05.05.17 "Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17039

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 16

Удосконалення проточних частин високонапірних оборотних гідромашин на основі чисельного моделювання їх гідродинамічних характеристик
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Рєзва, Ксенія Сергіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини і гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено вирішенню науково-практичної задачі удосконалення проточних частин високонапірних оборотних гідромашин за рахунок розробки методів розрахунку та аналізу їх гідродинамічних характеристик. На підставі розгляду тенденцій розвитку гідроенергетики України, з урахуванням ролі високонапірних оборотних гідромашин в об'єднаній енергетичній системі, відмічено актуальність проектування нових проточних частин. Визначено переваги та недоліки існуючих методів дослідження гідродинамічних процесів у проточних частинах оборотних гідромашин. Наведені результати розрахунку гідродинамічних характеристик елементів проточної частини на основі методу осереднених безрозмірних параметрів для оборотних гідромашин ОРО200-В-100 та ОРО500-В-100. Застосована математична модель робочого процесу гідромашини на основі блочно-ієрархічного підходу для проведення дослідження балансу енергії. Визначено вплив геометричних параметрів елементів проточної частини на показники роботи. Проведено чисельне дослідження просторової течії рідини в проточній частині високонапірних оборотних гідромашин за допомогою CFD, що дозволило визначити та візуалізувати картину течії. Складено баланси енергії гідромашин ОРО200-В-100 та ОРО500-В-100. Відмічено, що розподіл втрат по елементам проточної частини нерівномірний: для ОРО200-В-100 найбільшу частину втрат складають втрати в робочому колесі (близько 56 %), для ОРО500-В-100 – втрати у підводі (близько 62 %). Описано основні положення визначення оптимального режиму роботи оборотної гідромашини. Запропоновано та досліджено модифікований підвід для тихохідної оборотної гідромашини ОРО500-В-100, щоб підвищити її енергетичні показники: краще узгоджені елементи ПЧ та гідравлічний ККД збільшився на 2 %.
Удосконалення проточних частин високонапірних оборотних гідромашин на основі чисельного моделювання їх гідродинамічних характеристик
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Рєзва, Ксенія Сергіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини і гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено вирішенню науково-практичної задачі удосконалення проточних частин високонапірних оборотних гідромашин за рахунок розробки методів розрахунку та аналізу їх гідродинамічних характеристик. На підставі розгляду тенденцій розвитку гідроенергетики України, з урахуванням ролі високонапірних оборотних гідромашин в об'єднаній енергетичній системі, відмічено актуальність проектування нових проточних частин. Визначено переваги та недоліки існуючих методів дослідження гідродинамічних процесів у проточних частинах оборотних гідромашин. Наведені результати розрахунку гідродинамічних характеристик елементів проточної частини на основі методу осереднених безрозмірних параметрів для оборотних гідромашин ОРО200-В-100 та ОРО500-В-100. Застосована математична модель робочого процесу гідромашини на основі блочно-ієрархічного підходу для проведення дослідження балансу енергії. Визначено вплив геометричних параметрів елементів проточної частини на показники роботи. Проведено чисельне дослідження просторової течії рідини в проточній частині високонапірних оборотних гідромашин за допомогою CFD, що дозволило визначити та візуалізувати картину течії. Складено баланси енергії гідромашин ОРО200-В-100 та ОРО500-В-100. Відмічено, що розподіл втрат по елементам проточної частини нерівномірний: для ОРО200-В-100 найбільшу частину втрат складають втрати в робочому колесі (близько 56 %), для ОРО500-В-100 – втрати у підводі (близько 62 %). Описано основні положення визначення оптимального режиму роботи оборотної гідромашини. Запропоновано та досліджено модифікований підвід для тихохідної оборотної гідромашини ОРО500-В-100, щоб підвищити її енергетичні показники: краще узгоджені елементи ПЧ та гідравлічний ККД збільшився на 2 %.
