Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/68535

Офіційний сайт http://etpo.khpi.edu.ua/>

Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» серія: «Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування» є періодичним друкованим рецензуємим збірником наукових праць що містять суттєві результати в галузі енергетичного машинобудування.

Рік заснування: 1961. Періодичність: 4 рази на рік. ISSN 2078-774Х (Print), ISSN 2707-7543 (on-line)

Новини

Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» серія: «Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування» внесений до «Переліку наукових фахових видань України, в яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт на здобуття наукових ступенів доктора і кандидата наук», затвердженого Постановою президії ВАК України від 26 травня 2010 р., №1 -05 (Бюлетень ВАК України, №6, 2010 р., с. 3, №20).

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 34

Чисельне дослідження впливу зміни кута атаки на величину коефіцієнта втрат кінетичної енергії та кутів виходу потоку для соплових решіток з поворотними діафрагмами
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Жирков, Олександр Григорович; Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена Петрівна; Торба, Юрій Іванович
Представлені результати чисельного дослідження плоского обтікання соплової решітки з поворотною діафрагмою, при кутах входу потоку в решітку профілів С-9013Р відмінних від розрахункового кута атаки і їх вплив на величину коефіцієнта втрат кінетичної енергії і кути виходу потоку з решітки. Розрахунки виконувалися за допомогою програмного комплексу Fluent (№ клієнта 01067322). В результаті виконаних розрахунків були отримані: картини течії у міжлопаточному каналі і за ним; розподіл коефіцієнтів втрати кінетичної енергії по фронту решітки при різних ступінях відкриття вхідної частини каналів соплової решітки.
Classification of nuclear NPP reactors
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Yefimov, Olexander Vyacheslavovych; Tiutiunyk, Larysa Ivanivna; Kavertsev, Valery Leonidovich; Harkusha, Tetyana Anatoliivna; Sydorkin, Igor Dmytrovych
The article deals with the classification of NPP nuclear reactors. A nuclear reactor is a device in which a chain reaction of nuclear fission of heavy elements uranium, plutonium, and thorium takes place, which controls and maintains itself. The possibility of such a reaction is ensured by the fact that each act of nuclear fission produces two or three neutrons capable of causing the fission of other nuclear fuel nuclei loaded into the reactor. In the reactor, simultaneously with the nuclear fission process, there is always, firstly, the absorption of neutrons by materials located in the active zone, and, secondly, the outflow of neutrons from the active zone of the reactor. These two factors make it possible to regulate the nuclear fission process so that the number of neutrons in the active zone and the number of acts of fission per unit of time are constant. Nuclear reactors are very diverse in terms of their parameters, purpose, design and a number of other features. Nuclear reactors can be classified according to the following main distinguishing features: the amount of neutron energy that causes nuclear fission; by type of retarder; according to the type and parameters of the coolant; by constructive execution; according to the compositional decision; by appointment. At nuclear power plants, nuclear reactors are used to generate electrical and thermal energy. At nuclear power plants, they are used to generate thermal energy for the purpose of heating and industrial heat supply. In ship power plants, they are used as sources of thermal, mechanical and electrical energy.
Використання теорії конкурсного розподілу обмежених ресурсів для оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр Павлович
