2021
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52264
Переглянути
11 результатів
Результати пошуку
Документ Influence of hydrodynamic characteristics of water passage elements on energy parameters of pump-turbine(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Tynyanova, Irina; Rezvaya, Kseniya; Drankovskiy, ViktorUkraine has sufficient potential for the development of renewable energy sources. Renewable energy of our country is actively developing. The demand for accumulating hydropower services will grow. This is due to the requirements of modern energy systems to align the schedule for operation in peak load zones. The solution to the problem of creating highly efficient equipment for pumped storage power plants largely depends on the correct selection of the geometry of the water passage elements of the reversible machine, which provide the required level of its energy parameters. The paper deals with the issues of modeling the hydrodynamic characteristics of the blade systems of a reversible hydraulic machine. Changes in energy parameters in the range of basic operating modes of the hill-chart are largely due to changes in the hydrodynamic characteristics of a reversible hydraulic machine. The general approach to describing the hydrodynamic characteristics of blade systems is based on the use of dimensionless parameters characterizing the flow in the characteristic section of the water passage. Expressions, which establish the relationship between the hydrodynamic characteristics and dimensionless complexes and express the general laws of the interaction of the flow with the runner of a reversible machine, are given. The influence of the hydrodynamic parameters of blade systems on the formation of the energy characteristics of a reversible hydraulic machine is considered. Analysis of the hydrodynamic characteristics of individual elements of the water passage allows to analyze their influence on the energy characteristics of a reversible hydraulic machine. The results of such an analysis are the basis for solving a wide range of issues that arise when designing a reversible hydraulic machine. This paper presents the calculations of the energy characteristics for the water passages of reversible hydraulic machines ORO200, ORO500. The calculated data indicate the decisive influence of the hydrodynamic parameters of the spatial lattice on the parameters of the optimal regime.Документ Calculation of the spatial flow in the francis high-head turbine using the CFD software package(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Krupa, Y. S.At present, the development of software packages for calculating computational fluid dynamics problems has reached a high level of efficiency, accuracy and flexibility, with their help it is possible to solve the most diverse and complex problems. All modern software packages for computational fluid dynamics solve the problems of continuum mechanics using models based on the Navier-Stokes equations. These models are based on three conservation equations: conservation of mass, conservation of momentum and conservation of energy. A numerical simulation of the spatial flow of a high-head radial-axial hydraulic turbine Fr 310 was carried out for two variants of the flow path – with an runner with 15 blades (modification 1) and with 17 blades (modification 2), using the OpenFOAM software package. The OpenFOAM software package is one of the most used products designed to solve fluid dynamics problems and is distributed under a free GPL license (General Purpose License). The process of solving the set hydrodynamic problems using the CFD (Computational fluid dynamics) software package includes the following stages: creating a three-dimensional model of the object under consideration using a computer-aided design system; construction of a computational grid with the required parameters; selection of a mathematical model that most accurately describes the working process in the flow parts of hydraulic machines; selection of a suitable turbulence model; setting boundary conditions. A visualization of the results of a numerical study of two modifications of the Fr 310-V-100 hydraulic turbine is presented. A method for calculating hydraulic losses in the flow path of a hydraulic turbine is presented. The analysis of the results of numerical simulation was performed. This analysis showed that the modification of a hydraulic turbine with a runner with 15 blades is better in terms of efficiency than the modification with 17 blades. Comparison of the two modifications was carried out exceptionally by the values of the hydraulic efficiency of the hydraulic turbine.