Підвищення ефективності використання відцентрових насосів за рахунок вдосконалення математичних моделей робочого процесу
(НТУ "ХПІ", 2018) Шудрик, Олександр Леонідович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі підвищення ефективності роботи заглибного електровідцентрового насоса при його роботі на реальній рідині, що представляє собою суміш в'язкої неньютонівської рідини, води та газу, за рахунок вдосконалення математичних моделей. Виконано аналіз концепцій розвитку насособудування в Україні. Описано методи математичного моделювання тривимірних течій в'язкої реальної рідини та їх переваги над фізичними експериментами. Обрано пакет програм для проведення чисельного експерименту в каналах заглибних насосів OpenFOAM. Для моделювання течії рідини в проточній частині насоса використовувалась система рівнянь нерозривності та Навье-Стокса. Для її замикання було обрано k-ε модель турбулентності. Досліджено вплив реологічних властивостей неньютонівських рідин на характеристики відцентрового насоса. Наведено математичну модель турбулентної тривимірної течії неньютонівської рідини. Для розрахунків обрано модель неньютонівської рідини Гершеля-Балклі, що найбільш точно описує поведінку рідин даного типу. Вдосконалено залежності для перерахунку характеристик насосу при його роботі на реальній рідині. Визначено та обрано підхід та математичну модель для моделювання тривимірної течії в'язкої газорідинної суміші та показані особливості при розрахунках такого типу рідин в пакеті OpenFOAM. Розглянуто шляхи підвищення ефективності заглибних насосів шляхом зміни проточної частини. Визначено раціональний кут нахилу вихідної кромки. Запропоновано модифіковану ступінь насоса, котра захищена патентом України, для перекачування рідини з підвищеним вмістом газу. Розглянуто та вдосконалено математичну модель сумісної роботи реальної свердловини та заглибного відцентрового насоса у вигляді пакета прикладних програм. Це дало змогу визначати основні фізичні характеристики рідини в залежності від термодинамічних умов.
Підвищення ефективності використання відцентрових насосів за рахунок вдосконалення математичних моделей робочого процесу
(НТУ "ХПІ", 2018) Шудрик, Олександр Леонідович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі підвищення ефективності роботи заглибного електровідцентрового насоса при його роботі на реальній рідині, що представляє собою суміш в'язкої неньютонівської рідини, води та газу, за рахунок вдосконалення математичних моделей. Виконано аналіз концепцій розвитку насособудування в Україні. Описано методи математичного моделювання тривимірних течій в'язкої реальної рідини та їх переваги над фізичними експериментами. Обрано пакет програм для проведення чисельного експерименту в каналах заглибних насосів OpenFOAM. Для моделювання течії рідини в проточній частині насоса використовувалась система рівнянь нерозривності та Навье-Стокса. Для її замикання було обрано k-ε модель турбулентності. Досліджено вплив реологічних властивостей неньютонівських рідин на характеристики відцентрового насоса. Наведено математичну модель турбулентної тривимірної течії неньютонівської рідини. Для розрахунків обрано модель неньютонівської рідини Гершеля-Балклі, що найбільш точно описує поведінку рідин даного типу. Вдосконалено залежності для перерахунку характеристик насосу при його роботі на реальній рідині. Визначено та обрано підхід та математичну модель для моделювання тривимірної течії в'язкої газорідинної суміші та показані особливості при розрахунках такого типу рідин в пакеті OpenFOAM. Розглянуто шляхи підвищення ефективності заглибних насосів шляхом зміни проточної частини. Визначено раціональний кут нахилу вихідної кромки. Запропоновано модифіковану ступінь насоса, котра захищена патентом України, для перекачування рідини з підвищеним вмістом газу. Розглянуто та вдосконалено математичну модель сумісної роботи реальної свердловини та заглибного відцентрового насоса у вигляді пакета прикладних програм. Це дало змогу визначати основні фізичні характеристики рідини в залежності від термодинамічних умов.
Гідродинамічне удосконалення поворотно-лопатевої гідротурбіни на основі використання просторового профілювання лопатей робочого колеса
(НТУ "ХПІ", 2017) Рябова, Світлана Олександрівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі покращення енергетичних характеристик проточної частини низьконапірної осьової гідротурбіни. Виконано огляд науково-технічних джерел щодо методів досліджень гідродинамічних процесів у проточних частинах поворотно-лопатевих гідротурбін. За результатами чисельних досліджень просторової течії в'язкої нестисливої рідини в проточній частині вертикальної поворотно-лопатевої осьової гідротурбіни ПЛ20/3271у Кременчуцької ГЕС отримано детальну інформацію про структуру потоку у всіх елементах проточної частини в широкому діапазоні режимів роботи за допомогою програмного комплексу IPMflow, розробленого в ІПМаш НАН України. Досліджено вплив параметрів потоку на вході в розрахункову область на характеристики проточної частини, встановлено діапазон режимів роботи низьконапірної вертикальної осьової турбіни, при яких забезпечується рівномірний розподіл гідродинамічних величин в окружному напрямку на вході в робоче колесо. Запропоновано підхід до просторового профілювання лопатей робочих коліс осьових гідротурбін, заснований на застосуванні складних навалів в осьовому й окружному напрямках, який дозволяє підвищити ефективність проточної частини. Встановлено закономірності впливу складних осьових і окружних навалів робочих коліс на структуру потоку та інтегральні енергетичні показники, що використовуватимуться при проектуванні та модернізації проточних частин осьових гідротурбін. Розроблено робоче колесо з комбінованим периферійним навалом сучасної високоефективної низьконапірної осьової гідротурбіни ПЛ20/3271у Кременчуцької ГЕС з покращеними енергетичними показниками.
