Вісник № 11

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/8356

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 22

CFD-моделирование пленочного охлаждения пластины с входным цилиндрическим участком
(НТУ "ХПИ", 2014) Петельчиц, В. Ю.
Представлены результаты численного моделирования пленочного охлаждения пластины с многорядной системой цилиндрических отверстий на входном цилиндрическом участке, а также сравнение результатов проведенных расчетов с экспериментальными данными. Моделирование выполнено с помощью программного комплекса ANSYS CFX. Помимо RANS-моделирования потока с различными моделями турбулентности выполнено DES-моделирование, основанное на непосредственном моделировании вихревой структуры потока. Применение рекомендованной рядом исследований DES-модели дало результаты расчета близкие к применению SST модели турбулентности. В работе также рассмотрено применение Reynolds Stress модели турбулентности BSL, которая учитывает анизотропию турбулентной вязкости. С целью повышения достоверности результатов расчета эффективности пленочного охлаждения рассмотрена также возможность адаптации SST-модели турбулентности путем корректировки её констант. Предложенная адаптация SST-модели турбулентности приближает результаты расчета эффективности пленочного охлаждения к экспериментальным данным.
Аналіз шляхів утилізації тепла димових газів котлів маневрових енергоблоків ТЕС
(НТУ "ХПІ", 2014) Кєсова, Л. О.; Шелешей, Т. В.; Дрогальчук, К. А.
Розглядаються вирішення питань надійної та економічної роботи обладнання теплових електростанцій шляхом використання «малозатратних» технологій утилізації теплоти відхідних газів. Приведені принципові схеми реалізації даної технології. Проаналізовано економічний та екологічний ефект від впровадження різних технологій утилізації тепла відхідних газів. Технологія БПЕ («Блоки підвищеної ефективності») сприяє: підвищенню ККД котла; отриманню виробітки додаткової електричної енергії на тепловому споживанні; заміні пікової резервної потужності в енергосистемі за рахунок збільшення конденсаційної виробітки електроенергії на ТЕС; зменшенню викидів в навколишнє середовище; підвищення ККД електрофільтрів.
Влияние парциального подвода в трехступенчатом отсеке осевого компрессора на нестационарные нагрузки и колебания рабочих лопаток
(НТУ "ХПИ", 2014) Гнесин, Виталий Исаевич; Колодяжная, Любовь Владимировна; Жандковски, Р.; Колесник, А. А.
Представлены результаты численного анализа нестационарных аэродинамических нагрузок и аэроупругих колебаний рабочих лопаток в трехступенчатом отсеке осевого компрессора в трехмерном потоке идеального газа при полном и парциальном подводе с использованием предложенного метода решения связанной задачи нестационарной аэродинамики и упругих колебаний лопаток. Показано, что средние значения деформаций лопаток при полном и парциальном подводе практически одинаковы, парциальный подвод приводит к увеличению амплитуды колебаний лопаток в 3–4 раза по сравнению с полным подводом.
Влияние способа сохранения пропускной способности направляющей решетки на результаты пространственной оптимизации
(НТУ "ХПИ", 2014) Бойко, Анатолий Владимирович; Говорущенко, Юрий Николаевич; Баранник, Валентин Сергеевич
Выполнена пространственная оптимизация стандартного профиля турбинной решетки с учетом ограничений на расход рабочего тела и прочность профиля. Показана возможность повышения аэродинамической эффективности рассмотренного турбинного профиля. Проведено сравнение полученных результатов с более ранними исследованиями. Помимо этого, для более детального анализа результатов приведены графики распределения потерь по высоте турбинной лопатки. Также рассмотрен метод построения турбинных профилей с помощью кривых Безье.
Двухструйное пленочное охлаждение плоской поверхности: влияние внешней турбулентности
(НТУ "ХПИ", 2014) Халатов, А. А.; Панченко, Н. А.; Борисов, И. И.; Дашевский, Ю. Я.
Представлены результаты экспериментального исследования двухструйного пленочного охлаждения плоской поверхности. При малых (m = 0,50) и умеренных (m = 1,0) значениях параметра вдува эффективность пленочного охлаждения пластины выше, чем для стандартной двухрядной системы цилиндрических отверстий и соответствует ей при m = 1,50. Внешняя турбулентность потока (≈7%) практически не оказывает влияния на эффективность пленочного охлаждения пластины двухструйной системой отверстий.
Дослідження охолодження в’язких нафтопродуктів протягом їх зберігання та транспортування в залізничних цистернах
(НТУ "ХПІ", 2014) Титар, С. С.; Зайцев, Д. В.
В статті представлений комплекс заходів по транспортуванню, вивантаженню та зберіганню рідких, в'язких продуктів на прикладі нафтового бітуму. Виробництво бітуму в нафтохімічній галузі промисловості відбувається при порівняно високих температурах (~140–150°С). При вказаних температурах цей матеріал знаходиться в рідкому стані й має в’язкість зіставну з в’язкістю води. У зв’язку з цим, транспортування бітуму від місця виробництва до місця споживання відбувається в залізничних цистернах (звичайні цистерни, цистерни-термоса, цистерни з паровою сорочкою). Цей матеріал різко збільшує в’язкість при зменшенні температури й частіше всього його вивантаження з цистерн без додаткового розігрівання стає неможливим. Найбільш складним питанням є визначення параметрів бітуму, який охолоджується при транспортуванні. Для цього треба правильно визначити коефіцієнт теплопередачі від гарячого бітуму через стінку цистерни в навколишнє середовища, також необхідно знати коефіцієнти тепловіддачі від бітуму до стінки й від стінки до оточуючого повітря при русі цистерни. Було розглянуто дві можливі фізичні моделі теплообміну бітуму з оточуючим середовищем. В подальшому необхідно провести натурні спостереження охолодження бітуму при русі цистерн на комплексі вивантаження та зберігання бітуму, а також лабораторні дослідження.
Использование априорной информации при синтезе моделей запуска
(НТУ "ХПИ", 2014) Епифанов, С. В.; Сиренко, Ф. Ф.; Суховей, С. И.
Статья посвящена некоторым аспектам актуальной проблемы моделирования процессов, происходящих на этапе запуска газотурбинного двигателя. Такие модели необходимы для создания систем автоматического управления двигателей и тренажеров. Показано, что традиционный подход, основанный на экстраполяции характеристик узлов на область запуска, обладает существенными недостатками. Предложен альтернативный подход, при котором процесс запуска моделируется с использованием линейной динамической модели, идентифицируемой на базе упрощенной статической модели с широким применением экспериментальных и априорных знаний. Приведена структура модели запуска, которая совпадает со структурой математической модели двигателя на рабочих режимах, и ее математическая формализация. Проанализированы источники априорной информации и определено её место в формировании модели с использованием идентификации. Особое внимание в статье уделено синтезу упрощенной статической характеристики на базе априорной и экспериментальной информации.
Исследование и анализ использования программного комплекса FlowVision HPC при расчете характеристик струйно-реактивной турбины
(НТУ "ХПИ", 2014) Ванеев, С. М.; Гетало, В. В.; Королев, С. К.
Утилизация энергии сжатых газов является перспективным и важным направлением при решении проблемы энергосбережения в современном мире. Турбогенераторные установки на базе струйно-реактивной турбины могут использоваться для утилизации энергии сжатых газов, например, на газораспределительных станциях. Данная статья посвящена расчету течения газа и построению характеристик струйно-реактивной турбины с помощью программного комплекса FlowVision, а также сравнению полученных результатов с результатами обработанных экспериментальных данных.
К вопросу формирования алгоритма диагностирования технического состояния парокомпрессионных холодильных машин
(НТУ "ХПИ", 2014) Сниховский, Е. Л.; Клепанда, А. С.; Петухов, Илья Иванович; Шерстюк, А. В.
Описано состояние проблемы на современном этапе развития диагностики холодильного оборудования. Дано обоснование актуальности применения микроконтроллера в качестве управляющего звена при диагностике холодильного оборудования. Сформирован набор измерительных средств для проведения диагностики. Представлен алгоритм диагностирования парокомпрессионной холодильной машины (ПКХМ) на базе терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием. Составлена таблица поведения рабочих параметров ПКХМ при проявлении неисправностей. Сформирована программа диагностирования в расчетной среде MatLAB Simulink для программирования микроконтроллера.
Конденсационно-теплофикационная паротурбинная установка КТ-100-6,7 для строительства ОПЭБ с РУ СВБР-100
(НТУ "ХПИ", 2014) Швецов, В. Л.; Кожешкурт, И. И.; Пальков, С. А.; Пальков, И. А.