Документ Математична модель процесу розгону колісного трактора з урахуванням паливоподачі тароботи гідропідтискної муфти(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кожушко, Андрій Павлович; Трембач, Олексій Сергійович; Болтенко, Сергій ІгоровичМоделювання роботи трансмісії базувалось на класичних підходах в дослідженні динамічної навантаженості силової установки з урахуванням роботи головної муфти зчеплення та гідропідтискних муфт. Як результат отримано залежності зміни техніко-експлуатаційних показників колісного трактора на етапі рушання та розгону. Практична значимість роботи полягає у можливості її використання при оцінці показників колісного трактора, який оснащується преселективною та гідрооб'ємно-механічною трансмісіями, а також трансмісією, яка використовує технологію подвійного зчеплення.Документ Імітаційне моделювання тягово-динамічних показників тракторів на основі польових випробувальних циклів PowerMix(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Ребров, Олексій Юрійович; Кальченко, Борис Іванович; Якунін, Максим Євгенович; Реброва, Олена Михайлівна; Артюшенко, Олександр ВікторовичВ роботі наведена математична модель для визначення тягово-динамічних показників тракторів з використанням польових випробувальних циклів PowerMix. Запропонований план імітаційного експерименту, який враховує розподіл річного обсягу весняних та літньо-осінніх робіт трактора за типовими сільськогосподарськими операціями, а також розроблена методика наведення результатів імітаційного моделювання до показників базового трактора потужністю 100 кВт, що дає змогу порівнювати трактори довільних схемних рішень і потужності. В якості прикладу наведені результати моделювання показників трактора New Holland T6.180.Документ Математичне моделювання робочого процесу двотактного двигуна з зустрічно рухомими поршнями(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кравченко, Сергій Сергійович; Ліньков, Олег Юрійович; Шелестов, Максим Сергійович; Бекарюк, Олександр Миколайович; Божко, Едуард ВалерійовичМоделювання робочого процесу двигуна внутрішнього згоряння є базою для усіх подальших розрахунків та досліджень двигуна. Особливу актуальність набуває наявність адекватної математичної моделі робочого процесу двигуна у зв’язку з тим що через тенденцію постійного покращення показників двигунів необхідно враховувати багато факторів впливу для отримання задовільного результату. Найбільш складним та такими, що залежить від багатьох фізико-хімічних параметрів є процес згоряння палива в двигуні. Моделі згоряння у дизелях можна розділити на три групи: детальні моделі; емпіричні і напівемпіричні моделі. В роботі виконано аналіз світового досвіду щодо дослідження та математичного моделювання процесу згоряння у двигунах внутрішнього згоряння. Вказано переваги і недоліки різних математичних моделей. У роботі запропоновано використовувати напівемпіричну математичну модель згоряння яка описує диференційну характеристику швидкості згоряння двома кривими, що відповідають періодам першого спалаху і дифузійного згоряння. Використання такої моделі спрощує виконання розрахунків і в той же час дозволяє отримати якісні результати що враховують багато факторів впливу.Документ Modeling the shape of tool wear during cutting of the composite materials(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Khavin, G. L.The process of the shape changing for the tool cutting edge in relation to the initial state due to wear during cutting of polymer composite materials is considered. Modern experimental achievements in the study of the nature of changes in microgeometry in the process of wear are analyzed. Based on the analysis of experimental data, an assumption was made about a slight change in the initial rake angle and the rounding radius of the tool tip during wear. On this basis, a conclusion was made about the one-parameter nature of the change in the geometry of the tool cutting edge in the process of interaction with the composite. A model for removing the volume of material is proposed, which makes it possible to determine the total loss of weight of the tool during the cutting process. The relationship between flank wear, dimensional wear and change in tool weight is shown. A geometric model is used to determine weight loss. The proposed assumptions in the mathematical model are discussed. As a first approximation in the calculations, a simplified definition of the worn area near the tool tip is proposed. A generalized algorithm for step-by-step calculation of the tool tip geometry and the inverse problem of weight loss during operation are considered.