Гідродинамічне удосконалення поворотно-лопатевої гідротурбіни на основі використання просторового профілювання лопатей робочого колеса
(НТУ "ХПІ", 2017) Рябова, Світлана Олександрівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі покращення енергетичних характеристик проточної частини низьконапірної осьової гідротурбіни. Виконано огляд науково-технічних джерел щодо методів досліджень гідродинамічних процесів у проточних частинах поворотно-лопатевих гідротурбін. За результатами чисельних досліджень просторової течії в'язкої нестисливої рідини в проточній частині вертикальної поворотно-лопатевої осьової гідротурбіни ПЛ20/3271у Кременчуцької ГЕС отримано детальну інформацію про структуру потоку у всіх елементах проточної частини в широкому діапазоні режимів роботи за допомогою програмного комплексу IPMflow, розробленого в ІПМаш НАН України. Досліджено вплив параметрів потоку на вході в розрахункову область на характеристики проточної частини, встановлено діапазон режимів роботи низьконапірної вертикальної осьової турбіни, при яких забезпечується рівномірний розподіл гідродинамічних величин в окружному напрямку на вході в робоче колесо. Запропоновано підхід до просторового профілювання лопатей робочих коліс осьових гідротурбін, заснований на застосуванні складних навалів в осьовому й окружному напрямках, який дозволяє підвищити ефективність проточної частини. Встановлено закономірності впливу складних осьових і окружних навалів робочих коліс на структуру потоку та інтегральні енергетичні показники, що використовуватимуться при проектуванні та модернізації проточних частин осьових гідротурбін. Розроблено робоче колесо з комбінованим периферійним навалом сучасної високоефективної низьконапірної осьової гідротурбіни ПЛ20/3271у Кременчуцької ГЕС з покращеними енергетичними показниками.
Розробка теорії та методів розрахунку вихорокамерних нагнітачів
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2017) Роговий, Андрій Сергійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. У дисертаційній роботі розв'язано науково-практичну проблему підвищення техніко-економічної ефективності гідравлічних і пневматичних нагнітачів, що перекачують рідини в несприятливих умовах експлуатації або гетерогенні середовища, за рахунок розробки і використання принципово нового типу струминних нагнітачів відцентрової дії. Їх конструкція не містить рухомих механічних частин, а також ущільнень, завдяки чому вони мають високі показники надійності і довговічності притаманні струминній техніці. Концепція нагнітачів базується на новому для струминних нагнітачів принципі – поєднанні позитивних якостей процесів у відцентрових і струминних нагнітачах та особливостях гідродинаміки обмежених обертових потоків. Використання вихорокамерних нагнітачів дозволяє підвищити енергоефективність гідравлічних і пневматичних систем, збільшити обсяг переміщуваних вантажів в гідравлічному і пневматичному трубопровідному транспорті, підвищити продуктивність праці і якість продукції, знизити її собівартість, поліпшити умови роботи. Розроблені нагнітачі є більш енергоефективними, внаслідок передачі енергії в полі відцентрової сили. Таким чином, створено наукові основи проектування струминних вихорокамерних нагнітачів для перекачування середовищ різних агрегатних станів.
Розробка теорії та методів розрахунку вихорокамерних нагнітачів
(НТУ "ХПІ", 2017) Роговий, Андрій Сергійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. У дисертаційній роботі розв'язано науково-практичну проблему підвищення техніко-економічної ефективності гідравлічних і пневматичних нагнітачів, що перекачують рідини в несприятливих умовах експлуатації або гетерогенні середовища, за рахунок розробки і використання принципово нового типу струминних нагнітачів відцентрової дії. Їх конструкція не містить рухомих механічних частин, а також ущільнень, завдяки чому вони мають високі показники надійності і довговічності притаманні струминній техніці. Концепція нагнітачів базується на новому для струминних нагнітачів принципі – поєднанні позитивних якостей процесів у відцентрових і струминних нагнітачах та особливостях гідродинаміки обмежених обертових потоків. Використання вихорокамерних нагнітачів дозволяє підвищити енергоефективність гідравлічних і пневматичних систем, збільшити обсяг переміщуваних вантажів в гідравлічному і пневматичному трубопровідному транспорті, підвищити продуктивність праці і якість продукції, знизити її собівартість, поліпшити умови роботи. Розроблені нагнітачі є більш енергоефективними, внаслідок передачі енергії в полі відцентрової сили. Таким чином, створено наукові основи проектування струминних вихорокамерних нагнітачів для перекачування середовищ різних агрегатних станів.
