Вісник № 13

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/36429

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 15 з 15

On low-emission annular combustor based on designing of liner air admission holes
(НТУ "ХПІ", 2018) Dolmatov, Dmytro Anatolyevich; Hajivand, Masoud
Numerical experiments was carried out to predict the total temperature characteristics and formation of nitrogen oxide emissions and pattern factor in an annular combustor liner based on geometrical parameters and location and rows of different air admission holes, for 6 various cases, using computational fluid dynamics (CFD). The simulation has been performed using ANSYS CFX including finite rate chemistry and eddy dissipation model, for simulation of liquid kerosene (Jet A) – air combustion after fuel droplet evaporation. The spray modeling was performed, including Rosin-Rammler droplet distribution. Thermal and prompt nitrogen oxide (NOx) formation was performed to predicting NOx emission characteristics with a k-ε model of turbulent. In this investigation the 3D CAD model of the realistic annular combustion chamber is presented for the simulation with double radial air swirler for the better mixing fuel with air. Beside this the characteristic and the flame structure is presented including the contour plots of total temperature and NO concentration at the outlet of the combustor liner and in cross section plane along the X axis from the injector center of the combustor including the chart of the velocity and NO, CO, CO₂, O₂ and the total temperature along the liner from the injector center. For the combustion of kerosene with air 2 step kinetic schemes are presented in this study. The results show that the best result with the low concentration of NO is the case 5 but with a high percentage of pressure drop and the case 3 have the maximum concentration of NO with the low percentage of pressure drop.
Анализ влияния повышения тепловой мощности энергоблока АЭС на протекание запроектной аварии
(НТУ "ХПИ", 2018) Никуленков, Анатолий Геннадьевич; Черноусенко, Ольга Юрьевна; Никуленкова, Татьяна Владимировна
Учитывая потенциальную возможность для энергоблоков АЭС Украины увеличения тепловой мощности реакторной установки до 104 % от проектного значения, которая реализована в ряде стран, с одной стороны и уроки, извлеченные из аварии на АЭС Фукусима-1 с другой, возникает необходимость в анализе влияние повышения тепловой мощности энергоблока АЭС на протекание тяжелой запроектной аварии. В данной статье представлены результаты оценки времени достижения открытия импульсно-предохранительных клапанов компенсатора давления и максимального проектного предела по топливу (температура оболочки 1200 °С) для различных уровней мощности (до 104 % от проектного значения) при полном обесточивании энергоблока с отказом на запуск резервных дизель-генераторов. Обозначены основные допущения и подходы к моделированию тяжелой запроектной аварии при использовании расчетного интегрального одномерного кода RELAP5. Представлен сравнительный анализ протекания запроектной аварии реакторной установки на разных уровнях мощности.
Анализ нестационарных нагрузок и амплитуд колебаний рабочих лопаток последней ступени турбомашины с учетом расстройки собственных форм
(НТУ "ХПИ", 2018) Гнесин, Виталий Исаевич; Колодяжная, Любовь Владимировна; Жандковски, Ромуальд
На основании разработанной математической модели и численного метода аэроупругого поведения лопаточного венца в транзвуковом потоке газа (связанная задача нестационарной аэродинамики и упругих колебаний лопаток) представлен численный анализ аэроупругого поведения турбинного лопаточного венца в трехмерном потоке идеального газа через ступень турбины с учетом расстройки собственных форм и частот лопаток. Данный метод решения связанной аэроупругой задачи позволит прогнозировать амплитудно-частотный спектр колебаний лопаток в трехмерном потоке идеального газа, включая вынужденные, самовозбуждающиеся колебания и автоколебания с целью повышения экономичности и надежности лопаточных аппаратов турбомашин.
Комплексне моделювання газотурбінної когенераційної системи на біогазовому паливі
(НТУ "ХПІ", 2018) Чайковська, Євгенія Євстафіївна
Запропонована інтегрована система пілтримки температури мережевої води при вимірюванні температури зворотної води та температури газів. Розряд-заряд біогазової установки, відвантаження збродженого сусла та завантаження свіжого матеріалу з використанням теплового насосу, для якого низкькопотенційним джерелом енергії є зброджене сусло, підтримують заряд-розряд газо-турбінної когенераційної системи. Прийняття рішень на зміну кількості пластин теплоутилізатора щодо забезпечення підігріву мережевої води підтримує співвідношення виробництва електричної енергії та теплоти, що при підвищенні товарності біогазової установки до 15 % дозволяє знизити собівартість виробництва енергії до (20-30) %.
Методология робастного оптимального проектирования многоступенчатого осевого компрессора на основе дискретных данных об аналогах
(НТУ "ХПИ", 2018) Меняйлов, Евгений Сергеевич; Угрюмов, Михаил Леонидович; Черныш, Сергей Викторович; Меняйлов, Андрей Владимирович
Рассматривается решение нелинейной задачи расчета конструкторских размерных цепей в условиях параметрической априорной неопределенности. Предложены методология синтеза решений многокритериальных задач стохастической оптимизации со смешанными условиями (MV-задач) и эффективный меметический алгоритм синтеза решений MV-задач. В качестве примера получены результаты решения задачи робастного оптимального проектирования двухступенчатого осевого компрессора в условиях стохастической природы входных данных.
