аналізу фізико-хімічних процесів, що використовують дані фізичні явища, створено нові способи реалізації спеціалізованих технологічних процесів, синтезовано стратегії управління ними, що дозволило суттєво підвищити ефективність основного енергогенеруючого технологічного процесу.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні та практичні засади управління екологічною безпекою протяжних гідротехнічних споруд (ПГТС) на підставі встановлення закономірностей її формування. Встановлено концепцію та методологію комплексного оцінювання впливів на навколишнє природне середовище (НПС) й управління екологічною безпекою на підставі розгляду ПГТС і НПС як єдиної системи та принципах багатокритеріальності. Визначено систему управління екологічною безпекою на етапі проектування. Висвітлено комбінований метод прийняття рішень у досліджених задачах, головним принципом якого є об'єднання часткових оцінок впливів на компоненти НПС та експертно-аналітичних процедур із застосуванням для визначення пріоритетів адаптованого методу аналізу ієрархій (Т. Сааті). Вдосконалено методології управління екологічною безпекою експлуатації ПГТС та оцінки транскордонних впливів. Надано комплексну оцінку впливів і рекомендації щодо управління екологічною безпекою глибоководного суднового ходу Дунай - Чорне море та низки інших ПГТС.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію робочого процесу вихрової турбіни (ВТ) з бічним розташуванням каналу. Уперше крутний момент, який виникає на робочому колесі (РК), умовно поділений на складові: активний і реактивний моменти, що дало змогу теоретичним шляхом визначити вихідні параметри турбіни. Розроблено модель течії робочої рідини (РР) у каналі ВТ, яка базується на теорії турбулентних струменів. Це дало змогу визначити причину утворення та параметри поперечних вихрів у міжлопатковому просторі РК, їх вплив на роботу ВТ. Уперше введено коефіцієнт утворення активного моменту на РК ВТ, за допомогою якого можна визначати раціональне значення кроку розміщення лопаток на РК турбіни. Уперше визначено параметри силової взаємодії потоку РР, який рухається у кільцевому каналі, з лопатками РК, що дало змогу теоретичним шляхом побудувати механічну характеристику ВТ. Уперше розв'язано комплексну задачу спільного використання гідравлічного приводу вихрового типу та роторного гідродинамічного очисника.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель течії рідини у проточній частині радіального напрямного апарата (НА), що дозволяє визначити за методом гідродинамічних особливостей гідродинамічні показники спіральної камери, колон статора і лопаток НА для реальних режимів роботи гідротурбіни. Уперше на етапі проектування використано модель тривимірної течії рідини у підводі гідротурбіни для визначення гідродинамічних характеристик потоку у лопатевих системах з урахуванням взаємного впливу елементів. Розроблено та апробовано ефективний метод двовимірного обтікання лопатевих систем у багатозв'язній області, який суттєво покращує існуючий ітераційний алгоритм С.Д.Косторного та дозволяє однозначно й точно виконати розрахунки та оцінювати взаємний вплив елементів. Підтверджено та узагальнено двовимірний підхід для розв'язання аналогічної тривимірної задачі на ЕОМ великої потужності. Запропоновано алгоритм числового розрахунку координат фокуса профілю та впливу геометричних параметрів підводу гідротурбіни на її енергетичні характеристики, що дозволяє цілеспрямовано змінювати варіант проектного рішення проточної частини.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст