Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
9 результатів
Результати пошуку
Документ До питання втомної міцності робочих коліс радіально-осьових гідротурбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Кухтенков, Юрій Михайлович; Назаренко, Сергій ОлександровичУнікальні робочі колеса високонапірних гідротурбін мають великі розміри і масу. Їх виготовляють у вигляді зварнолитих конструкцій, в яких верхній обід, нижній обід і кожну лопать відливають окремо, а потім зварюють, а іноді виготовляють цільнолитими. Внаслідок умов роботи гідротурбін окремі частини робочого колеса (лопаті, нижній обід) виготовляють з кавітаційно- та корозійностійких хромистих сталей. Зварна конструкція дозволяє виготовляти робочі колеса комбінованими: деталі, схильні до кавітації, виконують з нержавіючих хромистих сталей, решта – з дешевих малолегованих. Тріщини, зазвичай, починаються у місцях концентрації напруг і після заварювання через деякий час виникають знову. У відлитих як одне ціле робочих колесах також виникають втомні руйнування при експлуатації гідротурбін, які викликані вібрацією агрегату в результаті пульсації тиску потоку води, вихроутворення, кавітації поряд з гідроабразивним зносом. Втомні тріщини і злами частіше за все виникають на вхідній і вихідній кромках лопаті, де на постійно діюче, максимальне від напору води статичне навантаження накладаються динамічні навантаження. Розглянуті методи боротьби з тріщеноутворенням, методика досліджень і моделювання експлуатаційної навантаженості лопатей. Розрахунки робочих коліс на втомну міцність дозволили зробити висновки про їх напружений стан. Проведені натурні і модельні експерименти по визначенню рівнів пульсації тиску в робочих колесах високонапірних радіально-осьових гідротурбін на напір 300 метрів. Результати цих досліджень можуть розглядатися, як вихідні дані для подальшого їх використання в розрахунках на втомну міцність сучасних 3D моделей робочих коліс високонапірних радіально-осьових гідротурбін.Документ Математичні моделі взаємодії конструкцій з рідиною та розрахунки на міцність і резонанс лопатевих гідромашин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кухтенков, Юрій Михайлович; Назаренко, Сергій ОлександровичАналіз складної взаємодії «рідина – конструкція» (Fluid Structure Interaction, FSI) є актуальною науковою проблемою для багатьох галузей промисловості, таких як гідротурбобудування, суднобудування, будівництво тощо, рішенню якої присвячено значну кількість теоретичних досліджень. У роботі здійснений аналіз праць з проблем підходів, моделей, методів дослідження та найвідоміших моделюючих програмних систем FSI. Попри значні існуючі теоретичні розробки аналіз деформування високонавантажених конструкцій, включаючи гідротурбіни та насоси, потребує розвитку та адаптації відповідних моделей і програмних систем. У результаті низки виконаних досліджень була розроблена математична модель напружено-деформованого стану та виконане чисельне моделювання лопатевих гідромашин. Для відтворення руху як елементів конструкцій, так і рідини використані співвідношення механіки суцільних середовищ. При розрахунках можна визначати поля переміщень, напруг та деформацій; власні частоти коливань елементів гідротурбін та насосів, а також їх чутливість до зміни конструктивних параметрів. При цьому забезпечується комплекс заходів при створенні та удосконаленні лопатевих гідромашин із підвищеними технічними характеристиками, а також визначаються такі проектні та експлуатаційні параметри, які задовольняють умовам підвищення міцності. Розроблена методика дозволяє цілеспрямовано проводити відбудову від резонансів на стадії проектування лопатевих гідромашин різних конструктивних форм і оцінювати вплив хиб виготовлення і експлуатації. Зниження вібрації насосів, будівельних конструкцій та трубопроводів в 5–10 разів на Харківській станції біоочистки, на якій встановлені відцентрові насоси типу СДВ-9000/45, n = 500 хв–1 було досягнуто шляхом встановлення додаткових опор на напірних трубопроводах після вібраційних випробувань і розрахунку трубопроводів на резонанс, також надані рекомендації для подальшої експлуатації станції.Документ Експериментальні та розрахункові дослідження пульсацій тиску у радіально-осьовій гідротурбині(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Кухтенков, Юрій МихайловичСилова взаємодія вихрових джгутів у відсмоктуючій трубі РО гідротурбін з елементами проточного тракту може приводити до серйозних аварій. Зменшення низькочастотних пульсацій тиску є актуальною задачею, так як сприяє підвищенню надійності і збільшенню потужності гідроагрегатів. Для цього інколи використовують спеціальні пристрої. Метою цієї роботи було порівняння сучасних методик розрахунку низькочастотних джгутових пульсацій тиску у відсмоктуючій трубі з експериментом. Проведені експериментальні дослідження пульсацій тиску у проточній частині і на лопаті робочого колеса гідротурбіни РО115 у широкому діапазоні режимів роботи. Виконані чисельні експерименти по визначенню джгутових пульсацій тиску з використанням