Обоснование метода учета сжимаемости потока при течении в диафрагмах с острыми кромками
(НТУ "ХПИ", 2018) Тарасов, Александр Иванович; Литвиненко, Оксана Алексеевна; Михайлова, Ирина Александровна
В статье на основе CFD анализа обоснован метод учета сжимаемости воздуха при течении через диафрагму с острыми кромками. Показано, что расчет массового расхода при заданных давлениях перед и за диафрагмой может быть выполнен с достаточной точностью, если использовать известные зависимости для коэффициента гидравлических потерь давления для несжимаемой среды при условии введения поправки на сжимаемость. Показано, что в отличии от коэффициента гидравлического сопротивления, который зависит только от геометрических размеров диафрагмы при Re > 10⁵, коэффициент расхода зависит от отношения давлений перед и за диафрагмой. Поэтому использование коэффициента гидравлического сопротивления является более предпочтительным. Определение числа Маха при сверхкритическом отношении давлений представляет определенную сложность, так как область, где M > 1 имеет место в суживающейся струе на некотором расстоянии от диафрагмы. Несмотря на это, в инженерных расчетах предложено, в качестве определяющего размера использовать диаметр отверстия, и все параметры потока приводить к живому сечению диафрагмы. При этом вводиться поправка на коэффициент гидравлического сопротивления по методу, изложенному в статье.
Особенности использования программного комплекса Thermal Scheme для расчета тепловых схем
(НТУ "ХПИ", 2018) Шубенко, Александр Леонидович; Сарапин, Владимир Павлович
Приведено описание и основные особенности использования разработанного в ИПМаш НАН Украины программного комплекса Thermal Scheme, позволяющего проводить расчетные исследования тепловых схем с использованием реальных свойств разных рабочих тел. В качестве примера, демонстрирующего возможности предлагаемого программного комплекса, выполнены расчетные исследования тепловой схемы низкотемпературной сепарации природного газа с применением турбодетандерного агрегата. Приведены результаты расчетных исследований рассматриваемой схемы.
Оценка индивидуального ресурса литых корпусов автоматических защитных клапанов энергоблоков мощностью 200 МВт
(НТУ "ХПИ", 2018) Черноусенко, Ольга Юрьевна; Рындюк, Дмитрий Викторович; Пешко, Виталий Анатольевич; Горяженко, Владислав Юрьевич
Энергоблоки ДТЭК "Кураховская ТЭС" мощностью 200 МВт с паровыми турбинами К-200-130 после достижения ими паркового ресурса на сегодняшний день требуют принятия решения о дальнейшей эксплуатации. Данная работа посвящена проблеме продление срока эксплуатации энергетического оборудования. Предметом исследования работы является повреждаемость и остаточный ресурс автоматических защитных клапанов ЦСД паровой турбины К-200-130. Получены данные по тепловому и напряженно-деформированному состоянию корпусов клапанов для разных режимов пуска. Определена суммарная поврежденность и индивидуальный остаточный ресурс.
Оцінка навантаженості нелінійних з’єднань елементів системи турбоагрегат-фундамент-основа при сейсмічних діях
(НТУ "ХПІ", 2018) Гонтаровський, Павло Петрович; Гармаш, Наталія Григорівна
За допомогою розробленої на основі методу скінченних елементів розрахункової методики проведено аналіз навантаженості елементів кріплення турбоагрегату на фундаменті для різних варіантів їх пружно-демпферних характеристик. Розрахункова модель складалась із довільно орієнтованих стержнів та зосереджених мас. Оцінено навантаженість елементів упорного підшипника, який у більшості випадків має найменший запас міцності (несної здатності). Показано, що наявність зазорів у елементах кріплення викликає значне підвищення динамічних навантажень. Розрахунки проведено для синтезованої сейсмограми семибального землетрусу, яка викликає найбільш широкий спектр навантаження в порівнянні з іншими реальними сейсмограмами.
Проблемы эксплуатации высокотемпературных элементов энергетического и промышленного оборудования
(НТУ "ХПИ", 2018) Мороз, Олег Сергеевич
Представлены результаты исследований формирования и влияния профиля температур на напряженно-деформированое состояние элементов промышленного и энергетического оборудования. В качестве исследуемого элемента котлоагрегатов был выбран патрубок внутри которого протекала вода для охаждения. Рассмотрено влияние распределения температуры внутри патрубка на его напряжонное состояние. В качестве средства расчета была использована универсальная программная система конечно-элементного анализа ANSYS.
