05.05.03 "Двигуни та енергетичні установки"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/20944
Переглянути
Документ Parameter selection the powerplant with recovery system Off-gas in the refinery(NTU "KhPI", 2017) Hamzah, Omar Adel HamzahDissertation 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.Документ Selection and justification the parameters of diesel power plant with heat recovery system(NTU "KhPI", 2017) Hamza Ali Adel HamzaDissertation 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.Документ Вдосконалення процесів згоряння та систем паливоподачі енергетичних установок, що працюють на металізованих боромістких паливах(НТУ "ХПІ", 2017) Бушнов, Валерій ВасильовичДисертація 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.Документ Вибір параметрів силової установки із системою утилізації попутного нафтового газу(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза, Омар Адел ХамзаДисертація 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.Документ Вибір та обґрунтування параметрів автотракторного дизеля при його роботі на водопаливній емульсії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Савченко, Анатолій ВікторовичДисертація 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.Документ Вибір та обґрунтування параметрів автотракторного дизеля при його роботі на водопаливній емульсії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Савченко, Анатолій ВікторовичДисертація 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.Документ Вибір та обґрунтування параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації теплоти(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза Алі Адел ХамзаДисертація 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.Документ Вибір та обґрунтування параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації теплоти(НТУ "ХПІ", 2017) Хамза Алі Адел ХамзаДисертація 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.Документ Забезпечення ресурсу ДВЗ шляхом застосування дискретно-континуального зміцнення робочих поверхонь(НТУ "ХПІ", 2018) Кравченко, Сергій ОлександровичДисертація 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.Документ Забезпечення ресурсу ДВЗ шляхом застосування дискретно-континуального зміцнення робочих поверхонь(НТУ "ХПІ", 2018) Кравченко, Сергій ОлександровичДисертація 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.Документ Конвертація стаціонарного двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах(НТУ "ХПІ", 2015) Кравченко, Сергій СергійовичДисертація 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.Документ Конвертація стаціонарного двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах(НТУ "ХПІ", 2016) Кравченко, Сергій СергійовичДисертація 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.Документ Методи діагностики технічного стану двигунів внутрішнього згоряння з використанням цифрових двійників(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мінчев, Дмитро СтепановичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки» (142 - Енергетичне машинобудування). – Робота підготовлена в Одеському національному морському університеті, Одеса 2023 р. Мета дослідження - розробка теоретичних методів та практичних засобів моніторингу та діагностування технічного стану ДВЗ засобів транспорту, які дозволять підвищити обсяги діагностичної інформації включно з параметрами робочих процесів і не вимагають втручання в конструкцію двигуна та його систем. Наукова новизна роботи наступна: запропоновані методи моніторингу та діагностування технічного стану ДВЗ засобів транспорту з застосуванням математичного моделювання об’єкта діагностування, що дозволяють збільшити обсяг діагностичної інформації; розроблені методи дозволяють враховувати роботу агрегатів наддуву двигуна в тому числі при помпажі системи стиснення; доведений істотний вплив теплової інерції на роботу двигуна на неусталених режимах, а також запропоновані методи її врахування; визначений раціональний рівень деталізації моделювання робочого процесу двигуна для розв’язання задач технічного моніторингу в процесі експлуатації. Практична цінність роботи полягає в створенні програмного сервісу Blitz-PRO, доступного онлайн через мережу інтернет, призначеного для здійснення процедур моніторингу та діагностування технічного стану ДВЗ засобів транспорту, накопичувати статистичні дані щодо робочого процесу двигуна протягом експлуатації засобу транспорту.