05.05.03 "Двигуни та енергетичні установки"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/20944

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 29

Конвертація стаціонарного двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах
(НТУ "ХПІ", 2015) Кравченко, Сергій Сергійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2016. Дисертаційна робота присвячена дослідженню особливостей використання низькокалорійних газових палив в двигунах з форкамерно-факельним запалюванням паливо-повітряної суміші та якісним регулюванням потужності, моделюванню внутрішньоциліндрових процесів двигуна та пошуку його раціональних параметрів. Розроблений, реалізований і набув практичного застосування комплекс математичних моделей, що описують внутрішньоциліндрові процеси двигуна з форкамерно-факельним запалюванням. Проведені розрахункові дослідження дозволили визначити вплив властивостей НГП на показники газового двигуна типу ГД100. Запропоновано методику визначення оптимальних параметрів форкамери на основі комплексу критеріїв ефективності – мінімальної енергії запалювання суміші, енергії форкамерного факелу і коефіцієнта продувки форкамери. В результаті виконаного оптимізаційного дослідження запропоновані раціональні параметри форкамери за яких забезпечується якісне запалювання та згоряння паливо-повітряної суміші в циліндрі. Проаналізовано можливості конструктивного забезпечення номінальної потужності двигуна при використанні в якості палива різних низькока-лорійних газів. Отримані конструктивні та регулювальні параметри двигуна ГД100, що дозволять забезпечити високі техніко-економічні показники при його роботі на НГП.
Совершенствование методов профилирования боковой поверхности поршней двигателей внутреннего сгорания
(НТУ "ХПИ", 2016) Москаленко, Иван Николаевич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – двигатели и энергетические установки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт" МОН Украины. – Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке методов профилирования боковой поверхности поршня, основанных на применении математических моделей процессов, происходящих в трибосопряжении "поршень-смазочный слой-цилиндр" ДВС. Выполнен обзор и систематизация существующих подходов к профилированию поршней ДВС. Сформулированы перспективные направления исследований. Разработан новый расчетно-экспериментальный метод определения динамических параметров движения поршня. В основу метода предложено положить математическую модель механических, гидродинамических и тепловых процессов, протекающих в цилиндре. Разработан новый метод профилирования боковой поверхности, который основан на уточнении расчетного напряженно-деформированного состояния поршня за счет учета переменных в цикле силовых и гидродинамических факторов, а также теплового состояния деталей ЦПГ. Форму профиля поршня предложено определять в процессе вычитания (добавления) из серийного холодного профиля суммарных деформаций, установленных по результатам моделирования НДС в фазах максимального давления цикла на режиме максимальной деформации. Для оценки несущей способности смазочного слоя и режима трения в качестве критерия предложено применение модифицированного числа Зоммерфельда и приведенного коэффициента трения. На примере двигателя ВАЗ 11194 расчетным путем показано, что за счет применения разработанного метода профилирования получено снижение механических потерь на трение на 3,36%. Научно обоснованы технические решения, рекомендованные для корректирования профиля поршня двигателя ВАЗ 11194.
Удосконалення методів профілювання бічної поверхні поршнів двигунів внутрішнього згоряння
(НТУ "ХПІ", 2016) Москаленко, Іван Миколайович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України. – Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці методів профілювання бічної поверхні поршня, які базуються на математичних моделях процесів, що відбуваються в трибоз'єднанні "поршень-мастильний шар-циліндр" ДВЗ. Розроблено новий розрахунково-експериментальний метод визначення динамічних параметрів руху поршня. В основу методу покладено математичну модель, яка враховує механічні, гідродинамічні та теплові процеси в ЦПГ. Розроблено новий метод експериментального дослідження динаміки поршня в умовах роботи дослідного ДВЗ. Створено та інтегровано до складу двигуна оригінальний зразок безконтактної вимірювальної системи малих переміщень. Виконано співставлення теоретичних розрахунків динаміки поршня із результатами експериментальних досліджень. Встановлені основні чинники, що обумовлюють характер радіальних та кутових переміщень поршня в циліндрі. Розроблено новий метод профілювання бічної поверхні, який засновано на уточненні моделі напружено-деформованого стану поршня шляхом врахування силових і гідродинамічних чинників та термонапруженного стану деталей ЦПГ. Виконано оцінку енергоефективності запропонованого профілю за допомогою модифікованого числа Зоммерфельда та зведеного коефіцієнту тертя. На прикладі двигуна ВАЗ 11194 розрахунковим шляхом показано, що за рахунок застосування розробленого методу профілювання досягнуто зниження механічних втрат тертя на 3,36%.
