Викладено фізичне обгрунтування термоанемометричного методу вимірювань витрат охолодного повітря в системах теплового захисту роторів газових турбін. Розроблено методику вимірювань, яка базується на законі теплообміну перегрітого відносно потоку чутливого елемента датчика, з урахуванням ефектів обертання. Спеціальні гідродинамічні пристрої, які відтворюють умови течії в реальних охолодних каналах, використано для градуювання датчиків. Продемонстровано переваги запропонованого методу та його перспективи для використання в охолодних системах газових турбін на конкретних прикладах вимірювань.

Наведено результати розрахункових та експериментальних досліджень, що зв'язані з визначенням похибок вимірювання температур деталей та робочих середовищ у газових турбінах, які виникають при використанні вимірювачів максимальних температур кристалічних (ВМТК). Проведено оцінку основних факторів, що визначають рівень похибок, які пов'язані з методичними особливостями використання ВМТК та подано практичні рекомендації по їх застосуванню.

Наведено стислий огляд стану геотермальної енергетики в Україні. Показано, що за сучасних умов в Україні є перспективним будівництво двоконтурних геотермальних електростанцій на низькокиплячих робочих тілах (ГеоЕС на НРТ). Розроблено удосконалену методику розрахунку термодинамічних характеристик геотермальних енергоустановок. Наведено розрахункові характеристики ГеоЕС на НРТ, що прогнозуються для двох перспективних родовищ термальних вод в Україні.

Рассмотрены пути модернизации газотурбинного привода газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций в составе газотранспортной системы (ГТС) Украины. Даны основные сведения о ГТС, описана структура механического привода компрессорных агрегатов, представлены сравнительные экономические и эксплуатационные характеристики газотурбинных, электро- и газопоршневых приводных агрегатов. Проанализированы основные пути дальнейшего совершенствования газотурбинного привода, в частности за счёт использования регенеративного цикла. Приведены основные требования к газотурбинным двигателям (ГТД) механического привода и регенератору. Изложены Концепция Государственной программы создания промышленных ГТД нового поколения и перечень первоочередных научно-технических проектов для промышленного газотурбокомпрессоростроения Украины. Представлены данные по составу Комиссии по промышленным газовым турбинам при Отделении физико-технических проблем энергетики НАН Украины.

Рассмотрены основные тенденции развития газотурбостроения. Охарактеризованы инфраструктура газутурбостроения и газотранспортная система Украины. Проанализированы проблемы в области энергетических газовых турбин, газотурбинных двигателей и альтернативных источников механического привода, турбодетандеров и микротурбин. Освещены основные направления повышения экономичности промышленных газовых турбин, в том числе за счет использования сложных термодинамических циклов.

Розглянуто принципи проектування теплообмінників з низькокиплячими робочими тілами в трубах. Наведено результати розрахунків їх основних параметрів і встановлено закономірності, що з них випливають. Високоефективні теплообмінники забезпечують глибоку утилізацію теплоти в газотурбінних установках.

Рассмотрены результаты разработок и исследований энергетических и холодильных циклов и установок, применение которых позволит решить задачу снижения энергозатратности перекачки газа, а также повышения ее производительности. Эти задачи решаются путем создания на компрессорных станциях (КС) теплоутилизирующих энергетических и холодильных установок, функционирующих на высоко- и низкопотенциальной сбросной теплоте КС. В качестве рабочих тел в циклах таких установок используются низкокипящие рабочие тела.

Рассмотрены теплоутилизационные контуры (ТУК) на базе эжекторной холодильной машины для газотурбинных установок. Показано, что значительные резервы повышения их эффективности связаны с интенсификацией теплопередачи в генераторах пара и испарителях низкокипящего рабочего тела. Предложены схемные решения, обеспечивающие сокращение температурных напоров в генераторах и испарителях и повышение энергетической эффективности ТУК.

Рассмотрены современное состояние и перспективы развития тепло- и гидроэнергетики, основы теории тепловых и гидроэлектростанций, их основные типы, а также типы котлов, паровых, газовых и гидравлических турбин, систем теплоснабжения. Раскрыты направления эффективного использования гидроэнергетических ресурсов и комплексного решения проблем водоснабжения, орошения, защиты от паводков. Дана информация о паровых и водогрейных котлах, основных элементах современных паровых турбин, малых и модульных электростанциях, особенностях систем теплоснабжения североевропейских стран, в частности, Дании, Финляндии, Швеции, Исландии и Норвегии. Уделено внимание принципиальным схемам работы ГАЭС, режимам работы ГЭС и ГАЭС в объединенных энергосистемах, комплексному использованию и охране водных ресурсов.

Охарактеризовано современное состояние теплоэнергетики и ядерной энергетики в мире и Украине, освещены перспективы их развития. Рассмотрены строение и принципы работы тепловых и атомных электростанций, описаны их основные типы. Даны сведения о паровых и водогрейных котлах, паровых и газовых турбинах, ядерных реакторах и энергетических установках. Описаны топливные циклы атомной энергетики. Раскрыты особенности функционирования систем теплоснабжения крупных городов (на примере Киева, Москвы, Санкт-Петербурга), а также некоторых североевропейских стран (Дании, Финляндии, Швеции, Норвегии, Исландии). Рассмотрены перспективные направления развития реакторов и ядерного топливного цикла, разработан его возможный вариант для Украины. Дана общая характеристика реакторов-выжигателей высокорадиотоксичных отходов переработки отработавшего топлива АЭС.