Документ Методи діагностики технічного стану двигунів внутрішнього згоряння з використанням цифрових двійників(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мінчев, Дмитро СтепановичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки» (142 - Енергетичне машинобудування). – Одеський національний морський університет, Одеса 2023 р. Робота присвячена розв’язанню важливої науково-прикладної проблеми створення нових ефективних методів діагностики технічного стану двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), що відповідають вимогам четвертої промислової революції. Вказана проблема зумовлена тим, що при застосуванні існуючих методів діагностики, отримання необхідної інформації щодо параметрів роботи двигуна, зокрема параметрів робочого процесу, неможливе без вартісного втручання в системи двигуна і його діагностичне обладнання. Одним з ефективних шляхів вирішення вказаної проблеми, як доводиться в роботі, є застосування цифрових двійників двигунів, які створюються на основі математичних моделей. Використання цифрових двійників дозволяє, спираючись на наявні експериментальні дані, отримати необхідну додаткову інформацію щодо поточного стану двигуна та ефективності його експлуатації, як на усталених так і на неусталених режимах роботи. В роботі розроблені методики застосування цифрових двійників та створені на їх основі спеціальні програмні засоби та сервіси, пристосовані до використання протягом експлуатації ДВЗ. Мета дисертаційної роботи полягає в розробці теоретичних методів та практичних засобів моніторингу та діагностування технічного стану ДВЗ засобів транспорту, які дозволять підвищити обсяги діагностичної інформації включно з параметрами робочих процесів і не вимагають втручання в конструкцію двигуна та його систем. Об’єкт дослідження – явище взаємного впливу робочого процесу та процесу експлуатації транспортних двигунів внутрішнього згоряння. Предмет дослідження – теорія, методи та засоби моніторингу та діагностування технічного стану двигунів внутрішнього згоряння. У першому розділі проаналізовані перспективи застосування ДВЗ засобів транспорту. Встановлено, що широке застосування цього типу двигунів на наземних засобах транспорту відбуватиметься щонайменше до 2050 року, а для морських суден ДВЗ залишається єдиною альтернативою принаймні до 2040 року. Подальший розвиток ДВЗ має відповідати умовам четвертої промислової революції, яка базується на широкому застосуванні телекомунікаційних технологій, автоматизації процесів експлуатації, статистичному аналізі інформації, застосуванні штучного інтелекту, тощо. Технічний моніторинг та періодична діагностика несправностей є ефективним заходом для підвищення якості експлуатації двигуна протягом терміну служби. Показано, що застосування принципу цифрового двійника, який створюється на базі математичних моделей має значний потенціал з точки зору отримання додаткової інформації з даних моніторингу, а також може бути використане для діагностування можливих несправностей. У другому розділі наведені відомості щодо розробленої математичної моделі робочих процесів ДВЗ, яка є основою створення цифрового двійника, що використовується для виконання завдань технічного моніторингу та діагностики. Двигун розглядається як сукупність взаємодіючих відкритих термодинамічних систем (ВТС). До різних ВТС застосовуються різні види математичних моделей: квазістаціонарні нульвимірні одно- та двозонні моделі для циліндрів і колекторів; нестаціонарна одновимірна модель для впускних і випускних патрубків; евристичні моделі для компресорів і турбін. Також наведені чисельні методи для розв'язування систем рівнянь для кожної з моделей і поєднання моделей різних типів між собою. Зокрема запропоноване застосування обчислювальної сітки зі змінним кроком по куту повороту колінчастого валу, що допомагає збільшити швидкість обчислень і забезпечити необхідну деталізацію розрахунків на конкретних ділянках робочих процесів. Докладно розглянуті питання врахування роботи відцентрового компресора в режимах помпажу та обертового зриву. У третьому розділі розкриваються особливості роботи ДВЗ в складі силової установки засобу транспорту на неусталених режимах і відповідні методи моделювання цих режимів для вирішення