Підхід до визначення розподілу пари в ступенях парових турбін при змінних режимах роботи
(НТУ "ХПІ", 2018) Бахмутська, Юлія Олегівна; Котульська, Ольга Валеріївна; Парамонова, Тетяна Миколаївна
В роботі запропоновано підхід до визначення тиску та витрат пари у придискових областях проточної частини. Він включає апроксимаційні рівняння для визначення цих параметрів при руху пари від периферії до центру і у зворотному напрямку, а також через розвантажувальні отвори, діафрагмові і осьові ущільнення. Наведено результати розрахунку витрат пари у придисковій області та через розвантажувальні отвори для різних режимів роботи турбіни при пуску з холодного стану. Отримані значення параметрів пари приймаються для розрахування коефіцієнтів тепловіддачі і температури на поверхнях дисків та ущільнень ротора з ціллю визначення його теплового та термонапруженого стану і подальшого керування режимами пуску турбіни. Також наведені у роботі апроксимаційні рівняння дозволяють розрахувати тиски у міжвінцевих і міжступеневих зазорах, що дає змогу врахувати зміну осьового зусилля на опорний підшипник при пуску турбіни.
Термодинамічний аналіз теплонасосної системи вентиляції для підтримання комфортних умов в виробничих приміщеннях з вологовиділенням
(НТУ "ХПІ", 2018) Безродний, Михайло Костянтинович; Притула, Наталя Олександрівна; Цвєткова, Марія Олександрівна
В статті розглянута схема теплонасосної системи (ТНС) вентиляції в приміщенні з частковою і змінною рециркуляцєюї відпрацьованого повітря для підтримання заданих комфортних умов перебування в приміщенні (температури і вологовмісту повітря). Проведено термодинамічний аналіз роботи теплонасосної схеми для визначення необхідних режимів роботи системи в залежності від параметрів зовнішнього атмосферного повітря. Показано, що для підтримання заданого вологовмісту повітря в приміщенні за різних погодних умов коефіцієнт рециркуляції має змінюватись в залежності від температури і відносної вологості атмосферного повітря. Отримані розрахункові залежності для необхідних коефіцієнтів рециркуляції при роботі системи вентиляції в холодний період року. Показана гранична межа застосування ТНС з підігрівом припливного повітря, після якої для підтримання комфортних умов в приміщенні необхідна робота ТНС в режимі кондиціювання (охолодження) припливного повітря. Отримані також розрахункові дані щодо коефіцієнта використання зовнішньої енергії на ТНС вентиляції, які характеризують енергетичну ефективність роботи системи в залежності від параметрів зовнішнього повітря.
Удосконалення моделі теплогідравлічного розрахунку мультіпаливного котельного агрегату
(НТУ "ХПІ", 2018) Каверцев, Валерій Леонідович; Дягілєв, Вадим Олександрович; Єсипенко, Тетяна Олексіївна
Метою даної статті є створення напряму до розробки комплексної програми розрахунку мультіпаливних котельних агрегатів. У статті пропонується вдосконалення моделі теплогідравлічного розрахунку мультіпаливного котла. Представлений варіант логічної блок-схеми теплового розрахунку мультипаливного котельного агрегату з урахуванням його системи сепарації. Цю блок-схему можна буде використовувати для розробки варіантів конструкцій мультипаливних котельних агрегатів за допомогою програмних комплексів в комп'ютерному середовищі. Розроблені рішення можуть бути застосовані при розробці перспективних конструкцій мультипаливних котельних агрегатів, здатних працювати в широкому діапазоні експлуатаційних навантажень.
Усовершенствование рекуперативного воздухонагревателя для расширения области его применения при условии использования запыленного теплоносителя
(НТУ "ХПИ", 2018) Юрко, Владимир Владимирович; Ганжа, Антон Николаевич
Рассмотрены вопросы использования тепла дымовых газов для нагрева воздуха горения. Разработанная конструкция петлевого воздухонагревателя, позволяющая работать на запыленном греющем теплоносителе. Приведенная сравнительная характеристика схем движения теплоносителей и выбрана оптимальная конструкция, позволяющая продлить строк эффективной службы теплообменного аппарата. Предлагаемая конструкция петлевого воздухонагревателя дает возможность не только утилизировать вторичное тепло дымовых газов для нагрева воздуха горения, но и решить проблемы, связанные с эффективной работой воздухонагревателя на запыленном теплоносителе, улавливать ценную пыль технологических процессов.
Численные методы решения задач теплопроводности для изучения температурного состояния керамического ядерного топлива
(НТУ "ХПИ", 2018) Ефимов, Александр Вячеславович; Ромашов, Юрий Владимирович; Есипенко, Татьяна Алексеевна; Чибисов, Дмитрий Алексеевич
Рассматриваются численные методы решения задач теплопроводности: классический метод сеток и метод полудискретизации с сеточной дискретизацией в пространственной области исследования температурного состояния керамического ядерного топлива. Показано, что применение метода полудискретизации, приводящего к системе обыкновенных дифференциальных уравнений с начальными условиями относительно узловых значений искомых величин, имеет ряд преимуществ перед классическим методом сеток из-за более широких возможностей выбора схемы интегрирования по времени.