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

Розроблено методи аналізу нестаціонарних вібрацій обертових машин у режимі реального часу з використанням різниць. Розглянуто моделі сигналів нестаціонарних вібрацій. Розроблено методи вибору ділянок локальної стаціонарності та методи визначення різниць кореляційних функцій і спектрів потужності з метою використання останніх як діагностичних ознак. Шляхом комп'ютерного моделювання досліджено похибки визначення ділянок локальної стаціонарності розробленими методами. Виявлено нові діагностичні ознаки обертових машин, які під час використання різницевого кореляційно-спектрального аналізу дозволяють виявити перекіс прилягаючої поверхні другого підшипника турбіни типу К-200-130 ЛМЗ, обрив болта кріплення бічної колодки до обойми першого підшипника турбіни типу К-160-130 ХТЗ та нерівномірність затягування болтів півмуфт роторів високого та низького тисків цієї турбіни. Виявлено також діагностичні ознаки, які дозволяють встановлювати наявність тріщин у лопатках турбін. На підставі запропонованих методів та алгоритмів розроблено ефективні структури та програмне забезпечення для адаптивного кореляційного аналізу нестаціонарних вібрацій механічного обладнання та його елементів у режимі реального часу.

  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

Розроблено методичне та програмне забезпечення аналізу впливу просідань колон та модуля пружності залізобетону фундаменту на вібраційні характеристики та показники надійності системи турбоагрегат - фундамент - основа (ТФО) за вібраційних відмов. Запропоновано теоретичні підходи, математичні моделі та програмне забезпечення для розв'язання наступних задач: контактної взаємодії окремих підсистем корпуса турбіни та фундаменту; власних і вимушених коливань, статистичної динаміки та вібраційної надійності системи ТФО з урахуванням випадковості її параметрів та зовнішнього впливу. Виконано широкий спектр числових досліджень характеристик власних, вимушених коливань і надійності з урахуванням впливу зазначених випадкових факторів, що обумовлені різними технологічними та експлуатаційними причинами. Виявлено фізичні закономірності формування вібраційних відмов, показано можливість виникнення небезпечних резонансів у контрольованих частотних діапазонах. Результати даних досліджень упроваджено в процесі модернізації турбоагрегатів Зміївської та Придніпровської ТЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано методи побудови монотонних різницевих схем з обмежувачами, а також розглянуто питання їх ефективного використання для числового дослідження запропонованих математичних моделей нестаціонарних аеродинамічних, електродинамічних процесів як квазілінійних гіперболічних систем диференціальних рівнянь у частинних похідних. Наведено функціональні рівняння та систему рівнянь і побудовано їх загальні розв'язки (L-функції) які використовуються у конструкціях монотонних різницевих схем слабкої та класичної апроксимації. Впроваджено L-модифіковані інтерполяційні поліноми Ньютона. Розроблено математичну модель багаторядної гратки жорстких профілів у трансзвуковому потоці газу на базі системи рівнянь газової динаміки (Ейлера). Виконано числове дослідження механізму виникнення низькочастотних аеродинамічних навантажень на профілі робочої гратки, що взаємопов'язані з рухом ударної хвилі завдяки системі рухомих і нерухомих граток профілів. Побудовано математичну модель аеропружної гратки профілів, базуючись на зв'язаних системах рівнянь для газодинамічного потоку та пружних коливань профілів. Виконано числове дослідження умов автоколивань у системі "газ - пружні профілі" у разі імпульсного збурення закону коливань профіля гратки. Модель ізольованого пружного профіля крила використано для числового дослідження стійкості переходів меж зон, компактних за числом Маха, стабільних і нестабільних його аеропружних коливань у трансзвуковому потоці газу. Монотонну різницеву схему застосовано для інтегрування нестаціонарних рівнянь Максвелла, записаних у дивергентній формі. Виконано порівняння коефіцієнтів віддзеркалення імпульсу монохроматичної електромагнітної хвилі, одержаних за методами моментів, від біперіодичної решітки стрічкових елементів. Визначено нестаціонарні резонансні властивості біперіодичної просторової решітки з ідеальними провідниками С-форми.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення числових моделей газодинамічних процесів у проточних частинах турбомашин різного типу та визначення напрямів їх подальшого аеродинамічного удосконалення на основі раціональної організації просторової нестаціонарної структури потоку. Розроблено числову модель розрахунку просторових нестаціонарних в'язких течій у проточних частинах довільної форми, експериментально доведено її високу обчислювальну ефективність. Наведено результати апробації моделі, що підтверджують її достовірність для широкого діапазону газодинамічних режимів течій і конструкцій проточних частин. Відзначено, що використання розробленої числової моделі на машинобудівних підприємствах і в конструкторських бюро дозволяє скоротити час проектування та зменшити кількість проведення експериментів у деяких випадках на 30 %. Результати наукового дослідження рекомендовано безпосередньо використовувати під час проектування та модернізації проточних частин турбомашин для підвищення їх аеродинамічної ефективності.

  Скачати повний текст

Розроблено методи розв'язування прямої, гібридної й оберненої задач розрахунку квазітривимірної течії в решітках турбомашин щодо їх оптимального проектування. Доведено можливість паралельного розв'язування окремих задач у каналі на підставі використання розроблених методів за умов, що загальна задача розрахунку течії в шарі змінної товщини подана як обмежена множина не зв'язаних між собою відносно простих задач розрахунку течії у вибраних перерізах цього шару. З'ясовано, що дані задачі розв'язуються методами нелінійного програмування. Вдосконалено метод щодо визначення граничних умов задачі проектування решіток профілів турбомашин. Спроектовано нові соплові решітки, профіль яких має локальні хвилеподібні контури та його коефіцієнт сумарних втрат значно нижчий ніж у атласних решіток профілів.

  Скачати повний текст

Розроблено методичне забезпечення для комп'ютеризованої систми аналізу та діагностики вібраційного стану турбоагрегатів (ТА). Розроблене програмно-методичне забезпечення встановлено у рамках стаціонарної комп'ютеризованої автоматизованої системи аналізу та діагностики ТА на 4-х енергоблоках ТЕЦ України. Створено програмне забезпечення для коп'ютеризованої системи балансування гнучких роторів турбогенераторів на підставі параметрів коливань ротора й опор. Для автоматизованого оцінювання впливу режимних факторів на вібростан ТА розроблено метод змінних коефіцієнтів. За даними експериментальних досліджень визначено основні параметри, які необхідно враховувати для оцінювання впливу режимних факторів на вібростан ТА. Наведено методику контролю крутильних деформацій валопровода, яка грунтується на використанні сигналів радіальних переміщень ротора за умов експлуатації агрегату. Проведено експериментальні дослідження стосовно оцінювання крутильних деформацій скручування валопровода Т-250/300-240. За запропоновною методикою ідентифікації математичної моделі валопровода ТА побудовано модель валопровода на опорах, яка близька за своїми вібраційними характеристиками до реального валопровода ТА Т-250/300-240. Проведено експериментальне оцінювання вібраційного стану турбоагрегатів Т-250/300-240 і К-300-240. За результатами діагностування виявлено причини підвищеної вібрації на окремих ТА, що дозволило вирішити питання щодо оцінювання їх вібростану та підвищення надійності роботи.

  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