Удосконалено методику розрахунку параметрів вентилятора турбореактивних двоконтурних двигунів (ТРДД) шляхом урахування втрат енергії на акустичне випромінювання вентилятора в енергетичному балансі двигуна. Вперше на підставі результатів чисельного моделювання просторового обтікання вентилятора одержано залежності параметрів течії у вентиляторі ТРДД від інтенсивності газодинамічного управління аеродинамічними слідами.

  Скачати повний текст

Розглянуто способи підвищення економічності паротурбінних установок (ПТУ), газотурбінних установок (ГТУ) та установок комбінованого циклу за рахунок змін у термодинамічних циклах. Для ПТУ запропоновано підвищити середню температуру підведення теплоти. У першому випадку - за рахунок змішання перегрітої пари, одержаної в котлі, з продуктами згоряння природного газу в кисні, а у другому - температура пари на значній частині процесу розширення в турбіні підтримується близької до початкової шляхом багатоступеневого спалювання палива в потоці робочого тіла, що розширюється в проточній частині турбіни. Для ГТУ запропоновано введення регенеративного підігріву повітря газами, що відробили у турбіні високого тиску, перед їх надходженням у турбіну низького тиску. Для установок комбінованого циклу запропоновано новий принцип генерації пари шляхом багатоступеневого дроселювання рідини від закритичного тиску й навколокритичної температури. Відзначено, що теплові енергетичні установки зазначених трьох типів домінують у стаціонарній енергетиці, авіації, морському транспорті.

  Скачати повний текст

Вперше проведено дослідження об'ємного напружено-деформованого стану хвостового з'єднання експериментальним методом фотопружності за різних форм опорних поверхонь за наявності технологічних зазорів, що дозволило установити розподіл напруг з товщини хвостовика. Вперше виявлено вплив форм контактних поверхонь на характер їх деформування і запропонований спосіб визначення деформацій цих поверхонь. Досліджено вплив геометричних параметрів на нерівномірність розподілу напруг у грибоподібному хвостовому з'єднанні, що дозволило визначити заходи з зниження концентрації напруг. Розроблено удосконалений профіль багатоопорного хвостового з'єднання грибоподібного типу з більш рівномірним розподілом напруг.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки методу розв'язання прямої й оберненої задач для тривимірної течії в шарі змінної товщини на вісесиметричній поверхні течії. У даному методі пряму й обернену задачі розділено на незалежні одна від одної окремі підзадачі, які можна розв'язувати в будь-якій послідовності або одночасно, що забезпечує можливість контролювати окремі ділянки проектованої лопатки з точки зору міцності та технологічності, та значно скорочує час проектування. Розроблено методику оптимального проектування решіток профілів з великим кутом повертання потоку. Спроектовано робочу решітку для циліндра високого тиску потужної парової турбіни, профіль якої має локальні хвилеподібні контури, а її коефіцієнт скінченних втрат значно нижчий, ніж у решітки атласних профілів.

  Скачати повний текст

З метою підвищення теплового ккд та екологічної ефективності існуючих генераторів теплової енергії розроблено й апробовано нові конструкції комбінованих теплообмінників-утилізаторів теплоти. Проведено експериментальні випробування дослідно-промислових теплообмінників. Запропоновано удосконалені методики розрахунку комбінованих теплообмінників-утилізаторів теплової енергії димових газів. Доведено, що нові конструкції обладнання для очистки газу дозволяють очищати газ комплексним способом: одночасно в одному апараті гази очищаються від зважених і газоподібних домішок. Виявлено, що ефективність очистки газів від домішок становить 93 - 99,8 %. Результати наукового дослідження впроваджено на промислових підприємствах і підприємствах комунальної власності.

  Скачати повний текст

Вдосконалено контактну газопаротурбінну установку (КГПТУ) на основі детального моделювання процесів у елементах установки з урахуванням їх взаємного впливу. Проаналізовано сучасний рівень досліджень КГПТУ, створено її математичну модель з деталізацією розрахунку процесів у турбіні до рівня лопаткових вінців і в котлі-утилізаторі - до рівня трубних пучків, підтверджено її адекватність шляхом порівняння з результатами натурних експериментальних досліджень характеристик КГПТУ. Встановлено основні закономірності зміни параметрів газотурбінного двигуна різних кінематичних схем за умов роботи з подачею пари в камеру згоряння. Визначено необхідні зміни проточної частини турбіни в процесі створення КГПТУ та особливості впливу зміни зовнішніх умов і характеристик елементів на параметри установки. Розроблено методику приведення параметрів КГПТУ в процесі роботи з подачею пари в камеру згоряння до заданих зовнішніх умов, що базується на використанні розрахункових коефіцієнтів впливу зміни зовнішніх умов на параметри установки.