просторової математичної моделі по методиці НТУ "ХПІ". З іншого боку, були виконані розрахунки пульсацій тиску на основі сучасного пакета програм гідродинаміки, які вирішують завдання механіки суцільного середовища і використовують рівняння Рейнольдса. Процес вирішення завдань в цьому випадку здійснюється за допомогою пакету прикладних програм CFD, що включає етапи: створення тривимірної моделі розглянутого об'єкта за допомогою системи САПР; побудова розрахункової сітки; вибір математичної моделі турбулентності; завдання граничних умов. Порівняння експериментальних та розрахункових результатів вказують на їх гарне узгодження. Прогнозування пульсацій тиску за приведеними методиками при проектуванні гідротурбін дає можливість в подальшому для вибору кращої проточної частини з меншими пульсаціями тиску (з меншими втратами) і з більш високими енергокавітаційними показниками. У першому випадку для виконання задачі потрібні незначні ресурси машинного часу, а похибка при розрахунку амплітуд пульсацій тиску становить до 15–20 % в порівнянні з експериментальними даними, у другому – 10 % при значно більшому часі розрахунків. Надалі результати розрахунків джгутових пульсацій тиску використовуються в розрахунках на міцність елементів проточної частини гідротурбіни з великими запасами по коефіцієнтам міцності, тому можливе використання математичних моделей різної складності у прогнозних розрахунках джгутових пульсацій тиску у відсмоктуючій трубі.Документ Пристрої і заходи щодо зменшення низькочастотних джгутових пульсацій тиску у відсмоктуючих трубах жорстколопатевих гідротурбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Кухтенков, Юрій МихайловичРівень нестаціонарності в жорстколопатевих гідротурбінах в значній мірі залежить від рівня пульсацій тисків, які обумовлені рухом вихрових джгутів за робочим колесом у відсмоктуючий трубі. Силова взаємодія вихорів з елементами проточного тракту може призвести до серйозних аварій. Зменшення низькочастотних джгутових пульсацій тиску є актуальним завданням, так як сприяє підвищенню надійності і збільшення потужності гідроагрегатів. Експериментально виявлено, що на режимах недовантаження і форсування потужності в гідротурбінах має місце наявність одного або декількох вихрових джгутів. Метою роботи було розглянути різні заходи, що сприяють зниженню рівня амплітуд джгутових пульсацій тиску в проточній частині. Це досягається за допомогою впуску повітря під робоче колесо або застосуванням різних спеціальних конструктивних пристроїв. Були досліджені такі пристрої: поворотні елементи лопаті робочого колеса в РО гідротурбіні, поворотні лопаті подовженого обтічника робочого колеса пропелерної гідротурбіни; хрестовини, циліндричні вставки у відсмоктуючий трубі, обтічники робочого колеса різної довжини, профільовані бички на стінці відсмоктуючої труби. Був досліджений вплив впуску повітря на рівень низькочастотних джгутових пульсацій тиску у проточному тракті в широкому діапазоні режимів роботи при випробуваннях модельної гідротурбіни. Зазначено на перевагу запропонованих пристроїв по зниженню джгутових пульсацій тисків в відсмоктуючий трубі в порівнянні з вже існуючими способами. Наведені результати експериментальних досліджень на модельних стендах та натурній гідротурбіні, які підтверджують ефективність використання запропонованих розробок.Документ Методики прогнозування низькочастотних пульсацій тиску у відсмоктуючій трубі гідротурбіни(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Кухтенков, Юрій МихайловичНаведено порівняння сучасних методик розрахунку низькочастотних джгутових пульсацій тиску у відсмоктуючій трубі з експериментом. Вібрації у проточній частині жорстколопатевих гідротурбін суттєво залежать від пульсацій тиску, які обумовлені рухом вихрових джгутів за робочими колесами у відсмоктуючій трубі. Силова взаємодія вихорів з елементами проточного тракту може призвести до серйозних аварій. Розглянуто зменшення низькочастотних пульсацій тиску, що сприяє підвищенню надійності і збільшення потужності гідроагрегатів. У більшості, вихрові джгути мають складну просторову гвинтову форму, тому для розрахунку пульсацій тиску треба використовувати просторові математичні моделі. Це можуть бути сучасні пакети програм гідродинаміки, які вирішують завдання механіки суцільного середовища і використовують рівняння Рейнольдса. Процес вирішення завдань в цьому випадку здійснюється за допомогою пакету прикладних програм CFD, що включає етапи: створення тривимірної моделі розглянутого об'єкта за допомогою системи САПР; побудова розрахункової сітки; вибір математичної моделі турбулентності; завдання граничних умов. З іншого боку, це можуть бути простіші моделі для нев'язкої рідини, що розглядаються у квазістаціонарній постановці. Наприклад, коли стінка відсмоктуючої труби моделюється вихровий поверхнею, що складається з тонких вихрових шнурів змінної інтенсивності, що мають форму спіралі. Швидкості, індуковані джгутами, розраховуються за формулами Кочіна М. Є; швидкості, індуковані вихровою поверхнею визначаються з граничних умов з рішення рівняння Фредгольма, а амплітуди пульсації тиску визначаються на основі інтеграла Бернуллі. У першому випадку для виконання задачі потрібні значні ресурси машинного часу, а похибка при розрахунку амплітуд пульсацій тиску становить до 10 % в порівнянні з експериментальними даними, у другому – 15–20 % при меншому час розрахунків. Результати розрахунків джгутових пульсацій тиску використовуються в розрахунках на міцність елементів проточної частини гідротурбіни з великими запасами по коефіцієнтам міцності, тому можливе використання в прогнозних розрахунках джгутових пульсацій тиску і більш простих моделей.