Совершенствование рабочего процесса двухтактного двигателя с искровым зажиганием и непосредственным впрыском топлива
(Украинский государственный университет железнодорожного транспорта, 2016) Василенко, Олег Вадимович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – двигатели и энергетические установки. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016 г. Диссертация посвящена улучшению эколого-экономических показателей двухтактных ДВС с искровым зажиганием путем применение системы непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания. На двигателе ДН-4М проведены экспериментальные исследования с расслоением и обеднением топливновоздушного заряда при непосредственном впрыске топлива. Для обеспечения организации расслоенного топливновоздушного заряда применяется клапанная форсунка с модернизированным распылителем (техническая новизна защищена патентом Украины на изобретение), обеспечивающим кумулятивную топливную струю, направленную на поверхность камеры сгорания возле электродов свечи зажигания. На такте сжатия воздушный поток движется над топливной пленкой, где организуется обогащенная топливновоздушная смесь, которая направляется к электродам свечи зажигания. При этом на режимах холостого хода и на частичных нагрузках на момент подачи искры зажигания на периферии топливновоздушной смеси, возле стенок надпоршневого объема, располагается воздушный заряд с продуктами сгорания. Выявлено, что резервами повышения показателей работы двигателя являются снижение тепловых потерь с отработавшими газами и в систему охлаждения. В двухтактных двигателях с искровым зажиганием при непосредственном впрыскивании топлива и с расслоением топливновоздушного заряда при использовании бензо-этанольных смесей обеспечивается устойчивая работа во всем диапазоне нагрузок без изменений регулировочных параметров с более высокими экономическими и экологическими показателями, чем в аналогичных двигателях с внешним смесеобразованием.
Оцінка впливу регулювання температурного стану поршнів на техніко-економічні показники дизеля
(НТУ "ХПІ", 2016) Клименко, Олександр Миколайович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2016. Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу регульованого температурного стану поршнів дизеля різного призначення на його техніко-економічні показники. Розроблено та реалізовано методику оцінки якості дизеля при регулюванні інтенсивності масляного охолодження поршнів та керуванні моментом початку впорскування палива в камеру згоряння, а також при врахуванні моделі експлуатації енергетичної установки. Проведено експериментальні дослідження впливу температурного стану поршнів з низькотеплопровідним покриттям поверхні камери згоряння транспортного дизеля, а також зміни кута випередження впорскування палива на показники токсичності відпрацьованих газів, паливної економічності та температурний стан деталей камери згоряння. В результаті виконаного оптимізаційного дослідження запропоновано характеристичні карти керування масляним охолодженням поршнів та моментом початку впорскування палива для комплексного покращення техніко-економічних показників дизеля. Оцінено ефективність впровадження запропонованих заходів в автомобільних та тракторних дизелях та стаціонарних дизельгенераторах. Запропоновано методику врахування температурного стану найбільш теплонавантажених зон поршня в загальній методиці оцінки якості дизеля. Проведені розрахункові дослідження дозволили визначити ефективність регулювання температурного стану поршнів на ресурсну міцність його камери згоряння.
Удосконалення робочого процесу двотактного двигуна з іскровим запалюванням і безпосереднім вприскуванням палива
(НТУ "ХПІ", 2016) Василенко, Олег Вадимович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2016 р. Дисертація присвячена поліпшенню еколого-економічних показників двотактних ДВЗ з іскровим запалюванням шляхом застосування безпосереднього вприскування палива. Визначено, що перспективним способом внутрішнього сумішоутворення при безпосередньому вприскуванні палива є організація розшарованого паливоповітряного заряду, що забезпечує покращення еколого-економічних показників. Запропоновано критерій L, який характеризує рівень розшарування паливоповітряного заряду, дозволяє якісно оцінити вплив процесів сумішоутворення на показники двигуна в цілому. Запропоновано коефіцієнт Z, за допомогою якого визначається індикаторний ККД двотактного двигуна із зовнішнім сумішоутворенням, який враховує тільки те паливо, яке згоряє в циліндрі ДВЗ. Застосування безпосереднього вприскування бензину з розшаруванням паливоповітряного заряду на режимах навантажувальній характеристиці при n = 3000 хв-1 дозволило зменшити в 1,83 рази витрати палива при значенні ефективного ККД ηе max = 0,31, в 7–10 раз знизити вміст шкідливих речовин (СО, СН) у відпрацьованих газах, також використання бензо-етанольних сумішей забезпечило стійку роботу двигуна у всьому діапазоні навантажень та більш високі економічні і екологічні показники, чим при використанні карбюраторної системи живлення.