задач моніторингу. Детально представлений метод врахування впливу теплової інерції деталей двигуна, який є суттєвим для неусталених режимів роботи двигуна. У четвертому розділі наведені результати експериментальних досліджень ДВЗ, які проводились в лабораторії кафедри двигунів внутрішнього згоряння, установок та технічної експлуатації Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. Експериментальні дані щодо параметрів роботи двигунів на усталених та неусталених режимах роботи використовуються для калібрування математичної моделі та перевірки її розрахункових можливостей. В п'ятому розділі наведені технологічна схема та основні характеристики онлайн-сервісу Blitz-PRO, призначеного для моделювання робочих процесів ДВЗ для вирішення задач діагностики їх поточного технічного стану. Розроблені методів його застосування, а саме метод ідентифікації вхідних даних, метод порівняння з еталонними параметрами та метод аналізу динамічних зовнішніх швидкісних характеристик. Застосування розроблених розрахункових засобів для моніторингу автомобільних двигунів дозволяє вирішувати задачі ідентифікації експериментальних даних, збирати статистику щодо роботи двигуна та проводити діагностику його можливих несправностей. Для вирішення основних задач діагностики суднових двигунів сервіс Blitz-PRO інтегрований в систему діагностування DEPAS і зарекомендував себе як ефективний інструмент для поглибленого аналізу експериментальних даних. У шостому розділі демонструється вплив різних факторів на роботу ДВЗ засобів транспорту з точки зору підвищення його експлуатаційної ефективності. Показано, що застосування цифрового двійника робочого процесу дозволяє здійснювати адекватне оцінювання доцільності застосування запропонованих методів підвищення ефективності роботи двигуна в складі енергетичної установки. Наукова новизна отриманих результатів 1. Вперше запропоновано методи діагностування технічного стану двигунів внутрішнього згоряння протягом експлуатації з використанням їх цифрових двійників, які базуються на математичному моделюванні робочих процесів, що, на відміну від існуючих, дозволяють збільшити обсяг діагностичної інформації шляхом визначення параметрів, які недоцільно або неможливо виміряти, та не передбачають внесення змін в конструкцію двигуна і втручання в роботу його систем. 2. Вперше запропоновано методи моніторингу двигунів з системами газотурбінного наддуву, що, порівняно з існуючими, дозволяють врахувати можливий помпаж турбокомпресора та його вплив на роботу двигуна. 3. Вперше розроблено метод врахування впливу ефекту теплової інерції деталей ДВЗ транспортних засобів на параметри неусталених режимів роботи, який збільшує точність прогнозування часу розгону турбокомпресора на 20…40 % та підвищує точність оцінки часу виходу двигуна на усталений режим. 4. Отримало подальший розвиток моделювання робочих процесів ДВЗ застосуванням адаптивної розрахункової сітки з варіативним кроком та неявних чисельних методів інтегрування диференційних рівнянь, що забезпечує, порівняно з існуючими методами, високу збіжність, швидкість та гнучке налаштування розрахунків. 5. Отримало подальший розвиток використання характеристик агрегатів наддуву при синтезі робочого процесу ДВЗ, доповнене можливістю розрахунку ефектів внутрішнього випаровувального охолодження повітря в компресорі. 6. Отримали подальший розвиток дослідження впливу параметрів регулювання та експлуатаційних факторів на роботу двигуна, доповнене процедурами ідентифікації експериментальних даних з використанням математичного моделювання. 7. Удосконалено методи визначення параметрів робочих процесів ДВЗ на неусталених режимах застосуванням карт керування двигуном та завдяки моделюванню динаміки органів регулювання агрегатів наддуву. 8. Удосконалено методи врахування нестаціонарних процесів в газоповітряному тракті ДВЗ для задач діагностування технічного стану двигуна. Практична цінність отриманих результатів 1. Створений програмний сервіс Blitz-PRO, який забезпечує створення та використання цифрових двійників ДВЗ як об’єктів діагностування, доступний онлайн через мережу інтернет, який призначений для здійснення процедур моніторингу та діагностування технічного стану ДВЗ засобів транспорту, накопичення статистичних даних щодо робочого процесу двигуна протягом експлуатації засобу транспорту. 