Для задач аналізу і оптимального проєктування проточних частин парових турбін розроблено альтернативний метод розподілу наявного теплового перепаду багатоступеневої турбіни між її ступенями. Розглянута можливість використання теорії конкурсного розподілу обмежених ресурсів для оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни. Метод використовує залежність для оцінки потужності ступеня турбіни та конкурсні механізми, які були розроблені і використовуються для розв’язання задач розподілу ресурсів в галузі економіки. Проведені порівняльні розрахункові дослідження з оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями вихідних і оптимальних варіантів проточних частин парових турбін. Підтверджена можливість використання теорії розподілу обмежених ресурсів для задач аналізу і оцінки степеню раціональності розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни та в оптимізаційних задачах з метою досягнення максимальної потужності багатоступеневої турбіни. Показано, що у оптимальних варіантів проточних частин розподіл наявного перепаду ентальпій між ступенями турбіни має кращі наближення до значень показників, які відповідають ідеальному варіанту розподілу наявного перепаду ентальпій між ступенями відповідно до розробленого методу ніж у вихідного варіанту проточної частини турбіни.
Використання кавітаційних технологій для нейтралізації кислих середовищ. Ефективність процесу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Недбайло, Анна Євгеніївна; Іваницький, Георгій Костянтинович; Целень, Богдан Ярославович; Радченко, Наталія Леонідівна; Гоженко, Любов Петрівна
В даній роботі надане порівняння різних методів нейтралізації кислих середовищ, визначені їхні переваги та недоліки. Метою даної роботи є визначення ефективності нейтралізації кислого конденсату методом гідродинамічної кавітації, для чого було проведено теоретичні та експериментальні дослідження. Нейтралізація кислих рідких середовищ запропонованим методом дозволяє суттєво зменшити вміст розчинених газів в рідині без додавання хімічних реагентів при помірній витраті енергії і призводить до зміни рН середовища в бік лужної межі. Зміна рН, що підтверджена експериментальними дослідженнями в першу чергу пов’язана з видаленням розчинного газу, який міститься у вигляді бульбашок розмірами до 5 мкм. Надано результати теоретичних досліджень обробки в роторно-пульсаційному апараті, визначено ряд технологічних параметрів, в тому числі тиски в каналі роторного апарату, встановлено потенційну можливість зростання мікробульбашок при заданому режимі обробки. Згідно отриманих теоретичних даних стосовно ведення процесу в запропонованих режимах оброблення встановлено можливість видалення бульбашок зграничним розміром розміром від 0,6 мкм та більше. Аналіз експериментальних даних показав, що основна частина розчинених газів може бути видаленою в перші хвилини обробки, що пов’язано з першочерговим видаленням бульбашок найбільших розмірів, які містять найбільшу питому кількість вуглекислого газу. Встановлено граничні розміри бульбашки СО2, що дозволяє видалити використання даної технології відповідно даних експерименту і загальний об'єм вуглекислого газу, що видаляється під час обробки.
Аналіз якості нагрівання металу при різних способах опалення нагрівальних колодязів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Назаренко, Ірина Анатоліївна; Петрик, Олексій Анатолійович; Кузьменко, Алла Анатоліївна; Луценко, Альона Олексіївна
У роботі досліджено ефективність нагрівання злитків з легованої сталі у рекуперативних нагрівальних колодязях з опаленням з центру поду при безперервному та імпульсному способі подачі палива. Виявлено, що особливість теплової роботи колодязів з опаленням з центру поду полягає у вертикальному розташуванні факела і нерівномірному тепловиділенні по висоті робочої камери печі, що призводить до нерівномірного нагрівання злитків металу. Аналіз літературних джерел показав, що нагрівання високолегованих та спеціальних сталей відрізняється тривалою витримкою та підвищеними витратами палива, тому інформація про розподіл температури в злитках дуже важлива для розробки раціональних температурних режимів їх нагрівання. Представлено результати термометрування дослідного злитку при його нагріванні у складі садки високолегованих сталей. Встановлено кінцевий перепад температури в злитку та характер її зміни у процесі витримки металу. Кінцевий перепад температур в дослідному злитку визначається нерівномірністю температурного поля нагрівального колодязю та складає 80 °С – 120 С. Встановлено, що температура підігрівання повітря в керамічному рекуператорі в процесі нагрівання садки металу при безперервному способі змінюється в середньому від 400 °С до 600 °С, що є значно нижче за паспортні дані. Використання результатів досліджень дозволяє розробити режими нагрівання нержавіючих марок сталі з скороченим періодом витримування. Виявлено значні конструктивні недоліки колодязів, що впливають на рівномірність нагрівання металу, питому витрату палива та рівень експлуатаційних витрат. Досліджено ефективність впровадження імпульсної подачі палива для нагрівальних колодязів з опаленням з центру поду. Доведено, що застосування імпульсного способу подавання палива в період витримки дозволить інтенсифікувати теплообмінні процеси та разом з цим підвищити рівномірність нагрівання злитків.