Усовершенствование пневмосистемы запуска ракетных двигателей путём стабилизации давления рабочего тела и улучшения её динамических характеристик
(Государственное предприятие "Конструкторское бюро "Южное" им. М. К. Янгеля", 2017) Шевченко, Сергей Андреевич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена исследованию усовершенствованной пневмосистемы многократного запуска маршевого жидкостного ракетного двигателя верхней ступени ракеты-носителя с насосной подачей компонентов топлива в камеру сгорания. Система запуска, в состав которой входит часть пневмоблока двигателя, осуществляет раскрутку турбонасосного агрегата за счет подачи сжатого гелия из шаробаллона на турбину. Особенностью системы является использование регулятора давления гелия с пневмоуправлением. Исследованная система обеспечивает пять включений двигателя РД861К при идентичных импульсах давления подачи газа, имеющих прямоугольную вершину и предельно крутые фронты. Разработан и использован в практике проектирования новый комплекс дискретно-континуальных математических моделей для газодинамического расчета этой пневмосистемы, а также анализа сил трения и утечек газа во фторопластовых манжетных уплотнениях регуляторов. В моделях учтены новые эффекты: теплообмен газа со стенками полостей и трубопроводов; инерционность газа при его выпуске из баллона; фактор сжимаемости гелия; нагрев гелия при дросселировании; проникновение уплотняемого давления в зазор между манжетой и стенкой, и ряд других. После чего отклонение расчетных значений давления газа от результатов огневых испытаний составило менее 1% Создана и реализована расчетная методика исследования пневмосистемы на динамическую устойчивость и автоколебания. В методике использованы уточненные результаты гармонической линеаризации для колебаний расхода газа через дроссель и силы трения в манжете, а также новый метод расчета импеданса разветвленной системы трубопроводов. Выведено трансцендентное уравнение для частот и амплитуд свободных нелинейных колебаний системы и предложены методы его решения. Точность определения частот автоколебаний составила 2%. Получены аналитические соотношения для параметров пневмосистемы, обеспечивающие динамическую устойчивость или автоколебания малой амплитуды. Исследованы газодинамические характеристики металлорукава, используемого в дренажной системе лабораторного стенда для исследования и настройки системы. Разработана новая концепция и внедрена конструкция стенда, позволяющая экономить гелий при доводочных испытаниях системы. Выполнено расчетно-экспериментальное исследование системы, а его рекомендации по изменению параметров регулятора, снижающие колебательность и улучшающие другие динамические характеристики, внедрены на двигателе.
Удосконалення пневмосистеми запуску ракетних двигунів шляхом стабілізації тиску робочого тіла та поліпшення її динамічних характеристик
(НТУ "ХПІ", 2017) Шевченко, Сергій Андрійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена дослідженню вдосконаленої пневмосистеми багаторазового запуску маршового рідинного ракетного двигуна верхнього ступеня ракети-носія. Система запуску, яка містить частину пневмоблока двигуна, здійснює розкручування турбонасосного агрегату за рахунок подачі стисненого гелію на його турбіну. Особливістю системи є використання регулятора тиску гелію із пневмокеруванням. Розроблений й реалізований у практиці проектування новий комплекс дискретно-континуальних математичних моделей для газодинамічного розрахунку цієї пневмосистеми, а також аналізу сил тертя й витоків газу у фторопластових манжетних ущільненнях регуляторів. Запропоновано новий розрахунковий метод дослідження пневмосистеми, що проектується, на динамічну стійкість. Досліджені газодинамічні характеристики металлорукава. Розроблено нову концепцію й впроваджено конструкцію лабораторного стенда, що дозволяє економити гелій при доводочних випробуваннях системи. Виконано розрахунково-експериментальне дослідження пневмосистеми, а його рекомендації зі зміни параметрів регулятора, що знижують коливальність і поліпшують інші динамічні характеристики, впроваджені на двигуні.