2. Розроблені рекомендації щодо здійснення моніторингу робочих процесів двигунів з іскровим запалюванням, запалюванням від стиснення та двопаливних двигунів з використанням розробленого програмного сервісу. 3. Для малообертних головних суднових двигунів розроблені рекомендації щодо застосування запропонованих методів для встановлення причини розбіжностей робочих процесів по циліндрах двигуна, визначити вплив невірного регулювання параметрів системи газорозподілу та паливоподачі на показники роботи двигуна та надмірне навантаження окремих циліндрів. 4. Для автомобільних двигунів застосування запропонованих засобів для аналізу динамічних зовнішніх швидкісних характеристик двигунів, отриманих при випробуванні автомобілів, забезпечує діагностування можливих несправностей двигуна. 5. Встановлені особливості роботи відцентрового компресора на режимах обертового зриву, при помірному та глибокому помпажі, визначені відповідні експериментальні характеристики компресора з урахуванням зон неусталеної роботи, на основі яких вдосконалене застосування карт характеристик агрегатів наддуву. 6. Розроблені рекомендації щодо застосування системи періодичного відключення паливоподачі, доцільності підігріву наддувного повітря на часткових режимах та режимах холостого ходу, використання випаровувального охолодження наддувного повітря в дизельних двигунах. Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальному процесі кафедри двигунів внутрішнього згоряння, установок та технічної експлуатації НУК (м. Миколаїв), кафедри суднових енергетичних установок і експлуатації ОНМУ (м. Одеса), інституті міжнародного співробітництва ZIMC (м. Чжоушань, Китай), компаніях DSChart ltd. (Польща) та Zheng Bang Huan Hai (Китай).Документ Моделювання в САПР нестаціонарних термічних навантажень та ресурсної міцності поршнів швидкохідних дизелів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Мордвінцева, Ірина ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". –Харків, 2018. Дисертація присвячена моделюванню в САПР нестаціонарних термічних навантажень та ресурсної міцності поршнів швидкохідних дизелів. З'ясовано, що для моделювання температурного стану поршня в перехідних процесах дизеля необхідно застосування нестаціонарних моделей експлуатації. При цьому, при завданні граничних умов необхідно мати дані щодо функцій керування, які враховують час перехідного процесу. Визначено допустимі спрощення завдання ГУ в характерних зонах поршня при розрахунках температурного та термонапруженого стану поршня на стаціонарних та в перехідних процесах дизеля. Їх використання дозволяє скоротити час проектування без порушення концепції гарантованого забезпечення ресурсу кромки КЗ на початкових етапах застосування САПР. Проведено експериментальне дослідження з визначення температурного стану поршня для дизеля 4ЧН12/14 в перехідних процесах дизеля. За даними дослідження визначені функції керування для кожного перехідного процесу. Запропоновано комплекс математичних моделей для визначення температурного та термонапруженого стану поршня в перехідних процесах дизеля. Для цього визначені рівняння функцій керування ГУ для ділянок першого та другого ПК. При спрощені ГУ достовірність результатів запропоновано встановлювати за показником відносного розрахункового збільшення ресурсу. За результатами досліджень встановлено вплив запізнення в часі ступінчастої зміни ГУ 3-го роду поршня в перехідному процесі дизеля на ресурсну міцність кромки КЗ. Означений захід дає змогу підвищити ефективність САПР на стаціонарних та нестаціонарних навантаженнях та при виконанні оцінки ресурсної міцності поршнів. Запропоновані нові конструкції поршнів з порожнинами масляного охолодження.Документ Моделювання в САПР нестаціонарних термічних навантажень та ресурсної міцності поршнів швидкохідних дизелів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Мордвінцева, Ірина ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". –Харків, 2018. Дисертація присвячена моделюванню в САПР нестаціонарних термічних навантажень та ресурсної міцності поршнів швидкохідних дизелів. З'ясовано, що для моделювання температурного стану поршня в перехідних процесах дизеля необхідно застосування нестаціонарних моделей експлуатації. При цьому, при завданні граничних умов необхідно мати дані щодо функцій керування, які враховують час перехідного