Особливості конструкції, технологія, сучасні методи оцінки якості конструкції елементів роторів енергетичного обладнання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Макаров, Павло Миколайович
Представлена стаття присвячена розгляду особливостей конструкції елементів енергетичного обладнання, зокрема ротора та його елементів: остова та його різновидів, обода та полюсів ротора. Проведено аналіз вимог до параметрів ротора в залежності від махового моменту. Розглянута ситуація виходу з ладу регулятора турбіни безпосередньо під час скидання навантаження. Також були розглянуті параметри експлуатаційних характеристик гідроагрегату, що впливають на надійність його роботи. В статті викладені вимоги до матеріалів, що використовуються при виготовленні елементів роторів енергетичного обладнання. Детально розглянуті такі сучасні технології виробництва цих елементів, як штампування та лазерне різання. Викладені особливості збирання остова ротора та ротора гідроагрегату в цілому, а також розглянуті технології збирання, опресування та заклинування шихтованого обода ротора. В статті було присвячено увагу особливостям послаблення натягу заклинування обода.
Опис руху безпілотного транспорту літакового типу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Крицький, Дмитро Миколайович; Попов, Олексій Вікторович; Биков, Андрій Миколайович; Бикова, Тетяна Анатоліївна; Яшин, Сергій Анатолійович
Безпілотні транспорті засоби наразі використовуються у більшості сфер нашого життя, від розважальної та навчальної до військової чи рятувальної. У кожній з цих сфер є певні вимоги та критерії до транспортного засобу, який їм необхідний, для розважальної достатньо найпростішої конструкції, що зможе літати, для наукової – це більш складні апарати, які необхідні для збору певних даних, для військових - апарати, які не тільки можуть вести спостереження та моніторинг, але й має можливість вражати необхідні цілі, для рятувальної сфери - це той вид транспорту, який буде мати змогу доставляти грузи та транспортувати людину. Враховуючи необхідність безпілотного транспорту, актуальність розробки нових та вдосконалених типів є надзвичайно високою. Предметом дослідження в статті є безпілотний транспорт літакового типу. Мета полягає в проведенні розрахунків та описі руху безпілотного транспортного засобу літакового типу, який проєктується. В роботі представлені найпоширеніші концептуальні види безпілотних літальних апаратів. Враховуючи концептуальні види за основу при проєктвання розглядається саме літакоподібний тип. Запропонована та представлена система координат, для аналізу руху літального апарату (ЛА). Для складання математичних моделей руху ЛА обрано метод рівнянь лагранжа другого роду. Розглянуто та обчислено кінетичну енергію складного тіла, що здійснює складний рух, для цього обчислення проводяться в абсолютному русі, використовуючи абсолютні лінійні та кутові швидкості. Продемонстровані обрані кути, які використовуються для розрахунків. Розглянуто момент інерції щодо миттєвої осі та з їх допомогою складено рівняння кінетичної енергії обертання відносно осі. За допомогою проведених розрахунків було знайдемо межі зміни кутів. Отримані дані необхідні для подальших розрахунків, таких як: визначення фокусу літального апарата за кутом атаки, визначення похідної коефіцієнта підйомної сили фюзеляжу за кутом атаки та всі подальші розрахунки, які пов'язані з запропонованими кутами. Розглянутий підхід дозволяє здійснювати прогнозування польотного плану з урахуванням витрати енергії та дозволяє розрахувати необхідну кількість енергії для виконання поставленого завдання.
Можливості залучення імовірнісного аналізу безпеки для фізичного захисту ядерних установок
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Горбачик, Сергій Олегович; Клевцов, Сергій Валерійович
