2023 № 03 Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/73231
Переглянути
Документ Плівкове охолодження на пласкій поверхні за одним рядом трикутних заглиблень з виїмкою при зовнішній турбулентності(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Доник, Тетяна Василівна; Ступак, Олег Станіславович; Потапов, Семен Володимирович; Ланьков, Богдан СергійовичСтаття присвячена вивченню ефективності плівкового охолодження на пласкій адіабатній поверхні з однорядною системою "дрібних" заглиблень (h/d = 0,75) трикутної форми різної конфігурації та подачею охолоджувача через похилі отвори, що розташовані в них. В роботі представлені результати комп'ютерного моделювання ефективності плівкового охолодження на пласкій поверхні при подачі охолоджувача через похилі отвори в трикутні заглиблення. Розрахунки виконані при зміні параметру вдуву 0,5 – 2,0 з використанням SST моделі турбулентності. На охолоджуючій поверхні спостерігається симетрія адіабатної ефективності плівкового охолодження відносно повздовжньої вісі, що свідчить про стійкість охолоджувача поблизу стінки. Локальна ефективність плівкового охолодження має нерівномірний характер з максимумами локальної ефективності охолодження за заглибленнями при малих параметрах вдуву. Зі збільшенням параметру вдуву спостерігається зниження поперечної нерівномірності після ряду трикутних заглиблень. Порівняльний аналіз трикутних заглиблень різної конфігурації показав суттєву перевагу середньої ефективності плівкового охолодження у трикутника з виїмкою на передній стінці в порівнянні з класичним трикутником та тангенціальним отвором, яка складає до 70 %. При досліджені впливу зовнішньої турбулентності (Tu = 1 %, 5 %, 10 %) на ефективність плівкового охолодження визначено, що зі збільшенням турбулентності основного потоку виникає зменшення ефективності охолодження до 24 %. Однак на ділянці x/d < 20 вплив зовнішньої турбулентності практично відсутній, що пов’язано зі складною вихровою структурою, яка подавляється зовнішньою турбулентністю основного потоку.Документ Розгляд руху безпілотного транспорту за типом літака(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Крицький, Дмитро Миколайович; Попов, Олексій Вікторович; Биков, Андрій Миколайович; Бикова, Тетяна Анатоліївна; Яшин, Сергій АнатолійовичУ сучасному світі час та ефективність виготовлення виробів відіграє дуже важливу роль, тому автоматизація на кожному етапі є надважливою. Для автоматизації проєктування використовуються системи автоматизованого проєктування (САПР) також пропонується підхід дослідження функцій і геометрії, який дозволяє проектувати на основі опису функціональності та геометрії, але, як зазначено в публікації, це дуже добре для прототипування. Розглянуто підхід до класифікації систем автоматизації підтримки життєвого циклу інженерних об'єктів, з запропонованою структурою опису проектованого об'єкта, з використанням потрійного підходу до опису: функціонального, математичного та фізичного. На основі цього підходу описано алгоритм складання функціонального опису життєвого циклу, в основу алгоритму покладено принцип єдності аналізу та синтезу створюваної системи в процесі проектування. Запропоновані рішення розглядаються з використанням традиційної методології Aircraft Shaping на прикладі алгоритму виду літака. Також представлено архітектуру мультиагентної платформи для структурно-параметричного синтезу об'єкта, для зручності використання якої запропоновано використовувати класифікацію задач проектування у вигляді проектного куба. Запропонований підхід дозволяє отримати точний опис проектованого об'єкта та підзадач, необхідних для його створення, що дозволяє скоротити час виконання проекту. У статті не всі рішення можливо автоматизувати на даному етапі технічної розробки, але того, що можливо автоматизувати, достатньо, щоб отримати скорочення термінів реалізації, а також прискорення процесу прототипування, як це показано в розглянутому прикладі. З отриманих даних, бачимо що фактичні дані протягом усього життєвого циклу (ЖЦ) отримують з прискорення на етапах, що пов'язані зі сприйманням вихідних даних. Отримане скорочення термінів на протязі всього життєвого циклу досягає від 10 % до 21 % від запланованого часу.