  Скачати повний текст

Розроблено метод розрахунку відцентрового напору в різних придискових порожнинах роторів газових турбін. Виконано модифікацію методу розрахунку розгалужених гідравлічних мереж, яка виключає осциляцію ітераційного процесу та забезпечує швидку збіжність розрахунків охолоджування роторів газових турбін. Створено комплексний метод розрахунку систем охолоджування газових турбін на базі зрощення методу розрахунку гідравлічних мереж і методу розрахунку течії та теплообміну в'язкої стисливої рідини. Запропоновано модифікацію методу розрахунку розгалужених гідравлічних мереж, що виконує їх аналіз у разі критичних і надкритичних перепадів тиску в каналах охолоджування.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод проектування технологічних систем, який забезпечує подолання протиріччя між високою продуктивністю та гнучкістю. Розроблено класифікацію рівнів варіативності. Сформульовано принципи забезпечення високої продуктивності. Виявлено закономірності зміни основ інформаційного забезпечення машинобудування у разі зміни засобів і способів виробництва. Створено високопродуктивну гнучку технологічну систему (ВГТС) для механічної обробки фасонних поверхонь великогабаритних лопаток і моноколіс. Вдосконалено технології створення формотвірного оснащення для виготовлення лопаток турбін і компресорів. Показано, що створення ВГТС сприяє підвищенню конкурентної якості продукції.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод розрахунку газотермодинамічних параметрів турбовального газотурбінного двигуна на сталих режимах, в основу якого покладено повузлову математичну модель з повінцевим описом процесів в багатоступеневому осьовому компресорі. Сформовано методичні засоби врахування в системі двигуна впливу на його газотермодинамічні параметри та експлуатаційні характеристики таких чинників, як відбір і перепуск повітря з проточної частини компресора, зміна геометричних параметрів лопаткових вінців і меридіональних обводів, зміна програми регулювання поворотних статорних лопаток.

  Скачати повний текст

Викладено результати досліджень з визначення впливу особливостей поличного бандажного зв'язку лопаток на статичний і динамічний напружений стан лопаткового апарату турбомашини. Запропоновано тривимірні скінченно-елементні моделі лопаток, бандажного зв'язку, пакету лопаток та їх вінця. Проведено комплекс обчислювальних експериментів з визначення впливу особливостей контактної взаємодії бандажних полиць на статичний на динамічний напружений стан робочих лопаток та їх систем з урахуванням характерних технологічних та експлуатаційних факторів. Встановлено закономірності формування спектру власних і характеристик вимушених коливань вінців і пакетів бандажованих лопаток турбін з урахуванням впливу умов контактної взаємодії лопаток по бандажних полицях і реальних експлуатаційних факторів.