Конвертація стаціонарного двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах
(НТУ "ХПІ", 2016) Кравченко, Сергій Сергійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2016. Дисертаційна робота присвячена дослідженню особливостей використання низькокалорійних газових палив в двигунах з форкамерно-факельним запалюванням паливо-повітряної суміші та якісним регулюванням потужності, моделюванню внутрішньоциліндрових процесів двигуна та пошуку його раціональних параметрів. Розроблений, реалізований і набув практичного застосування комплекс математичних моделей, що описують внутрішньоциліндрові процеси двигуна з форкамерно-факельним запалюванням. Проведені розрахункові дослідження дозволили визначити вплив властивостей НГП на показники газового двигуна типу ГД100. Запропоновано методику визначення оптимальних параметрів форкамери на основі комплексу критеріїв ефективності – мінімальної енергії запалювання суміші, енергії форкамерного факелу і коефіцієнта продувки форкамери. В результаті виконаного оптимізаційного дослідження запропоновані раціональні параметри форкамери за яких забезпечується якісне запалювання та згоряння паливо-повітряної суміші в циліндрі. Проаналізовано можливості конструктивного забезпечення номінальної потужності двигуна при використанні в якості палива різних низькока-лорійних газів. Отримані конструктивні та регулювальні параметри двигуна ГД100, що дозволять забезпечити високі техніко-економічні показники при його роботі на НГП.
Оцінка впливу регулювання температурного стану поршнів на техніко-економічні показники дизеля
(НТУ "ХПІ", 2016) Клименко, Олександр Миколайович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2016. Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу регульованого температурного стану поршнів дизеля різного призначення на його техніко-економічні показники. Розроблено та реалізовано методику оцінки якості дизеля при регулюванні інтенсивності масляного охолодження поршнів та керуванні моментом початку впорскування палива в камеру згоряння, а також при врахуванні моделі експлуатації енергетичної установки. Проведено експериментальні дослідження впливу температурного стану поршнів з низькотеплопровідним покриттям поверхні камери згоряння транспортного дизеля, а також зміни кута випередження впорскування палива на показники токсичності відпрацьованих газів, паливної економічності та температурний стан деталей камери згоряння. В результаті виконаного оптимізаційного дослідження запропоновано характеристичні карти керування масляним охолодженням поршнів та моментом початку впорскування палива для комплексного покращення техніко-економічних показників дизеля. Оцінено ефективність впровадження запропонованих заходів в автомобільних та тракторних дизелях та стаціонарних дизельгенераторах. Запропоновано методику врахування температурного стану найбільш теплонавантажених зон поршня в загальній методиці оцінки якості дизеля. Проведені розрахункові дослідження дозволили визначити ефективність регулювання температурного стану поршнів на ресурсну міцність його камери згоряння.
Підвищення ефективності моделювання теплонапруженого стану поршнів ДВЗ у багатоетапній САПР
(НТУ "ХПІ", 2017) Аріан, Расул
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена прогнозуванню теплонапруженого стану та втрати міцності поршнів двигунів внутрішнього згоряння у САПР. Актуальність роботи полягає у підвищенні ефективності процесу проектування на основі дотримання концепції гарантованого забезпечення ресурсу конструкції. Здійснено аналіз сучасного стану методів, моделей і методик прогнозування термонапруженого стану та ресурсу кромок камер згоряння поршнів форсованих двигунів, маршрутів проходження проектів у САПР. Уточнено методику прогнозування накопичення пошкоджень в матеріалі поршня. Удосконалено модель прогнозування граничних умов 3-го роду задачі теплопровідності поршня. Запропоновано залежність локального по поверхні камери згоряння коефіцієнту тепловіддачі, яка враховує кут випередження подачі палива. Розроблено рекомендації щодо вибору визначального режиму навантаження двигуна. Здійснено аналіз особливостей зміни температурного та термонапруженого стану в коловому напрямі кромки камери згоряння з урахуванням змін геометрії поршня, рівня форсування двигуна та інших впливових факторів. Вперше показано, що локальні зміни геометрії вогневої поверхні поршня можуть приводити до різнонаправлених змін температурного та термонапруженого стану таких зон. Розширено уявлення щодо впливу рівнів спрощень геометрії, розрахункової моделі, граничних умов теплопровідності поршня на результати розрахунку міцності кромки камери згоряння поршня. Удосконалено методику проходження проекту поршня в багатоетапній САПР. На прикладі дизеля 4ЧН12/14 проаналізовано заходи щодо забезпечення ресурсної міцності поршнів та визначено чисельні значення їх впливу. Запропоновано дві нові конструкції поршня з порожнинами галерейного масляного охолодження.