Документ Розрахункове аеродинамічне дослідження вихідної частини потужної парової турбіни в широкому діапазоні режимів роботи(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Юдін, Юрій Олексійович; Малимон, Іван ІвановичПроведено серію розрахункових досліджень аеродинамічних характеристик моделі останнього ступеня ЦНТ парової турбіни з вихідним патрубком. Дослідження виконано в широкому діапазоні режимів роботи останнього ступеня GV2. Модель ступеня побудовано за допомогою програмного комплексу AxSTREAM і розраховано в програмному комплексі 3D Solver. Модель патрубку виконано вісесиметричною. Розподіл параметрів для розрахунків взято з експериментальних даних, отриманих на ПД ГРЕС за участі кафедри турбінобудування НТУ "ХПІ". Результати розрахунку задовільно верифіковано з експериментом. Отриману розрахункову модель можливо використовувати при подальших розрахункових дослідженнях з метою пошуку шляхів оптимізації вихідних каналів турбомашин.Документ Оцінка можливості використання повідсікового моделювання процесів в проточній частині парової турбіни в задачах одночасної оптимізації теплових схем та турбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр ПавловичРозглянуто два варіанти постановок задачі розрахунку проточної частини (ПЧ)парової турбіни з використанням удосконаленого одновимірного повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів в ПЧ при заданих величинах параметрів пари на вході і виході із циліндру та між його відсіками. Перший варіант постановки забезпечував визначення масової витрати пари на вході в кожен відсік при заданій геометрії ПЧ. Другий варіант постановки дозволяв провести послідовний розрахунок кожного відсіку при заданих величинах масової витрати пари в голову кожного відсіку, а також параметрів пари між відсіками за рахунок відповідного коригування значень ефективних кутів виходу соплових решіток усіх ступенів кожного відсіку. В якості об'єкту дослідження було вибрано циліндр середнього тиску (ЦСТ) турбіни К-540-23,5. Розрахункові дослідження були сплановані, проведені і обробленні з використанням методів теорії планування експерименту. Виконані порівняння результатів розрахунків з використанням обох варіантів повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів між собою та результатами отриманими з використанням загальноприйнятого варіанту поступеневого моделювання роботи ПЧ парової турбіни. Порівняння показали, що для розв’язання задач оптимального проєктування доречніше використовувати другий варіант постановки удосконаленого одновимірного повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів в ПЧ.Документ Удосконалення технологічної схеми спалювання газу в теплових установках металургійних підприємств(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Єфімов, Олександр В'ячеславович; Ліфшиць, Петро Володимирович; Каверцев, Валерій ЛеонідовичМетою даної статті є представлення засобів щодо підвищення адіабатичної температури горіння палива, що подається в пальник для підігріва повітронагрівача металургійних підприємств та скорочення використання природного газу. Представлені три види засобів підвищення адіабатичної температури горіння палива у вигляді технологічних схеми подачі палива в пальник. Проведено стислий аналіз усіх видів схем. Проаналізовано їх переваги та недоліки.Документ Дослідження напружено-деформованого стану валопроводу турбоагрегату К-1000-60/3000 при крутильних коливаннях(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Черноусенко, Ольга Юріївна; Марисюк, Богдан ОлександровичОсновне обладнання більшості українських енергоблоків теплових та атомних електростанцій вичерпало свій парковий ресурс. Тому доцільно здійснювати детальний аналіз залишкового ресурсу працюючого обладнання та впроваджувати комплекс заходів з метою подовження терміну його експлуатації. В роботі описана модель для дослідження напружено-деформованого стану валопроводу турбоагрегату К-1000-60/3000 при нештатних режимах роботи електрогенератора (коротке замикання). Результати розрахунку показали, що реактивний сплеск на бочці ротора турбогенератора, який виникає при аварійній ситуації призводить до появи крутильних коливань всього валопроводу. Амплітуда коливань є прямо пропорційною збуджуючій силі та обернено пропорційною демпфуючим властивостям системи. Демпфуючі характеристики об'єкту забезпечують розсіювання енергії вільних коливань після припинення дії реактивного сплеску. Найбільші амплітуди дотичних напружень виникають на ділянці валопроводу між паровою турбіною та електрогенератором. При трьохкратному перевищенні номінального крутного моменту на роторі в районі муфти між циліндром низького тиску (ЦНТ) та електрогенератором (ЕГ) виникають напруження в 126 МПа.