процесу. Визначено допустимі спрощення завдання ГУ в характерних зонах поршня при розрахунках температурного та термонапруженого стану поршня на стаціонарних та в перехідних процесах дизеля. Їх використання дозволяє скоротити час проектування без порушення концепції гарантованого забезпечення ресурсу кромки КЗ на початкових етапах застосування САПР. Проведено експериментальне дослідження з визначення температурного стану поршня для дизеля 4ЧН12/14 в перехідних процесах дизеля. За даними дослідження визначені функції керування для кожного перехідного процесу. Запропоновано комплекс математичних моделей для визначення температурного та термонапруженого стану поршня в перехідних процесах дизеля. Для цього визначені рівняння функцій керування ГУ для ділянок першого та другого ПК. При спрощені ГУ достовірність результатів запропоновано встановлювати за показником відносного розрахункового збільшення ресурсу. За результатами досліджень встановлено вплив запізнення в часі ступінчастої зміни ГУ 3-го роду поршня в перехідному процесі дизеля на ресурсну міцність кромки КЗ. Означений захід дає змогу підвищити ефективність САПР на стаціонарних та нестаціонарних навантаженнях та при виконанні оцінки ресурсної міцності поршнів. Запропоновані нові конструкції поршнів з порожнинами масляного охолодження.Документ Основи забезпечення еколого-енергетичної ефективності суднових дизелів стабілізацією температури палива сумішами холодоагентів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мальчевський, Валентин ПавловичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки (142 – Енергетичне машинобудування). – Одеський національний морський університет, Одеса, 2023. Об’єктом дослідження є термодинамічні процеси у дизельних двигунах та у холодильних установках систем стабілізації температури палива. Предметом дослідження є особливості термодинамічної поведінки перспективних сумішей холодоагентів при їх використанні у системі стабілізації температури палива для поліпшення еколого-енергетичної ефективності робочого процесу суднових дизелів та їх систем. Дисертацію присвячено вирішенню проблеми поліпшення екологоенергетичної ефективності суднових дизелів за допомогою використання нових еколого-безпечних холодоагентів як робочих речовин системи стабілізації температури палива. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що на підставі виконаних досліджень здобувачем вперше: - запропоновано вирішення проблеми поліпшення еколого-енергетичної ефективності суднових дизелів при їх роботі на паливах із наднизьким вмістом сірки шляхом використання у системі стабілізації температури палива перспективних сумішей озонобезпечних та природних холодоагентів, потенціал глобального потепління яких на 30 – 40 % менший, ніж для більшості чистих та сумішеподібних фторвуглеводнів; - розроблено методику складання моделей стану сумішей на базі процедури покрокового регресійного аналізу, яка дозволяє виконувати надійну апроксимацію дослідних даних при помірних обсягах розрахунків. Запропонована методика, на відміну від більшості попередніх, дозволяє більш ефективно формувати структуру та кількість коефіцієнтів моделі стану; - розроблено метод розрахунку термодинамічних властивостей сумішей з використанням функції взаємодії компонентів, який на відміну від класичного методу комбінування коефіцієнтів моделей стану компонентів, дозволяє підвищити точність розрахунку термодинамічних властивостей речовин у надкритичній області при високих значеннях густини у 1,5 – 2 рази, що є достатнім для розрахунку теплообмінних процесів у суднових холодильних установках з метою підвищення їх екологічних показників в умовах експлуатації; - створено науково-методичні основи по розробці автоматизованих систем розрахунку теплофізичних властивостей нових перспективних холодоагентів та їхсумішей, для яких вперше отримані моделі стану, які дозволяють отримати необхідні значення властивостей холодоагентів для їх використання у системах стабілізації температури палива з метою дотримання міжнародних вимог з охорони довкілля; - виявлені закономірності термодинамічної поведінки сумішей озонобезпечних та природних холодоагентів у стані фазової рівноваги, які полягають у наявності для них азеотропних складів; при використанні азеотропних сумішей як холодоагентів вдається на 20 – 30 % зменшити втрати від