Parameter selection the powerplant with recovery system Off-gas in the refinery
(NTU "KhPI", 2017) Hamzah, Omar Adel Hamzah
Dissertation for the candidate degree in specialty 05.05.03 "Engines and Power Plants". - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute ", Kharkiv 2017. The thesis is devoted to actual problem - the selection of schemes and power parameters of the power plant for utilization of associated gas. The problem of associated gas flaring continuously rising international conferences on conservation of the environment are held under the auspices of the UN and the World Bank. In particular, the World Conference on Climate in Paris (COP21) in 2015, and was nominated Global Initiatives to eradicate the practice of flaring of associated gas in the oil industry. Worldwide, it was supported by 45 oil companies, governments and other parties through which CO2 emissions can be reduced by 100 million tons per year. The adopted program "Zero Routine Flaring by 2030" provides end to the practice of burning of associated gas by 2030. This Initiatives supported and Iraq, which in 2015 take the second place in the world with the burning of associated gas in flares. Associated petroleum gas is 2% of product yield refineries in Iraq. Given the number of refineries and their power daily when they are flaring loss a lot of energy and is a significant pollution of the territory not only as chemical emissions but as a heat is released during the combustion of associated gas. The work uses a comprehensive approach to the selection circuit and power parameters power plant for utilization of associated gas. The possible options for the utilization of associated gas. According to the options two power plants are taken the first one based on gas turbine engine and the second based on gas turbine engine and a piston engine. The question examined in terms of exergic-anergy balance installation and obtain the best technical and economic performance, taking into account the climatic characteristics of Iraq The features of physical and chemical composition of associated petroleum gas in the refinery in Iraq, in particular methane determined the number, the method of firm Caterpillar. The methane number of the gas fuel affects the choice piston power plant. Significant impact on the choice of installing recycling schemes associated gas temperature features render the region. For their consideration set average temperature for the region. Conducted thermal calculations allowed to analyze the impact of environmental temperature on performance of power plants and conduct a feasibility study best selection circuit installation. Implementation exergic-anergy balance for power plants proposed scheme has allowed to confirm significant reduction in thermal pollution and show the most attractive from that perspective scheme. Economic calculations allowed to determine the payback period of the projects and installations prove the economic feasibility of their construction. The most economically attractive project. The analysis of the economic risks of sensitivity to changes in prices of electricity and to changes in ambient temperature. Similar calculations of sensitivity analysis performed for the two plants power plants. Based on the analysis, commissioned by the Iraqi side was developed based business project for energy generation capacity on the basis of energy utilization units. The results of the study will not only get the necessary electrical energy that can be used not only in the enterprise, but also to improve the environment in accordance with international agreements. The results of the research will be used in the construction of new units in the refineries in Iraq according to a letter from the Ministry of Industry and minerals.
Вибір параметрів силової установки із системою утилізації попутного нафтового газу
(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза, Омар Адел Хамза
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спе-ціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». – Харків, 2017. Дисертаційна робота присвячена вибору схеми та параметрів силової енергетичної установки для утилізації попутного нафтового газу. В роботі проаналізовано можливість використання різних силових установок для утилізації попутного нафтового газу. Розроблено схеми енергогенеруючих установок з використанням газо-турбінних і газопоршневих двигунів внутрішнього згоряння для виробництва еле-ктричної енергії за рахунок утилізації попутного нафтового газу на нафтовидобувних і нафтопереробних підприємств. Використано енергоексергетичний метод для оцінки ефективності запропонованих схем. Проведено економічний аналіз доцільності побудови енергогенеруючих потужностей, що будуть споживати попутний нафтовий газ з аналізом чутливості для таких параметрів як зміна ціни на електроенергію та вплив високих температур навколишнього середовища. При зміні температури навколишнього середовища з +15 до +45 °С кількість енергії, що виробляється для проекту А буде зменшуватися на 26%, для проекту В – на 10,9%. Визначено, що попри більшу вартість проекту В ($2 843 009.55) супроти проекту А ($1 964 434.69), термін окупності складає: для проекту А – 6 років, 1 місяць; для проекту В – 3 роки, 8 місяців. Обґрунтована доцільність використання поршневого ДВЗ у складі енергогенеруючої установки.