Энергетическая утилизация сбросной теплоты компрессорних станций (КС) газопроводов, учитывая огромный потенциал такой теплоты, может стать серьезным фактором повышения эффективности работы КС. Существенные достоинства в реализации таких проектов имеют безводные технологии с использованием в качестве рабочего тела цикла Ренкина низкокипящих рабочих тел (НРТ), в частности пентана. Проведенные расчетные исследования паросилового цикла Ренкина теплоутилизирующей энергетической установки (ТУЭУ) на пентане позволили определить влияние изменения начальных параметров НРТ при начале процесса истечения пара в турбине из разных областей состояния пара - с граничной линии сухого насыщенного пара, из области перегретого пара и из сверхкритической области на эффективность ТУЭУ.

Применение энергетических и холодильных циклов и установок позволит решить задачу снижения энергозатратности перекачки газа и повысить ее производительность путем создания на компрессорных станциях (КС) теплоутилизирующих энергетических и холодильных установок на низкокипящих рабочих телах, функционирующих на высоко- и низкопотенциальной сбросной теплоте КС.

Предложена система горячего водоснабжения с использованием когенерационно-теплонасосных технологий для котельных большой мощности с двухтрубной системой теплоснабжения. Применение когенерационно-теплонасосных установок повышает надежность теплоснабжения, обусловливает возможность производства товарной электроэнергии и значительную экономию газа.

Рассмотрены вопросы формирования тепловой схемы когенерационной установки, регулирования тепловой мощности и их связь со способом и схемой использования сбросной теплоты двигателя. Рассмотрены вопросы агрегатной компоновки когенерационных установок с включением в технологическую схему теплофикационных котлов.

Рассмотрены теплоиспользующие установки (ТИУ) ГТУ на базе эжекторной холодильной машины. Показано, что значительные резервы повышения их эффективности связаны с интенсификацией теплопередачи в конденсаторах и испарителях низкокипящего рабочего тела. Предложены схемные решения, обеспечивающие сокращение температурных напоров в теплообменниках и повышение энергетической эффективности ТИУ.

Рассмотрены вопросы независимого повышения и регулирования тепловой нагрузки когенерационных установок с газопоршневыми двигателями. Независимое повышение и регулирование тепловой нагрузки когенерационных установок можно осуществить повышением теплового потенциала продуктов сгорания в утилизаторе путем применения подтопа. Возможны две модификации теплового регулирования - количественное регулирование и качественное. При количественном регулировании в результате подтопа в утилизаторе возрастает как расход продуктов сгорания, так и температура. При качественном регулировании расход продуктов сгорания практически остается постоянным. Проведены исследования и сформулированы рекомендации по применению двух модификаций подтопа.

Изложены результаты исследований способов снижения выбросов оксидов азота и углерода, а также улучшения тепловых характеристик когенерационных установок (КГУ) с газотурбинными установками и газопоршневыми двигателями с прямым сбросом выхлопных газов из двигателя в котел, а также из котла-утилизатора (К-У) в активный котел. Исследования проведены расчетным путем с использованием современных компьютерных программ. Для модульных КГУ с К-У, работающих автономно, исследования проводились на специальном экспериментальном стенде с дожигающим устройством, устанавливаемым между двигателем и К-У.

Учитывая огромнейший потенциал сбросной теплоты газотранспортных систем, утилизация этой теплоты на компрессорных станциях (КС) магистральных газопроводов может стать серьезным фактором повышения эффективности работы КС. Как подтверждают мировые тенденции, существенные достоинства в реализации таких проектов имеют безводные технологии с использованием в качестве рабочего тела цикла Ренкина низкокипящих рабочих тел (НРТ). Рассмотрены вопросы выбора НРТ и начальных параметров паросилового цикла. Проведен сравнительный анализ термодинамических характеристик и параметров рабочего цикла пентана и гексана. Исследования позволили определить влияние изменения начальных параметров на эффективность ТУЭУ.

В условиях тотальной экономии топлива и соблюдения норм межгосударственных договоренностей по охране окружающей среды значительному потенциалу сбросной теплоты энергетических установок электростанций, металлургической и химической промышленности уделяется недостаточно внимания. Существенные достоинства при утилизации низкопотенциальной сбросной теплоты таких установок имеют безводные технологии с использованием в качестве рабочего тела силового цикла Ренкина низкокипящих рабочих тел (НРТ). Проведен сравнительный анализ термодинамических характеристик и параметров рабочего цикла на разных НРТ. Рассмотрены варианты использования в качестве рабочего тела пропана, исследован новый сложный термодинамический цикл, являющийся комбинацией цикла Ренкина и изотермического сжатия рабочего тела.

Предложена схема парогазовой установки с котлом-утилизатором с внутрицикловой подготовкой топлива. Применение внутрицикловой подготовки топлива позволяет значительно повысить мощность парогазовой установки с одновременной экономией газа.