зовнішньої необерненості процесів теплообміну у порівнянні з неазеотропними сумішами та значно збільшити енергетичну ефективність циклу холодильних установок суднових систем охолодження та кондиціювання; - створено математичну модель для здійснення еколого-термоекономічного аналізу холодильних установок систем стабілізації температури палива дизельних двигунів транспортних суден, який на відміну від існуючих методів термодинамічного та ексергетичного аналізу дозволяє оцінити повну еквівалентну емісію парникових газів за весь строк експлуатації обладнання. Отримало подальший розвиток та вдосконалено: - метод визначення коефіцієнтів моделей стану сумішей холодоагентів шляхом покрокового регресійного аналізу для розрахунку їх термодинамічних властивостей, який, на відміну від попередніх методів, дозволяє серед повного масиву коефіцієнтів послідовно відбирати найбільш значущі; попередні методи складання моделей стану базувалися на груповому виключенні малозначущих коефіцієнтів, що не є коректним через кореляційні зв’язки між коефіцієнтами; - метод визначення термодинамічних властивостей сумішей у стані фазової рівноваги насичених пари та рідини на базі використання умови рівності парціальних летючостей сумішей однакового складу при незмінних температурах замість менш точного правила Максвелла, за яким значення тиску насичених пари та рідини при постійній температурі визначалися через рівність площ під реальною та розрахованою ізотермами між значеннями питомого об’єму насичених пари та рідини у координатах тиск – питомий об’єм; - метод урахування ваги експериментальних даних про тиск та густину сумішей шляхом додавання до виразу для розрахунку дисперсії коефіцієнта стисливості у випадку сумішей доданку, який ураховує погрішність отримання експериментальних значень складу суміші; - методику розрахунку термодинамічних властивостей холодоагентів у автматизованій інформаційній системі шляхом введення у неї отриманих моделей стану нових сумішей холодоагентів та використання оновлених програмних алгоритмів, складених з урахуванням запропонованих та удосконалених у роботі методів дослідження термодинамічної поведінки сумішей холодоагентів. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що: 1. Розроблені у дисертації моделі стану і таблиці термодинамічних властивостей сумішей R32/R125 R125/R290 та R134a/R290 визнані Державним стандартом України стандартними довідковими даними, рекомендованими для використання при проектуванні та експлуатації холодильних установок систем охолодження та кондиціонування. Природні холодоагенти є рекомендованими для використання з точки зору вимог Монреальського та Кіотського протоколів, оскільки вони мають мізерно малі потенціали руйнування озонового шару та глобального потепління (3 для пропану). Отже, змішування альтернативних холодоагентів, більшість з яких суттєво впливають на глобальне потепління з природними речовинами і їх використання у суднових холодильних установках дозволить значно зменшити шкідливий вплив на довкілля. 2. Запропонований метод складання моделей стану на базі покрокового регресійного аналізу, який на відміну від більшості існуючих методів дозволяє у процесі виконання регресійної процедури з метою підвищення точності моделі ефективно регулювати структуру та кількість її коефіцієнтів. 3. Розроблено автоматизовану інформаційну систему, яка дозволяє розраховувати термодинамічні властивості сумішей холодоагентів при різних комбінаціях незалежних змінних, а також визначати параметри ефективності циклів холодильних установок. Автоматизована інформаційна система і таблиці термодинамічних властивостей трьох сумішей впроваджені у підприємства «Сістемар» і «Трансшип» при проведенні модернізації холодильних установок систем комфортного кондиціонування суден. Розроблена автоматизована система використовується у Одеському національному морському університеті у наукових дослідженнях та у навчальному процесі. У вступі дисертаційної роботи обґрунтовані актуальність теми дисертації, показаний її зв’язок з існуючими науковими програмами і темами. Сформульовано мету та задачі дослідження. Розглянуті наукова новизна та практичне значення одержаних результатів. Наведені дані про практичне значення результатів, особистий внесок здобувача, апробацію роботи, публікації, структуру та обсяг роботи. У першому розділі описані