Кафедра "Турбінобудування"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/51

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/turbine

Кафедра "Турбінобудування" була заснована у 1930 році у Харківському механіко-машинобудівному інституті визначним ученим, педагогом і організатор науки, професором Володимиром Матвійовичем Маковським.

Постановою Ради Міністрів України № 665-р від 22 грудня 2006 року науково-дослідний комплекс експериментальних установок щодо вивчення газодинамічних та теплофізичних процесів у турбомашинах кафедри "Турбінобудування" НТУ "ХПІ" набув статусу "Національного надбання України". Це єдиний у країні приклад високої оцінки значущості обладнання університетської кафедри та високих наукових результатів, які одержують за його допомогою. Очолював кафедру на той час доктор технічних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки професор Анатолій Володимирович Бойко.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту енергетики, електроніки та електромеханіки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 1 доктор технічних наук, 5 кандидатів технічних наук; 1 співробітник має звання професора, 5 – доцента, 2 – старшого наукового співробітника.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 9 з 9

Використання теорії конкурсного розподілу обмежених ресурсів для оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр Павлович
Для задач аналізу і оптимального проєктування проточних частин парових турбін розроблено альтернативний метод розподілу наявного теплового перепаду багатоступеневої турбіни між її ступенями. Розглянута можливість використання теорії конкурсного розподілу обмежених ресурсів для оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни. Метод використовує залежність для оцінки потужності ступеня турбіни та конкурсні механізми, які були розроблені і використовуються для розв’язання задач розподілу ресурсів в галузі економіки. Проведені порівняльні розрахункові дослідження з оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями вихідних і оптимальних варіантів проточних частин парових турбін. Підтверджена можливість використання теорії розподілу обмежених ресурсів для задач аналізу і оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни та в оптимізаційних задачах з метою досягнення максимальної потужності багатоступеневої турбіни. Показано, що у оптимальних варіантів проточних частин розподіл наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни має кращі наближення до значень показників, які відповідають ідеальному варіанту розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями відповідно до розробленого методу ніж у вихідного варіанту проточної частини турбіни.
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 Павлович
Розглянуто 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.
Пошук можливих конструктивних рішень для продовження експлуатації ЦВТ потужної турбіни АЕС після пошкодження лопаток ротора
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Усатий, Олександр Павлович; Черноусенко, Ольга Юріївна; Пешко, Віталій Анатолійович
Можливість швидкого відновлення роботи потужної турбоустановки в умовах АЕС після аварійного пошкодження робочих лопаток є вельми актуальною задачею, особливо в умовах дефіциту генеруючих потужностей в енергосистемі. Для прийняття відповідних рішень щодо зміни конструкції турбіни були проведені необхідні розрахункові дослідження циліндру високого тиску (ЦВТ) турбіни К-1000-60/3000 в проектній конструкції та без робочих лопаток п'ятого ступеня і з чотирма першими ступенями (без п’ятого ступеня) обох потоків турбіни. Результати дослідження термо- та газодинамічних параметрів потоку показали на наявність відмінностей в умовах роботи усіх ступенів турбіни та найбільш значними вони є для 4-го і 5-го ступенів. Відмічено суттєве зменшення внутрішньої потужності ЦВТ турбіни відповідно 35,5 МВт і 6,6 МВт та його внутрішньої ефективності відповідно на 11,8% і 2,1%. Враховуючи усі аспекти, які пов'язані з роботою енергоблоку найбільш вдалим рішенням щодо швидкого відновлення роботи потужної турбоустановки в умовах АЕС після аварійного пошкодження робочих лопаток є варіант конструкції ЦВТ без робочих лопаток п'ятого ступеня.
Чисельне дослідження впливу зміни кута атаки на величину коефіцієнта втрат кінетичної енергії та кутів виходу потоку для соплових решіток з поворотними діафрагмами
(Лідер, 2021) Жирков, Олександр Григорович; Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена Петрівна; Торба, Юрій Іванович
Оптимізація та порівняння двох технологій виготовлення робочих решіток для ПЧ ЦВТ турбіни К-330-23,5
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена Петрівна; Пальков, Ігор Андрійович; Пальков, Сергій Андрійович; Іщенко, Олег Ігоревич
В статті викладені результати багатопараметричної оптимізації конструкційних і термогазодинамічних параметрів проточної частини ЦВТ К-330-23,5, які отримані за допомогою розробленої САПР «Турбоагрегат». Знайдені 12 оптимальних рішень для проточної частини ЦВД К-330-23,5 дозволяють не тільки оцінити вплив на ефективність ЦВТ конструкційних параметрів і чисел робочих лопаток ступенів ЦВТ, а і провести порівняльний аналіз двох технологічних підходів виготовлення робочих лопаток – з підрізуванням вихідних кромок і без такої.