  Скачати повний текст

Розроблено й атестовано експериментальне устаткування, методи та програми проведення випробувань. Побудовано модель термоциклічної довговічності жароміцних матеріалів. Розроблено метод кількісного оцінювання коефіцієнта відносної довговічності. Одержано значення коефіцієнта, які рекомендовано для уточнених розрахунків термоциклічної довговічності матеріалів за допомогою гіпотези лінійного підсумовування пошкоджень. Розроблено метод розрахунку циклічних температурних полів у зразках. Достовірність методів підтверджено експериментальними даними. Встановлено оптимальні значення коефіцієнта асиметрії. Розроблено рекомендації з підвищення довговічності деталей, що піддаються дії термоциклічного навантаження.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель гідродинамічного та теплового пограничного шару для визначення коефіцієнта тепловіддачі на торцевій поверхні міжлопаткових каналів активних і реактивних турбінних решіток. Запропоновано спосіб зведення тривимірної задачі теплопровідності до двовимірної й обгрунтовано його застосування для попереднього розрахунку температурного стану газової турбіни з достатньою точністю для попереднього аналізу. Вирішено проблему запирання каналів системи охолодження за досягнення швидкості звуку шляхом введення додаткових гідравлічних опорів. Встановлено, що незалежно від форми зазору біля диска характер зміни відцентрового напору в роторах турбін залежно від витрат повітря в зазорі може бути описаний імітаційною залежністю. Виконано порівняльний аналіз ефективності повітря, насиченої та вологої водяної пари в каналах системи охолодження за допомогою математичної моделі течії та теплообміну одно- та двофазного теплоносіїв. Уточнено рівняня подібності для теплообміну в каналах круглого та прямокутного поперечних перерізів, що дозволило виправити розрахунок температури охолоджуваних лопаток газових турбін на 20 - 30 К. Створено алгоритм і програму, на основі методу ЛПt-послідовностей. Проаналізовано розгалужені системи охолодження корпусу, ротора, та напрямних лопаток високотемпературної газової турбіни за використання повітря та перегрітої водяної пари. Встановлено, що однаковий температурний рівень деталей досягається за умов наближеного двократного зниження витрат пари в порівнянні з витратою повітря. Висвітлено застосування пористих елементів з рідиннометалевим теплоносієм для вирівнювання температурного стану оболонки та збільшення ефективності її охолодження.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичне дослідження закономірностей утворення складальних з'єднань двох нежорских ланок ротору барабанно-дискової конструкції (БДК) під час складання цих ланок по бічним і торцевим посадковим поверхням із пружним натягом без зазору. Встановлено закони руху за умовного повороту другої ланки відносно першої (характеристика пар ланок). Експериментально показано, що похибка визначення характеристики пар не перевищує 10 - 20 %. На підставі властивостей утворених пар під час складання ланок уперше розроблено й обгрунтовано метод складання роторів БДК, що базується на віртуальній оптимізації положення ланок ротора за остаточного складання. Встановлено, що початковими даними є результати виміру радіальних і торцевих биттів контрольних поверхонь ланок за двох послідовних складань зборках ротора. Розроблено та впроваджено у виробництво алгоритми та програмне забезпечення для реалізації технологічних процесів складання роторів на повторному стапелі.