основні шляхи зменшення шкідливих викидів від суднових енергетичних установок та обумовлено вибір найбільш прийнятного з точки зору експлуатації суднових малообертових двигунів, а саме використання дизельних палив із наднизьким вмістом сірки. Також проаналізовані основні труднощі, які виникають при використанні вказаних палив, більшість з яких спричинені низьким значенням в’язкості при значеннях температури довкілля, що зазвичай мають місце у машинному відділенні. У якості одного з рекомендованих способів підвищення в’язкості палив із наднизьким вмістом сірки пропонується використання системи стабілізації температури палива на базі фреонової холодильної установки. Використання холодильної установки у системі стабілізації температури палива призводить до необхідності вирішення іншої проблеми, яка пов’язана із захистом довкілля при використанні різних холодоагентів. У рамках вирішення цієї проблеми виконано аналіз світових тенденцій переведення суднових холодильних установок на нові екологічно безпечні холодоагенти через заборону виробництва та використання озоноруйнівних холодоагентів та речовин з підвищеним парниковим ефектом. На даний момент продовжує існувати гостра потреба у нових холодоагентах, які б не поступалися забороненим за ефективністю та задовольняли міжнародним екологічним вимогам. У рамках пошуку нових речовин пропонується використовувати для системи стабілізації температури палива перспективних сумішей озонобезпечних та природних холодоагентів, які сполучають у собі позитивні властивості кожного з компонентів. Серед таких речовин найбільш дослідженими є суміші R32/R125, R125/R290 та R134a/R290. У другому розділі вибирається форма моделі стану для розрахунку термодинамічних властивостей сумішей. Існує багато моделей стану, які використовуються для розрахунку термодинамічних властивостей як чистих речовин, так і сумішей. Вони перетворюються в моделі стану ідеального газу, якщо значення густини та тиску речовини прагнуть до нуля. Найбільш простими моделями є кубічні рівняння стану, що представляють собою чисельні модифікації відомого рівняння стану Ван-Дер-Ваальса. Для підвищення точності розрахунків термодинамічних властивостей реальних газів були запропоновані рівняння стану з більшим, ніж у кубічних, числом коефіцієнтів. Точний розрахунок термодинамічних властивостей сумішей також забезпечують моделі, у яких крім моделей для компонентів суміші використовуються також функції міжмолекулярної взаємодії компонентів. Суміші, які досліджуються в даній роботі, складаються з компонентів, для яких наявні надійні моделі стану. Виходячи із цього та враховуючи наявність необхідної кількості експериментальних p,ρ,T,x-даних для цих сумішей, для складання їх моделей стану було вибрано досить відому форму Леммона. Вона добре апробована на практиці та досить просто реалізується для бінарних сумішей. У третьому розділі на базі наявних експериментальних даних складені єдині моделі стану для розрахунку термодинамічних властивостей сумішей R32/R125, R125/R290 та R134a/R290. Після складання виконано детальне порівняння з наявними експериментальними та додатково отриманими опорними даними, яке показало, що складені моделі стану цілком задовільно описують наявні дані та можуть бути використані для розрахунку термодинамічних властивостей, які необхідні для використання досліджуваних сумішей у якості робочих речовин холодильних установок транспортних суден. У четвертому розділі описано створену автоматизовану інформаційну систему для розрахунку теплофізичних властивостей речовин. Для аналізу ефективності роботи холодильних установок транспортних суден необхідні достовірні дані про теплофізичні властивості їх робочих речовин при різних комбінаціях незалежних змінних в широких інтервалах значень цих змінних. Важливими джерелами інформації про властивості речовин і матеріалів є банки даних і автоматизовані інформаційні системи. Банки даних в електронній формі містять архіви наявних даних, а в автоматизованих інформаційних системах теплофізичні властивості розраховуються за допомогою моделей стану. Автоматизована система, яка розроблена у роботі, розраховує властивості 21-ї речовини в газоподібному та рідкому станах, серед яких: одноатомні гази, повітря і його основні компоненти, діоксид вуглецю, аміак, п'ять вуглеводнів, шість альтернативних холодоагентів, а