Представлена новая паротурбинная установка КТ-100-6,7, предназначенная для строительства опытно-промышленного энергоблока (ОПЭБ) с реакторной установкой (РУ) со свинцово-висмутовым теплоносителем (СВБР-100), являющимся прототипом серийных атомных комплексов для региональных и локальных энергосистем и одним из первых в мире коммерческих реакторов малой мощности четвертого поколения. Рассмотрены особенности конструкции турбины, ее основные параметры и технические характеристики, принципиальная тепловая схема турбоустановки, а также основные вопросы надежности теплоснабжения из отборов с нерегулируемым давлением. Показано, что паротурбинная установка может работать как в конденсационном, так и в теплофикационном режимах эксплуатации. Делается вывод о целесообразности принятых конструкторских и схемных решений в турбоустановке КТ-100-6,7 и высокой степени унификации ее элементов, отработанных и освоенных в изготовлении и эксплуатации на станциях.
Новый подход к решению обратной задачи центробежного насоса
(НТУ "ХПИ", 2014) Косторной, С. Д.; Давиденко, А. К.; Марченко, Л. К.
Современный уровень разработок насосного оборудования нуждается в создании надежных физических и математических моделей, описывающих качественно и количественно правильно рабочий процесс в элементах ступени гидромашин. В данной статье нами представлен алгоритм и результаты решения обратной задачи рабочего колеса одноступенчатого центробежного насоса применительно к проектированию проточной части на заданную форму меридианного потока. Принципиальным отличием от известных постановок решения такой задачи является учет взаимного влияния на меридианный поток всех элементов проточной части: подвода, спирального отвода и выходного диффузора.
О вибрационных характеристиках статоров мощных турбогенераторов
(НТУ "ХПИ", 2014) Петреня, Ю. К.; Антонюк, О. В.; Гаврилов, С. Н.; Гаев, А. В.
Отмечена большая практическая важность проблемы определения собственных частот и форм колебаний элементов лобовых частей мощных турбогенераторов. Представлены результаты анализа различных методик с учётом степени достоверности расчётных характеристик вибрационного состояния и их сходимости с результатами стендовых испытаний и опытом эксплуатации, что позволило выявить существенную зависимость результатов расчёта от ряда параметров и условий постановки и решения проблемы определения и управления вибрационным состоянием турбогенераторов. Результаты численного моделирования для определения собственных частот выводного конца и части кольца соединительных шин статора в трехмерной постановке получены с применением метода конечных элементов. Показана сильная зависимость расчётных характеристик, как от используемых алгоритмов расчёта, так и от корректной постановки краевых условий. Повышение достоверности численного моделирования требует учёта в расчётных процедурах экспериментальных данных стендовых исследований и промышленных экспериментов, таким образом, должен быть обеспечен переход от численного расчёта и моделирования к расчётно-экспериментальным методам определения вибрационного состояния мощных турбогенераторов.
Об аэродинамической эффективности решеток профилей сопловых лопаток мощных паровых турбин
(НТУ "ХПИ", 2014) Лапузин, Александр Викторович; Субботович, Валерий Петрович; Юдин, Юрий Алексеевич; Юдин, Александр Юрьевич; Швецов, В. Л.; Кожешкурт, И. И.; Конев, В. А.
Проведено обобщение и анализ результатов собственных и привлеченных экспериментальных исследований решеток профилей сопловых лопаток, которые показали положительное влияние на аэродинамическое совершенство решеток удлинителей к стандартным профилям. Экспериментально доказано, что для решетки с относительно короткими лопатками оптимальное проектирование поворотных частей межлопаточных каналов с помощью обратной аэродинамической задачи позволило существенно уменьшить суммарные потери за счет доли концевых потерь.
Об учете температурного фактора в расчетах охлаждения газовых турбин
(НТУ "ХПИ", 2014) Тарасов, Александр Иванович; Долгов, А. И.
Показано, что введение температурного фактора в расчет теплоотдачи в плоских каналах охлаждения, приводит к увеличению температуры поверхности лопатки на несколько десятков градусов ((30–60)°С в рассмотренном примере). Выполнен CFD анализ теплообмена в гладком круглом канале и круглом канале с поперечными ребрами малой высоты, а также в канале квадратного сечения с поворотом потока на 180°. Сделан вывод о том, в каких ситуациях следует вводить температурный фактор в расчет теплоотдачи в каналах охлаждения.
Особенности методики расчета регулирующих клапанов, работающих на вскипающей воде, для подогревателей высокого давления отечественных и зарубежных АЭС
(НТУ "ХПИ", 2014) Уханова, М. Г.; Трифонов, Н. Н.; Святкин, Ф. А.; Есин, С. Б.; Григорьева, Е. Б.