Документ До питання проектування проточної частини комплексного гідротрансформатора(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Кухтенков, Юрій Михайлович; Крупа, Євгеній СергійовичКомплексні гідротрансформатори поєднують найкращі властивості гідротрансформатора та гідромуфти і широко використовуються в різних областях техніки: в автомобілебудуванні, тракторобудуванні, в тепловозобудуванні; в транспортному машинобудуванні, в бурових установках для нафтогазових промислів та ін. Вони забезпечують: плавну автоматичну зміну крутного моменту і частоти обертання веденого валу, отже, і швидкості транспортних машин, а в бурових установках – збільшення механічної швидкості проходки; збільшення терміну експлуатації машин завдяки гасінням динамічних навантажень від двигуна і від трансмісії; роботу машини з кращими енергетичними показниками; підвищують надійність і роблять простішим управління машинами. Розрахунок гідротрансформатора може бути двох типів. Перший тип – розрахунок за законами подібності – перерахунок із добре діючого зразка на задані параметри – потужність N, кВт; оберти насосного колеса n, об/хв при досягненні необхідного ККД. Цей розрахунок більш швидкий за часом і гарантує швидке отримання гарних результатів; розрахунок нового гідротрансформатора, якщо не має прототипу. При цьому закладається умова забезпечення необхідної форми зовнішніх характеристик і визначення основних геометричних і кінематичних параметрів гідротрансформатора. Другий тип – це проектування нового гідротрансформатора, повʼязане з розрахунком його зовнішніх характеристик, гідродинамічним розрахунком і графічними побудовами проточної частини з використанням ЕОМ. Для реалізації завдань зазначених етапів на кафедрі гідромашин НТУ «ХПІ» створено математичну модель та пакет програм, який складається із: програми для розрахунку зовнішніх характеристик і гідродинамічного розрахунку; програми розрахунку і побудови форми проточної частини гідротрансформатора – визначення кінематичних і геометричних параметрів на середній лінії струму, підготовки даних і побудови кола циркуляції; програми профілювання лопаток робочих коліс гідротрансформатора – розрахунку геометричних і кінематичних параметрів на граничних лініях струму – побудови скелетних ліній лопаток робочих коліс на поверхні тора і чаші проточної частини; програми розрахунку профілів кінцевої товщини. Наведено опис методів побудови кола циркуляції і профілювання лопаток робочих коліс гідротрансформатора.Документ Визначення геометричних параметрів вихрових джутів і циркуляції у відсмоктуючих трубах ро гідротурбін для розрахунку пульсацій тиску(НТУ "ХПІ", 2010) Кухтенков, Юрій МихайловичУ статті дано опис математичної моделі для прогнозування низькочастотних пульсацій тиску для довільного числа фізичних вихрових джгутів у трубі, що відсмоктує. Отримані апроксимаційні залежності геометричних параметрів вихрових джгутів - ексцентриситету, діаметра й кута нахилу вихрової лінії, у трубі, що відсмоктує, у широкому діапазоні режимів роботи для прогнозування пульсацій тиску на основі даних візуальних експериментальних досліджень і зондування потоку в трубі за допомогою датчиків-зондів тиску для гідротурбін РО115, РО140, РО170.Документ Розрахунок втрат від осьового вихрового джгута у відсмоктуючій трубі радіально-осьової гідротурбіни(НТУ "ХПІ", 2011) Зав'ялов, Павло Сергійович; Кухтенков, Юрій Михайлович; Гришин, Олександр МефодійовичПроведені експериментальні дослідження з визначення у відсмоктуючій трубі втрат від осьовоговихрового джгута у модельній гідротурбіні РО310. Втрати у відсмоктуючій трубі від вихрового джгута визначалися, як різниця повних експериментальних втрат енергії на різних режимах роботи та розрахункових втрат у відсмоктуючій трубі - циркуляційних, внутрішніх і втрат, пов’язаних з перерозподілом швидкостей внаслідок завихорення потоку.Документ Уточнення алгоритму і особливості розрахунку математичної моделі пульсацій тиску від вихрових джгутів у відсмоктуючій трубі гідротурбіни(НТУ "ХПІ", 2013) Подвойський, Юрій Андрійович; Зав'ялов, Павло Сергійович; Кухтенков, Юрій МихайловичНадано короткий опис математичної моделі, алгоритм і особливості розрахунків низькочастотних пульсацій тиску вихрових джгутів у відсмоктуючій трубі для прогнозування характеристик на основі даних експериментальних досліджень і зондування потоку в трубі за допомогою датчиків-зондів тиску для гідротурбін на напори 100-300 метрів