також одинадцять сумішей холодоагентів (включаючи досліджувані у роботі речовини). У п’ятому розділі виконано аналіз особливостей термодинамічної поведінки сумішей у стані фазової рівноваги та розраховані показники ефективності циклу холодильної установки на базі досліджуваних сумішей та їх компонентів. За отриманими рівняннями стану з використанням відомих диференційних співвідношень термодинаміки було складено таблиці термодинамічних властивостей сумішей у однофазній області, у стані насичення та для вологої пари. Також було зроблено детальне порівняння табличних значень термодинамічних властивостей із даними для тих самих значень температури та тиску, які отримані за допомогою відомої автоматизованої системи REFPROP. У шостому розділі виконанню дослідження робочого процесу двигуна при роботі на паливах із наднизьким вмістом сірки. Відомо, що при роботі на такому паливі при звичайній температурі у машинному відділенні, яка часто перевищує 40°C його в’язкість приймає значення нижче мінімально допустимої границі для малообертових дизелів. При цьому порушується стабільність роботи паливної апаратури та значно погіршується якість робочого процесу. Отже, необхідно контролювати температуру палива перед ПНВТ і досить ефективно використовувати для цього систему стабілізації температури палива на базі фреонової холодильної установки. З метою аналізу ефективності холодильної установки при використанні нових сумішей холодоагентів проведено еколого-термоекономічний аналіз досліджуваних сумішей при їх використанні у системі стабілізації температури палива дизельного двигуна транспортного судна. При комплексному аналізі ефективності холодильного обладнання необхідно ураховувати усі негативні фактори, які впливають на довкілля при експлуатації холодильного обладнання. Це можливо при здійсненні TEWI-аналізу (TEWI – повний еквівалент глобального потепління). Критерій TEWI ураховує як прямий внесок у збільшення сумарного радіаційного форсингу від емісії холодоагентів, так і непрямий внесок від викидів СО₂ при виробництві електроенергії, необхідної для експлуатації холодильного обладнання.Документ Основи забезпечення еколого-енергетичної ефективності суднових дизелів стабілізацією температури палива сумішами холодоагентів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мальчевський, Валентин ПавловичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків. 2023. Дисертація присвячена розробці теоретичних основ розрахунку властивостей перспективних сумішей холодоагентів з метою поліпшення еколого-енергетичної ефективності суднових двз шляхом використання системи стабілізації температури палива для підтримки його в'язкості у границях, передбачених заводом виробником. На підставі експериментальних та додатково отриманих опорних даних за методикою з використанням функції взаємодії компонентів суміші розроблені єдині моделі стану для розрахунку термодинамічних властивостей перспективних сумішей R32/R 125, R125/R290 та R134a/R290. Ці властивості необхідні для проектування холодильних установок суднових систем охолодження та кондиціонування на базі вказаних сумішей. Отримані моделі стану введені у автоматизовану інформаційну систему, за допомогою якої виконано аналіз термодинамічної поведінки сумішей холодоагентів у стані фазової рівноваги. У результаті аналізу визначені азеотропні склади досліджуваних сумішей та отримані таблиці термодинамічних властивостей сумішей у діапазонах температури та тиску характерних для роботи холодильних установок суднових систем охолодження. Проведено аналіз еколого-енергетичної ефективності холодильної установки системи стабілізації температури палива суднового дизельного двигуна який працює на паливі із наднизьким вмістом сірки. У результаті аналізу зроблено висновок про перспективність використання нових суміше й холодоагентів та їх компонентів як робочих речовин суднових холодильних установок.Документ Оцінка впливу регулювання температурного стану поршнів на техніко-економічні показники дизеля(НТУ "ХПІ", 2016) Клименко, Олександр МиколайовичДисертація 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.Документ Оцінка впливу регулювання температурного стану поршнів на техніко-економічні показники дизеля(НТУ "ХПІ", 2016) Клименко, Олександр МиколайовичДисертація 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.