  Скачати повний текст

Виявлено закономірності впливу розладу параметрів бандажування на вібраційні характеристики лопаткових вінців робочих коліс парових турбін. Розроблено методи конденсаційного типу, що дозволяють провести відповідний аналіз у імовірнісній постановці на основі докладних тривимірних скінченно-елементних (СЕ) моделях лопатки. Вперше розроблено метод розв'язання задачі усталених вимушених гармонічних коливань циклічної симетрії (ЦС) механічних систем з випадковим розладом, що дозволяє проводити дослідження на основі тривимірної СЕ моделі сектору з можливістю конденсації його розмірності. Запропоновано методологію побудови параметричних СЕ моделей лопаток і лопаткових вінців робочих коліс турбомашин з цільнофрезерованим бандажуванням. Встановлено залежності впливу варіацій параметрів штіфтованого бандажного з'єднання відповідно до особливостей їх конструкції на статичні та динамічні характеристики лопаткових апаратів парової турбіни. Виявлено нові закономірності впливу малих випадкових технологічних відхилень в параметрах бандажного з'єднання на вібраційні характеристики робочих коліс, як системи з конструктивною ЦС.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено задачу зниження трудомісткості та підвищення ефективності структурно-параметричної ідентифікації складних технічних об'єктів з використанням адаптивних багатокомпонентних моделей. Запропоновано зниження трудомісткості ідентифікації шляхом програмного синтезу алгоритмів параметричної ідентифікації за інформацією про структуру моделі нормального стану. Розроблено метод побудови інфомаційної моделі складного технічного об'єкта за інформацією про структуру моделі нормального стану, який передбачає проведення опису ієрархії входження її компонентів до агрегатних функцій рівняння моделі. Узагальнено результати дослідження інформаційних моделей різноманітних технічних об'єктів у інфологичній моделі технічного об'єкта. Запропоновано метод програмного синтезу алгоритмів параметричної ідентифікації шляхом комбінування типових алгоритмів за інформаційною моделлю технічного об'єкта. На підставі запропонованої об'єктно-орієнтованої моделі розроблено та впроваджено засоби інформаційної технології структурно-параметричної ідентифікації складних технічних об'єктів. На практиці підтверджено зниження трудомісткості та підвищення ефективності структурно-параметричної ідентифікації за умов використання адаптивних багатокомпонентних моделей.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено комплексний підхід до продовження терміну експлуатації енергетичного обладнання електростанцій. Досліджено залишковий ресурс високотемпературних елементів парових турбін потужністю 200 МВт. На підставі запропонованих математичних моделей теплового, напружено-деформованого стану та малоциклової втомленості елементів корпусів циліндрів високого та середнього тиску (ЦВТ і ЦСТ) парових турбін потужністю 200 МВт з урахуванням ремонтно-поновлюваних змін впродовж всього терміну експлуатації, а також експериментально визначених коефіцієнтів запасу міцності металу роторів і корпусів турбіни К-200-130-1,3 ЛМЗ одержано дані щодо продовження терміну експлуатації. Створено концепцію автоматизованої системи технічного діагностування й інформативної підтримки експлуатації та управління ресурсом енергоблоків для продовження залишкового ресурсу енергетичного обладнання, що вичерпало парковий ресурс. Установлено реальну можливість продовження терміну експлуатації енергетичного обладнання за результатами проведення числових і експриментальних досліджень. Розраховано припустиму кількість пусків, сумарну пошкодженість і залишковий термін експлуатації роторів, корпусів і клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін К-200-130-1, 3 ст. N3 - 9 Кураховська ТЕС та ст. N 13 - 15 Луганська ТЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено тривимірні моделі лопаткового апарата з пошкодженнями. Адаптовано розрахункові методи для коливань елементів такого апарата за допомогою сингулярних скінченних елементів для визначення спектра власних частот, форм коливань і розподілу інтенсивностей напружень. Моделювання об'єктів проведено на базі тривимірного підходу з використанням методу скінченних елементів. Виявлено нові якісні та кількісні залежності впливу пошкоджень на особливості власних частот, форм коливань і локалізацію напружень у складних системах лопаткового апарата. Досліджено розподіл і визначено зони локалізації тривимірних полів інтенсивностей напружень пакетів лопаток з пошкодженнями. На підставі результатів дослідження особливостей розподілу даних інтенсивностей і вібраційної поведінки розглянутих конструкцій лопаткового апарата розроблено практичні рекомендації щодо зниження рівня максимальних напружень. Вірогідність і обгрунтованість одержаних результатів забезпечуються їх погоджуваністю з експериментальними даними, а також даними, наведеними в літературі, та збіжністю числових розрахунків. Зазначено, що результати проведених досліджень можуть використовуватися для діагностування наявності пошкоджень в елементах лопаткового апарата, а розроблені методики рекомендовано до застосування на турбобудівних підприємствах.

  Скачати повний текст

Вперше комплексно досліджено параметри якості поверхневого шару складнопрофільних деталей з титанових сплавів. На підставі одержаних результатів встановлено закономірності зміни даних параметерів залежно від характеру та послідовності технологічних операцій їх виготовлення, з урахуванням яких розроблено гнучку технологію скорочення циклу підготовки виробництва, зменшення собівартості виготовлення та підвищення працездатності. Визначено залежності для знаходження кутів поворотних осей і координат розрахункової точки фрези під час п'ятикоординатної високошвидкісної обробки складнопрофільних поверхонь лопаток, що забезпечують необхідну точність їх геометричних параметрів. Обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість технологічного забезпечення якості лопаток компресорів сполученням високошвидкісного фрезерування з наступним поліруванням та ультразвуковим зміцненням. З використанням даного методу розроблено раціональну структуру технологічного процесу виготовлення лопаток компресорів. Одержано емпіричну залежність впливу параметрів якості поверхневого шару на межу витривалості лопаток, одержаних високошвидкісним фрезеруванням з наступною оздоблювально-зміцнювальною обробкою, що дозволяє прогнозувати ресурс їх роботи. Встановлено вплив технологічної спадковості попередніх операцій на напружено-деформований стан робочих поверхонь лопаток компресорів, на підставі якого визначено раціональні режими оздоблювально-зміцнювальної обробки.

  Скачати повний текст