Документ Дослідження процесу нейтралізації продуктів сульфатування у виробництві пар(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Дзевочко, Олександр Михайлович; Подустов, Михайло Олексійович; Лисаченко, Ігор Григорович; Дзевочко, Альона Ігорівна; Ворожбіян, Роман МихайловичПроцес нейтралізації продуктів сульфатування у виробництві поверхнево-активних речовин не є основним, проте на цій стадії закріплюються позитивні ефекти отримані на стадії сульфатування органічної речовини газоподібним триоксидом сірки. Для збереження отриманого ступеня сульфатування необхідно проводити процес нейтралізації в умовах, які виключають протікання гідролізу в кислому середовищі. Реакція нейтралізації проходить з великим виділенням тепла близько 40 кДж/моль. Аналіз літературних даних показав, що процес нейтралізації недостатньо висвітлений. Мало даних і по апаратурно-технологічному оформленню даного процесу. Процес нейтралізації в промислових умовах проводиться в апаратах з механічними турбінними мішалками, для зняття тепла екзотермічної реакції паста з нейтралізатора подається в водяний виносний теплообмінник і знову повертається в нейтралізатор. Метою даного дослідження є визначення оптимальних технологічних параметрів процесу нейтралізації продуктів сульфатування та розробка математичної моделі даного процесу. Наведено результати експериментальних досліджень процесу нейтралізації продуктів сульфатування водним розчином гідрооксиду натрію. При проведенні досліджень визначався вплив технологічних параметрів на якісні показники продуктів нейтралізації, основним з яких є ступінь сульфатування. Знайдено оптимальні технологічні параметри для проведення даного процесу в реакторі з мішалкою у лабораторних умовах. На основі отриманих даних в основі даного процесу є використання реактора неперервної дії з турбінною мішалкою і з комбінованим теплообмінником. Для переходу до промислового реактора-нейтралізатора розроблена математична модель, що дає можливість методом математичного моделювання скорегувати технологічні параметри у промислових умовах. сульфатування. Знайдено оптимальні технологічні параметри для проведення даного процесу в реакторі з мішалкою у лабораторних умовах. На основі отриманих даних в основі даного процесу є використання реактора неперервної дії з турбінною мішалкою і з комбінованим теплообмінником. Для переходу до промислового реактора-нейтралізатора розроблена математична модель, що дає можливість методом математичного моделювання скорегувати технологічні параметри у промислових умовах.Публікація Аналіз параметрів приводу здвоєного зчеплення зі зменшеними енерговитратами на керування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Сергієнко, Микола Єгорович; Калінін, Павло Миколайович; Гасанов, Магомедємін Ісамагомедович; Павлова, Наталія Миколаївна; Свідло, Віталій Сергійович; Окунь, Антон ОлександровичСвітова тенденція покращення трансмісій транспортних та тягових засобів пов’язана з використанням роботизованих преселективних коробок переключення передач, важливим вузлом якої є фрикційне зчеплення. Проведений огляд існуючих конструкцій та аналіз концепцій розвитку зчеплень дозволяє визначитись з напрямками їх вдосконалення, зокрема, вдосконаленням сухих здвоєних зчеплень, що є предметом дослідження у даній роботі. Істотним недоліком існуючих конструкцій здвоєних зчеплень є використання додаткових спеціальних (переважно гідравлічних або комбінованих) систем для включення-виключення в роботу фрикційних пар, що збільшує вартість конструкції, витрати енергії на керування та ускладнює конструкцію, обслуговування та ремонт. Запропонована конструкція приводу керування оригінального сухого здвоєного зчеплення передбачає використання важільного механізму із застосуванням поворотних упорів, які виконані у вигляді пересувних кареток з роликами, що забезпечує перемикання зчеплень за короткий час та практично без розриву потоку потужності і, відповідно, покращує динаміку розгону транспортних засобів, спрощує конструкцію зчеплення та зменшує енерговитрати на його керування як в процесі початку руху машини, так і при переключенні передач. Розроблено математичну модель запропонованого приводу зчеплення, на основі якої змодельоване роботу механізму керування і проаналізовано вплив його окремих конструктивних параметрів на якісні показники роботи приводу зчеплення, зокрема, на кінематичні характеристики приводу, діапазони кінематичних та силових передаточних чисел приводу, силову взаємодію ланок механізму, потужність виконуючого пристрою при включенні кожного зчеплення. Встановлено, що на перемикання зчеплень потрібні менші енерговитрати, що переміщення елементів механізму неоднакове, а сила стиснення фрикційних пар при включенні першого і другого зчеплень відрізняються. З результатами моделювання підтверджено, що запропонована оригінальна важільна конструкція механізму керування зчепленнями є ефективною. Отримані результати дозволяють обґрунтовано визначати параметри зчеплення, проте вибір оптимально-раціональних параметрів механізму його керування потребує проведення подальших досліджень, для проведення яких розроблено відповідні методика, алгоритм пошуку та їх програмна реалізація.