Чисельне дослідження обтікання соплових решіток з поворотними діафрагмами
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Жирков, Олександр Григорович; Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена Петрівна; Торба, Юрій Іванович
Представлені результати чисельного дослідження плоского обтікання соплової решітки з поворотною діафрагмою, виконано порівняння результатів розрахунків з експериментальними даними. Розрахунки виконувалися за допомогою програмного комплексу Fluent (№ клієнта 01067322). В результаті виконаних розрахунків були отримані: картини течії у міжлопаточному каналі і за ним; розподіл коефіцієнтів втрати кінетичної енергії по фронту решітки при різних ступінях відкриття вхідної частини каналів соплової решітки.
Застосування комплексної методології для оптимізації проточних частин парових турбін
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Авдєєва, Олена Петрівна; Усатий, Олександр Павлович; Пальков, Ігор Андрійович; Пальков, Сергій Андрійович
В статті викладено ефективність застосування комплексної методології при модернізації існуючих проточних частин парових турбін. Наведена методологія дозволяє збільшити абсолютний ККД на 0,83 %, а потужність турбіни на 1,87 % за рахунок використання об’єктно-орієнтованого підходу. Використання рекурсивного обходу різних рівнів оптимізації задля обміну інформацією між об’єктами дозволяє знайти оптимальне рішення для великої кількості конструктивних параметрів.
Управління ресурсом турбін 200 МВт шляхом оптимізації долі пусків з різних теплових станів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Черноусенко, Ольга Юріївна; Усатий, Олександр Павлович; Риндюк, Дмитро Вікторович; Пешко, Віталій Анатолійович
Відомою проблемою Об’єднаної енергетичної системи України є нестача пікових потужностей в загальному генеруючому енергетичному балансі. З цієї причини пиловугільні енергоблоки потужністю 200 МВт, що були спроектовані для роботи в базовій частині графіка навантажень, приймають участь у регулюванні частоти енергомережі зміною своєї потужності, або вимушеними зупинками під час провалів енергоспоживання. На поточному етапі більшість енергетичного устаткування потужністю 200 МВт вичерпало свій парковий ресурс, маючи величезне число пусків з різних теплових станів. Таким чином в основному металі накопичена значна малоциклова втома, яка здатна сильно обмежити ресурсні показники обладнання, призводить до частих аварійних відключень та зменшує загальну надійність енергосистеми України. В роботі запропоновано метод управління ресурсом старіючого обладнання, шляхом оптимізації дольового відношення числа пусків устаткування з різних теплових станів. На базі технічного аудиту експлуатаційної документації генеруючих компаній та статистичної обробки ресурсних показників турбінного обладнання 200 МВт Курахівської, Луганської та Старобешівської ТЕС встановлено компоненти незалежних змінних для вирішення оптимізаційної задачі. Цільовою функцією обрано залишкове напрацювання, для описання якого було використано теорію планування екс-перименту, зокрема насичені плани Рехтшафнера. Отриманий опис цільової функції у вигляді повного квадратичного поліному дозволив встановити, що максимум залишкового ресурсу енергоблоків 200 МВт при роботі у маневрових режимах забезпечується при наступному співвідношенні числа пусків з різних теплових станів: 25–39 % пусків з холодного стану, 18–25 % пусків з неостиглого стану та 36–57 % пусків з гарячого стану металу.
Аналіз впливу ефективності окремих відсіків потужної парової турбіни на результати оптимізації теплової схеми турбоблока
(НТУ "ХПІ", 2018) Усатий, Олександр Павлович; Жівотченко, Юлія В'ячеславівна
Стаття присвячена питанням оптимізації теплової схеми паротурбінної установки з використанням програмного комплексу DNA, створеного групою авторів Датського технічного університету та програмного комплексу багатопараметричної оптимізації, розробленого на кафедрі турбінобудування НТУ «ХПІ». Алгоритми оптимізації базуються на методах теорії планування експерименту (використовуються насичені плани Рехтшафнера) та методі створення формальних макромоделей цільових функцій підвищеної точності. Крім цього, для пошуку оптимальних рішень багатоекстремальних цільових функцій також були задіяні ЛПτ послідовності та метод пошуку оптимального рішення «Рій бджіл». По результатам розв’язання низки задач з оптимізації теплової схеми була проведена оцінка впливу ефективності окремих відсіків турбіни на значення параметрів, які оптимізуються. Залежно від постановки оптимізаційної задачі і обраного критерію якості були знайдені оптимальні варіанти теплової схеми турбоблоку, що забезпечують економію умовного палива від 10000 до 13000 т/рік. Також було виявлено факт істотного впливу рівня внутрішнього відносного ККД першого відсіку на оптимальний перерозподіл теплового перепаду турбіни між її відсіками.