Вдосконалення процесів згоряння та систем паливоподачі енергетичних установок, що працюють на металізованих боромістких паливах
(НТУ "ХПІ", 2017) Бушнов, Валерій Васильович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – Двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена питанням покращення характеристик та параметрів СППМП на основі виявлення фізико-технічних закономірностей горіння металізованих палив і розробки алгоритму структурно-параметричної оптимізації енергетичних установок для забезпечення їх високої ефективності. Проведено дослідження кінетичних характеристик металізованих палив різного складу та виявлені основні закономірності горіння металізованих палив. Досліджено фізико-хімічний процес горіння боромістких металізованих палив. Розроблено метод структурно-параметричної оптимізації систем паливоподачі металізованих палив. Синтезовані системи СППМП з різними рівнями регулювання процесів паливоподачі. Експериментально визначені експлуатаційні характеристики та оцінена ефективність роботи синтезованих систем паливоподачі.
Вибір та обґрунтування параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації теплоти
(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза Алі Адел Хамза
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.
Selection and justification the parameters of diesel power plant with heat recovery system
(NTU "KhPI", 2017) Hamza Ali Adel Hamza
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.05.03 – engines and power plants. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The dissertation is devoted to the choice and substantiation of parameters of a diesel power plant with heat recovery system of recycling the secondary heat from diesel engine using the Rankin cycle, which uses the heat of exhaust gases and cooling water systems. As a result of the analysis of the features of a promising power plant with a Hyundai 25/33 engine for the production of electric power at a plant in Iraq, a technological scheme of a comprehensive system for recycling diesel fuel from an electric power station with the additional generation of electricity, heat for heating heavy fuel, condensing technical water from exhaust gases. As a working fluid in the Rankin cycle, it is advisable to use the hot water from the engine cooling system. Using the developed mathematical model of the distillation circuit of the diesel power plant, the design-experimental study of the influence of the ambient temperature on the indicators of the efficiency of heat recovery was performed. When the ambient temperature changes from 0 ° C to 40 ° C, the amount of electric energy generated by the Rankin cycle for the Hyundai H25 / 33 engine increases to 10%. With a single cogeneration unit with a Hyundai H25 / 33 engine and a recycling complex developed, it is possible to get up to 2300 kg of water vapor condensate per day, which is very valuable in Iraq. Based on the results of the study, two variants of the technological scheme (projects A and B) were developed for the modernization of Hyundai diesel power plants. The feasibility study for the NPV method has shown that after the full recovery equipment is put into operation, the maximum achievable profit will be about 1 406 219 $ /year.
Вибір та обґрунтування параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації теплоти
(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза Алі Адел Хамза
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.
Підвищення ефективності моделювання теплонапруженого стану поршнів ДВЗ у багатоетапній САПР
(НТУ "ХПІ", 2017) Аріан, Расул
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена прогнозуванню теплонапруженого стану та втрати міцності поршнів двигунів внутрішнього згоряння у САПР. Актуальність роботи полягає у підвищенні ефективності процесу проектування на основі дотримання концепції гарантованого забезпечення ресурсу конструкції. Здійснено аналіз сучасного стану методів, моделей і методик прогнозування термонапруженого стану та ресурсу кромок камер згоряння поршнів форсованих двигунів, маршрутів проходження проектів у САПР. Уточнено методику прогнозування накопичення пошкоджень в матеріалі поршня. Удосконалено модель прогнозування граничних умов 3-го роду задачі теплопровідності поршня. Запропоновано залежність локального по поверхні камери згоряння коефіцієнту тепловіддачі, яка враховує кут випередження подачі палива. Розроблено рекомендації щодо вибору визначального режиму навантаження двигуна. Здійснено аналіз особливостей зміни температурного та термонапруженого стану в коловому напрямі кромки камери згоряння з урахуванням змін геометрії поршня, рівня форсування двигуна та інших впливових факторів. Вперше показано, що локальні зміни геометрії вогневої поверхні поршня можуть приводити до різнонаправлених змін температурного та термонапруженого стану таких зон. Розширено уявлення щодо впливу рівнів спрощень геометрії, розрахункової моделі, граничних умов теплопровідності поршня на результати розрахунку міцності кромки камери згоряння поршня. Удосконалено методику проходження проекту поршня в багатоетапній САПР. На прикладі дизеля 4ЧН12/14 проаналізовано заходи щодо забезпечення ресурсної міцності поршнів та визначено чисельні значення їх впливу. Запропоновано дві нові конструкції поршня з порожнинами галерейного масляного охолодження.