Документ Визначення гідродинамічних характеристик оборотних гідромашин на основі методів математичного моделювання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Тиньянова, Ірина Іванівна; Рєзва, Ксенія Сергіївна; Дранковський, Віктор ЕдуардовичПитання дослідження та модернізації проточних частин оборотних гідравлічних машин зараз дуже актуальні. При розробці проточних частин оборотних гідромашин широко використовуються математичні моделі опису робочого процесу, які ґрунтуються на різних ступенях його деталізації. В даній роботі розглядається опис робочого процесу на макро- та мікрорівнях, що дає можливість вирішувати комплекс задач в залежності від поставлених цілей. Одним із методів є метод з використанням безрозмірних усереднених параметрів. В роботі отримані рівняння моделі (макрорівень) робочого процесу, які можуть бути використані як для аналізу кінематичних і енергетичних характеристик оборотної гідромашини при фіксованій геометрії проточної частини, так і для чисельного моделювання впливу геометричних параметрів на ці характеристики. Стаття містить залежності витрати, ККД, потужності від геометричних і режимних параметрів, що дозволяють вже на початковій стадії проектування оцінити енергетичні якості оборотної гідромашини. Наведено формулу для визначення кута потоку за напрямним апаратом. Наведено розрахунки енергетичних характеристик для проточних частин оборотних гідромашин ОРО200, ОРО500. Побудовані поверхні гідравлічного ККД для ОРО200 і ОРО500, визначені теоретичні і енергетичні параметри. Для більш досконалого дослідження оборотної гідромашини було проведене чисельне дослідження на мікрорівні за допомогою програми CFD, що дозволило отримати розподіл тисків та швидкостей в проточній частині в турбінному режимі при оптимальних значеннях витрати та обертів. Розглядаються питання дослідження балансу енергії. Аналіз результатів досліджень показав, що гідравлічні втрати займають значну долю від загальних, тому в ході роботи були визначені гідравлічні втрати в елементах проточної частини насос-турбіни на основі методу усереднених безрозмірних параметрів та методу просторової течії. Порівняльний аналіз отриманих результатів за різними моделями з результатами фізичного експерименту показав задовільну збіжність, що свідчить про доцільність застосування обраних методів для дослідження оборотних гідромашин.Документ Solution of the problem of calculating the leakage working fluid in eccentric gap of the ball piston pair hydraulic fluid power machine(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Samorodov, Vadym; Avrunin, GrigoryGoal. Conclusion of an analytical expression for calculating leaks in the gap between the ball-pistons and cylindrical holes in the cylinder blocks of radial-piston hydraulic pumps and hydraulic motors of hydraulic fluid power transmission. The object of study was the hydraulic fluid power transmission of the GOP-900 model in a monoblock design, consisting of a pump with an adjustable displacement and an hydraulic motor with a constant displacement. Method. For the laminar flow of the working fluid in the gap between the ball-piston and the cylinder, a calculation scheme is developed and a corresponding mathematical model is proposed for calculating the flow differential in each of the sections along the forming hole in the cylinder block of the hydraulic machine, followed by the integration of the specified differential. The calculation of the working fluid leaks in the MathCAD-15 medium allowed us to determine the average values of leaks with a concentric and eccentric arrangement of the piston balls in the holes of the cylinder blocks for specific set values for the diameters of the piston balls, the viscosity of the working fluid and the pressure drop between the discharge and discharge cavities. Results. For the first time аnalytical expressions are obtained that allow calculating leaks in the gap between the ball-piston and the hole in the cylinder block of a radial-piston hydraulic machine. The adequacy of the mathematical model is confirmed by the results of comparisons with the data of experimental measurements of working fluid leaks. It is shown that the coefficient of eccentricity of the circular gap used in the calculations using the Hagen-Poiseuille formula with a value of 2,5 is significantly overestimated. Conclusion. The method of calculating working fluid leaks in ball-piston hydraulic machines is recommended for use by specialists when developing new hydraulic machines and conducting diagnostics of the technical condition of those in operation in order to determine the volumetric efficiency and, in particular, its effect on the speed of vehicles whose transmissions use hydraulic machines with ball-pistons.