Документ Особливості моделювання та чисельного аналізу динаміки ротора турбокомпресора з активними магнітними підшипниками(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кучма, Михайло Володимирович; Мартиненко, Геннадій ЮрійовичСтаття досліджує та порівнює два підходи до моделювання та оцінки динаміки роторів у системах з активними магнітними підшипниками (АМП). Основний акцент робиться на аналізі динаміки ротора турбокомпресора газоперекачувального агрегату з врахуванням унікальних особливостей АМП, що використовуються для контролю стійкості руху. Для моделювання динаміки ротора на АМП використовуються два різні методи: перший – твердотільне моделювання, яке враховує деформацію навісних елементів ротора та їх вплив на його власні частоти та критичні швидкості; другий – масове або часткове моделювання, де всі навісні елементи заміщуються масово-інерційними елементами. Обидва підходи ґрунтуються на застосуванні методу скінченних елементів. Мета дослідження полягає в визначенні переваг та недоліків використання обох методів для моделювання та розрахунку характеристик роторної динаміки систем, які підтримуються АМП. Порівняння базується на різноманітних статичних та динамічних аналізах. Числові експерименти надають результати у вигляді розрахунків критичних швидкостей та форм коливань (прецесій). Це дозволяє оцінити можливість резонансних режимів системи та уникнення небезпечних ситуацій. Отримані результати підтверджують точність обох методів і можуть служити основою для вибору підходу в залежності від конкретних потреб дослідника.Документ Дослідження енергоефективності автономної роботи електротранспорту(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Островерхов, Микола Якович; Вещиков, Георгій ВячеславовичВ роботі розглянуто актуальне питання автономного руху електротранспорту в умовах недостатнього живлення електроенергії мережею або при її аварійному відключенні. Метою роботи є дослідження енергоефективності автономної роботи електротранспорту на основі використання батарей суперконденсаторів для живлення потужного тягового електроприводу. Дослідження здійснено шляхом моделювання на прикладі електропривода вагону метро. В роботі представлена математична модель суперконденсатора та асинхронного електродвигуна. Тяговий електропривод має типову систему векторного керування моментом двигуна. Для узгодження рівня напруги батареї суперконденсаторів та електродвигуна використовується DC-DC перетворювач. Отримано графіки швидкості, моменту, складових напруги та механічної енергії двигуна, а також енергії суперконденсатора та ККД всієї системи при розгоні електропривода. Результати моделювання показали ефективність роботи автономного електропривода вагону метро при живленні тільки від батареї суперконденсаторів.Документ Оцінка потенціалу енергозбереження при застосуванні рекуперації енергії на моторвагонному електрорухомого складу для приміських перевезень(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Буряковський, Сергій Геннадійович; Овер'янова, Лілія Вікторівна; Нещерет, Володимир Олексійович; Іванов, Костянтин ІгоровичВирішено серію тягових задач для ділянки Харків-Пасажирський – Мерефа при русі базової секції електрорухомого складу. Встановлено, що коефіцієнт рекуперації для секції змінюється у діапазоні 0,26 – 0,47 і залежить від допустимої швидкості руху. Визначено, що потужність бортового накопичувача енергії має відповідати нормативній потужності тягового електроприводу, яка дорівнює 1200 кВт. Енергоємність накопичувача, який працює у режимі акумулювання енергії та живленні тягового електроприводу, становить 8,2 кВт·год.Документ Алгоритм керування нахилу кузова та рекуперації коливань швидкісного електропоїзду з електромеханічним амортизатором(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Озулу, Антон БорисовичСтаття розглядає алгоритм керування нахилом кузова та рекуперації коливань швидкісного електропоїзду з електромеханічним амортизатором. Висунута основна проблематика існуючих систем нахилу кузова, які використовують гідравлічні, пневматичні та інші системи. Представлена схема розміщення електромеханічних амортизаторів у складі ходової частини швидкісного електропоїзду. Запропоновано оптимальний алгоритм виміру та розрахунку кута нахилу кузова. Побудовано схему алгоритму для виконання роботи з нахилу кузова та рекуперації коливань.