Представлено аналіз можливості використання такого інструменту, як імовірнісний аналіз безпеки атомних електростанцій для кількісної оцінки рівня фізичного захисту ядерних установок. Впровадження даного інструменту дозволить суттєво підвищити стан фізичної ядерної безпеки та наддасть можливість визначити критичні проблеми в системах фізичного захисту від зовнішніх та внутрішніх правопорушників. На основі проведення імовірнісного аналізу безпеки для фізичного захисту ядерних установок можливо здійснити процес модернізації систем фізичного захисту, приймаючи до уваги, як економічні, так і захисні можливості для раціонального розподілення ресурсів.
Перспективи залучення відходів олійноекстракційних заводів України для виробництва теплової та електричної енергії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Гапонич, Людмила Станіславівна; Топал, Олександр Іванович; Голенко, Ірина Львівна; Кобзар, Сергій Григорович; Дулієнко, Сергій Григорович
Паливні відходи олійноекстракційних заводів – лушпиння соняшника (ЛС) – доцільно використовувати для заміни викопного палива в промислових та комунальних енергетичних котлах. Удосконалення існуючих та створення нових котельних апаратів для спалювання ЛС має ґрунтуватися на розумінні закономірностей термічної переробки такого палива. Мета цієї роботи – визначення структурних особливостей та закономірностей горіння ЛС в камерах згоряння котельних апаратів. У камерах згоряння нагрівання паливних частинок відбувається при швидкостях нагріву ~500 °С/с та температурах процесу до 900 °С. ЛС містить близько 30 % – 48 % целюлози, 34 % – 38 % геміцелюлози та 17 % – 26 % лігніну. Залежно від структури відрізняється і елементний склад палива, і кількісний та якісний склад летких, і, як наслідок, теплота згоряння. В різних зразках ЛС вміст вуглецю варіюється в діапазоні 40 % – 55 % на робочу масу, сірки – 0,05 % – 0,2 %, хлору – 0,05 % – 0,3 %, золи – 3 % – 9 % та вологи – 5 % – 10 %, теплота згоряння – 15–21 МДж/кг. При термічному розкладанні ЛС при швидкісному нагріві до температур 500 °С – 900 °С утворюються леткі та твердий коксозольний залишок (КЗ) (до 20 % – 30 % вихідної маси), який має низьку реакційну здатність і високу міцність. Динамічні криві виходу летких мають дві принципово різні ділянки. Перша з них відповідає виділенню і вигоранню летких, друга – вигорянню КЗ. Отримано емпіричні залежності тривалості стадії вигоряння ЛС для температур 500 °С – 900 °С та 700 °С – 900 °С. Вигоряння КЗ є домінуючим процесом термічного розкладання ЛС, який визначає повноту утилізації палива, конструктивні особливості камери згоряння, ефективність і режимні параметри технологічного процесу. Завищені значення втрат теплоти з механічним недопалом при горінні ЛС в котельних апаратах пов'язані з вигорянням низькореакційного КЗ. Цей етап рекомендується проводити при температурах 850 °С – 900 °С.
Exploring the impact of flare expansion angle on combustion stability in aeroengine combustion chamber
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Hajivand, Masoud
In this research, a comprehensive numerical analysis was employed to anticipate the total temperature characteristics, NO emissions, and pattern factor within an annular combustor liner. The investigation focused on the impact of various flare angles (25°, 30°, 35° and 40°) of a double axial swirler across four distinct cases, utilizing computational fluid dynamics (CFD) techniques. The simulations were conducted using ANSYS CFX, incorporating finite-rate chemistry and the eddy dissipation model to simulate the combustion of liquid kerosene (C12H23) with air, specifically accounting for fuel droplet evaporation. Spray modeling, inclusive of a Rosin-Rammler droplet distribution, was implemented to capture the intricate dynamics of liquid kerosene combustion. Thermal and prompt nitrogen oxide (NOx) formation processes were conducted, employing a K-epsilon model for turbulence within a realistic annular combustion chamber. The research further delved into presenting the characteristic features and flame structure, showcasing contour plots of total temperature and NO concentration at the combustor liner outlet. Additionally, cross-sectional analyses along the X-axis from the injector center of the combustor were performed, accompanied by charts illustrating relevant trends along the liner from the injector center. This study introduces two-step kinetic schemes for the combustion of kerosene with air, shedding light on the intricate mechanisms underlying the process. The findings indicate that the optimal outcome, characterized by a lower NO concentration, is associated with the case featuring a reduced flare angle compared to the other configurations.