Усовершенствование процессов сгорания и систем топливоподачи энергетических установок, работающих на металлизированных борсодержащих топливах
(Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, 2017) Бушнов, Валерий Васильевич
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – Двигатели и энергетические установки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена решению вопросов улучшения характеристик и параметров систем топливоподачи металлизированных топлив на основе выявления физико-технических закономерностей предпламенного окисления и горения таких топлив, а также разработке алгоритма структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи энергетических установок для обеспечения их высокой эффективности. Перспективным направлением создания новых образцов техники является разработка энергетических установок, которые используют высокоэффективные энергоемкие металлизированные топливные композиции. При их создании очень важным является знание соответствующих аспектов взаимодействия реагирующих топливных композиций и методологии структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи. Поэтому актуальными направлениями исследований являются: изучение физико-технических закономерностей горения таких композиций, разработка алгоритма оптимизации систем топливоподачи высокоэнергетичных металлизированных топливных композиций и создание новых методов для их исследования. В диссертационной работе выявлены порог воспламенения в гетерофазных разветвленно-цепных процессах и смена характеристик горения бора в зависимости от его аллотропных модификаций, определена их энергия активации; установлена зависимость уровня сложности структур топливоподачи в соответствии с уровнем технизации; разработан алгоритм структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи энергетических установок, работающих на металлизированном топливе. Предложен метод экспериментального бесконтактного количественного измерения продуктов сложных химических реакций с высокой чувствительностью за счет применения резонансно-флуоресцентной спектроскопии. Для экспериментального исследования макрокинетических характеристик топливных компонентов энергетических установок использован термогравиметрический метод. Усовершенствован химический состав топлив за счет ввода в него аллотропных модификаций бора и других компонентов металлизированных топливных композиций. Разработана многомерная классификация указанных систем и экспериментально оценена их эффективность. Синтезированы системы подачи металлизированых топлив с разными уровнями регулирования. Экспериментальная проверка синтезированных систем показала: рост функциональных возможностей в 2–3 раза, увеличение количества элементов структур до 18, повышение полноты сгорания на 11 %, рост скорости сгорания и удельной объемной теплоты сгорания, соответственно на 33% и 2,7%, а также снижение энергии активации на 71% и температуры загорания на 22%.
Забезпечення ресурсу ДВЗ шляхом застосування дискретно-континуального зміцнення робочих поверхонь
(НТУ "ХПІ", 2018) Кравченко, Сергій Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 Двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2018. У дисертаційній роботі проведено аналіз роботи вузлів тертя кривошипно-шатунного механізму двигунів внутрішнього згоряння в експлуатації з якого видно, що основною причиною виходу їх з ладу є зношування високо-навантажених пар тертя. Розглянуто існуючі методи інженерії робочої поверхні високо-навантажених пар тертя і методи підвищення їх надійності та ресурсу. В ході дослідження визначено, що існуючі технології зміцнення робочих поверхонь деталей мають ряд суттєвих недоліків, які не можна вирішити на увазі особливостей їх технологічних процесів. Як один з варіантів усунення цих недоліків, запропоновано, при виготовленні пар тертя застосувати комбіноване використання технологій дискретного зміцнення шийок колінчастих валів і мікродугового оксидування антифрикційного шару сталеалюмінієвих вкладишів АМО1–20. Для вирішення цього питання були розроблені фізичні та математичні моделі взаємодії поверхонь пар тертя, розроблено концепцію узагальненого параметричного моделювання складних механічних систем, методи аналізу фізико-механічних процесів запропонованих технологій зміцнення. При проведенні розрахунків використовувалися потужності комп'ютерного кластера «Політехнік–125» працює в НТУ «ХПІ». При розробці обладнання для дискретного зміцнення за основу була взята установка «Дискрет–04» розроблена в інституті проблем міцності ім. Г.С. Писаренка. В ході роботи установка була істотно допрацьована за участю фахівців ДП «Завод ім. В.А. Малишева», ПНДВК фірми «ТАВІ» і здобувача з урахуванням розроблених рекомендацій і досвіду роботи по зміцненню деталей методом дискретного зміцнення на виробництві.