В статье приведено описание предложенной ОАО «НПО ЦКТИ» методики расчета клапанов, регулирующих уровень в теплообменных аппаратах, и её особенности. Приведено описание предложенных конструкций новых регулирующих клапанов в сравнении с эксплуатирующимися в настоящее время, а также результаты расчетов технических характеристик клапанов и их влияние на работу подогревателей высокого давления камерного типа.
Оценка ползучести корпуса регулирующего клапана паровой турбины К-325
(НТУ "ХПИ", 2014) Шульженко, Н. Г.; Колядюк, А. С.
Численно исследуется напряженно-деформированное состояние и ползучесть корпуса клапана паровой турбины К-325 на стационарном режиме роботы. Температурные поля и давление на стенки корпуса определяются на основе численного решение осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса для течения вязкого сжимаемого теплопроводного пара в системе парораспределения. Уравнения ползучести интегрируются явной схемой Эйлера. Использовалась модель неявной ползучести с упрочнением, учитывающая начальную и установившуюся ползучесть. Максимальные величины упругих напряжений от совместного влияния температур и давления пара в клапане не превышают σmax = 82 МПа. Деформации ползучести наблюдаются на внутренних стенках корпуса клапана, поверхности наружных стенок практически не испытывают ползучести. Показано, что явление ползучести не является основной причиной образования трещин в корпусе клапана.
Применение блочно-иерархического подхода к проектированию и оптимизации системы ВРА для центробежного компрессора
(НТУ "ХПИ", 2014) Бондаренко, Г. А.; Юрко, И. В.
В статье представлены результаты оптимизации системы входного регулирующего аппарата (ВРА). Использован блочно-иерархический подход к проектированию. Приведен алгоритм последовательного разбиения глобальной задачи оптимизации на несколько локальных. На каждом иерархически подчиненном уровне, на основании проведения численных исследований, составлялись формальные макромодели объекта. Использование полученных формальных макромоделей позволяет спроектировать оптимальную систему ВРА, которая обеспечивает эффективное регулирование компрессорной установки в широком диапазоне работ.
Разработка методов расчета характеристик нестационарного рабочего процесса в низкоэмиссионных камерах сгорания ГТД
(НТУ "ХПИ", 2014) Сербин, С. И.; Мостипаненко, А. Б.; Козловский, А. В.; Ванцовский, В. Г.; Вилкул, В. В.
Статья посвящена вопросам численного моделирования термо-акустических процессов в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Проведен анализ пульсационных процессов в низкоэмиссионной камере сгорания газотурбинного двигателя, вызванных особенностями конструкции жаровых труб и аэродинамического взаимодействия компрессора, камеры сгорания и турбин, с помощью современных инструментов вычислительной гидродинамики (CFD). Проведен численный эксперимент по определению уровня пульсаций давления в камере сгорания газотурбинного двигателя.
Разработка проточной части ЦСД паровой турбины Т-125/150-12,8 на основе использования современных компьютерных технологий
(НТУ "ХПИ", 2014) Русанов, А. В.; Шубенко, А. Л.; Култышев, А. Ю.; Билан, В. Н.; Степанов, М. Ю.; Сенецкий, А. В.; Пащенко, Н. В.
Представлены результаты расчетов трехмерных течений в двух модификациях цилиндров среднего давления (ЦСД) теплофикационных турбин серии Т-100: Т-120/130-12,8 - существующая турбина и Т-125/150-12,8 – новая турбина. Численные исследования выполнены с помощью программного комплекса IPMFlow. Проточная часть ЦСД Т-125/150-12,8 спроектирована с использованием нового метода параметризации и аналитического профилирования лопаток. Показано, что в разработанном ЦСД паровой турбины за счет применения современных профилей и уплотнений, а также перепрофилирования меридиональных обводов достигнут существенный прирост КПД.
Ресурс паровой турбины
(НТУ "ХПИ", 2014) Сухинин, В. П.; Пугачева, Татьяна Николаевна
Рассмотрены вопросы, связанные с особенностями состояния высокотемпературных элементов паровой турбины, а также факторы, влияющие на их работоспособность и ресурс. Проанализированы факторы, определяющие продолжительность надежной эксплуатации турбоустановки: исчерпание длительной пластичности из-за ползучести материала; накопление повреждений в критических зонах роторов из-за малоцикловой усталости. В зависимости от условий эксплуатации основными факторами, лимитирующими безаварийную работу конструкции при длительном нагружении, могут быть предельные деформации или разрушающие напряжения.