Вибір та обґрунтування параметрів автотракторного дизеля при його роботі на водопаливній емульсії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Савченко, Анатолій Вікторович
Дисертація здобувача наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2019. Дисертаційна робота присвячена вирішенню задачі комплексного покращення екологічних та економічних показників дизеля, що працює на водопаливній емульсії (ВПЕ), шляхом вибору раціональних параметрів дизеля. Досліджено фізико-хімічні властивості водопаливних емульсій. Проведено експериментальні дослідження впливу ВПЕ на показники та робочий процес дизеля. Розроблено методику визначення моменту початку згоряння палива за результатами експериментальних досліджень, що враховує особливості датчику тиску. За результатами розрахунково-експериментальних досліджень дизеля, що працює на ВПЕ, визначено енергію активації цього виду палива та коефіцієнт надлишку повітря в циліндрі. Особливістю методики розрахунку є окреме визначення показників для кожного робочого циклу дизеля. Розроблена математична модель робочого процесу дизеля, що працює на водопаливній емульсії, яка дозволяє проводити розрахункове дослідження дизеля з урахуванням особливостей ВПЕ будь-якого складу. В моделі враховується дія механізму “мікровибуху”, каталітичний вплив продуктів дисоціації води на процеси згоряння та утворення шкідливих речовин в циліндрі. З використанням розробленої математичної моделі визначені раціональні значення параметрів дизеля при використанні водопаливної емульсії. Було введено обмеження максимального тиску та максимальної швидкості підвищення тиску в циліндрі з метою запобігання значному росту механічних навантажень на деталі дизеля. Розроблено концепцію адаптивної системи керування дизелем, що дасть змогу автоматично забезпечити раціональні параметри дизеля для ВПЕ будь-якого складу, чи для традиційного дизельного палива. Проведено роботи щодо вибору типу датчика вмісту води у ВПЕ.
Забезпечення ресурсу ДВЗ шляхом застосування дискретно-континуального зміцнення робочих поверхонь
(НТУ "ХПІ", 2018) Кравченко, Сергій Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 Двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2018. У дисертаційній роботі проведено аналіз роботи вузлів тертя кривошипно-шатунного механізму двигунів внутрішнього згоряння в експлуатації з якого видно, що основною причиною виходу їх з ладу є зношування високо-навантажених пар тертя. Розглянуто існуючі методи інженерії робочої поверхні високо-навантажених пар тертя і методи підвищення їх надійності та ресурсу. В ході дослідження визначено, що існуючі технології зміцнення робочих поверхонь деталей мають ряд суттєвих недоліків, які не можна вирішити на увазі особливостей їх технологічних процесів. Як один з варіантів усунення цих недоліків, запропоновано, при виготовленні пар тертя застосувати комбіноване використання технологій дискретного зміцнення шийок колінчастих валів і мікродугового оксидування антифрикційного шару сталеалюмінієвих вкладишів АМО1–20. Для вирішення цього питання були розроблені фізичні та математичні моделі взаємодії поверхонь пар тертя, розроблено концепцію узагальненого параметричного моделювання складних механічних систем, методи аналізу фізико-механічних процесів запропонованих технологій зміцнення. При проведенні розрахунків використовувалися потужності комп'ютерного кластера «Політехнік–125» працює в НТУ «ХПІ». При розробці обладнання для дискретного зміцнення за основу була взята установка «Дискрет–04» розроблена в інституті проблем міцності ім. Г.С. Писаренка. В ході роботи установка була істотно допрацьована за участю фахівців ДП «Завод ім. В.А. Малишева», ПНДВК фірми «ТАВІ» і здобувача з урахуванням розроблених рекомендацій і досвіду роботи по зміцненню деталей методом дискретного зміцнення на виробництві.