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
37 результатів
Результати пошуку
Документ Визначення оптимальної потужності абсорбційного теплового насосу при інтеграції до теплової схеми ПТ-60/70-130/13(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шубенко, Олександр Леонідович; Усатий, Олександр Павлович; Бабак, Микола Юрійович; Форкун, Яна Борисівна; Сенецький, Олександр ВолодимировичВирішується задача визначення оптимальної теплової потужності абсорбційного теплового насоса з паровим нагріванням при одноступеневій регенерації (СОР = 1,71). Розглядуваний тепловий насос інтегрований в теплову схему парової турбіни ПТ-60/70-130/13. Графік теплопостачання для даного паротурбінного циклу становить 150/70 °С. Також установкою виробляється пар на технологічні потреби. Визначення теплових та витратних характеристик абсорбційного теплового насоса здійснюється з використанням побудованої та запропонованої апроксимаційної математичної моделі. На підставі проведеного аналізу та наявного досвіду сформульовано оптимізаційну задачу. Функцією мети є вибір оптимальної потужності інтегрованого абсорбційного теплового насоса за умови оптимальної витрати енергетичного палива. Пошук оптимальної теплової потужності абсорбційного теплового насоса здійснювався за умови відпуску пари через регульований виробничий відбір турбіни з параметрами 1,296 МПа, 280 °С. Були розглянуті варіанти для змінної витрати пари на технологічні потреби (0, 20, 50 та 80 т/год). Умовою була постійність витрати протягом року. Отримані результати показали, що щодо всіх розглянутих режимів завантаження турбіни, оптимальне значення потужності абсорбційного теплового насоса є ідентичним і становить ~ 17,25 МВт. Розрахункові дослідження показали, що за вартості електроенергії 0,13 дол./(кВт·ч) та умовного палива 309 дол./т енергоблок з турбіною ПТ-60/70-130/13 та інтегрований абсорбційний тепловий насос (тепловою потужністю 15–18 МВт) при виробничому навантаженні понад 20 т/год пари, а також витраті оборотної мережної води на теплопостачання понад 1550 т/год дозволить отримати окупність проекту енергозбереження менше 3 років. Наступним позитивним ефектом є те, що економія палива дозволяє знизити викиди СО₂ на 9321 т і NOₓ на 48 т. За результатами досліджень спостерігаємо позитивний екологічний ефект від інтеграції абсорбційного теплового насоса в існуючу теплову схему.Документ Ресурсні характеристики валопроводу турбоагрегату К-1000-60/3000 після часткового відновлення ротора(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Черноусенко, Ольга Юріївна; Марисюк, Богдан ОлександровичУкраїнська об'єднана енергосистема експлуатується в надзвичайно важкому стані. Значна частка пошкоджених, або недосяжних енергоблоків спричиняє суттєвий дефіцит виробничих потужностей в енергосистемі. Таким чином, виведення з експлуатації потужного енергоблоку, що покриває базову частину графіка навантаження на довготривалий капітальний ремонт є небажаною. На одному із турбоагрегатів К-1000-60/3000 ЛМЗ відбулося пошкодження п'ятого ступеня циліндра високого тиску. Для повного відновлення даного пошкодження необхідно залучати виробничі потужності виробників даного турбоагрегату, а ремонтні роботи спричинять тривалий простій потужного енергоблоку, що покриває базову частину графіку електричного навантаження. В роботі [1] запропоновано варіант виконання циліндру високого тиску без робочих лопаток даного ступеня. Проте, в енергетиці відсутній досвід експлуатації енергоблоку К-1000-60/3000 без робочих лопаток одного із ступенів. Тому в даній роботі проведено дослідження рівня пошкодження металу, що виникає при асинхронному включення турбогенератора в енергосистему, для стандартного валопроводу та валопроводу після відновлення. Результати моделювання показали, що асинхронне включення призводить до появи крутильних коливань усього валопроводу. В разі 30-ти спроб підключення турбогенератора до мережі виникають пошкодження від крутильних коливань на рівні 2,1 % для стандартного валопроводу та 2 % для валопроводу після відновлення.Документ Оцінка можливості використання повідсікового моделювання процесів в проточній частині парової турбіни в задачах одночасної оптимізації теплових схем та турбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр ПавловичРозглянуто два варіанти постановок задачі розрахунку проточної частини (ПЧ)парової турбіни з використанням удосконаленого одновимірного повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів в ПЧ при заданих величинах параметрів пари на вході і виході із циліндру та між його відсіками. Перший варіант постановки забезпечував визначення масової витрати пари на вході в кожен відсік при заданій геометрії ПЧ. Другий варіант постановки дозволяв провести послідовний розрахунок кожного відсіку при заданих величинах масової витрати пари в голову кожного відсіку, а також параметрів пари між відсіками за рахунок відповідного коригування значень ефективних кутів виходу соплових решіток усіх ступенів кожного відсіку. В якості об'єкту дослідження було вибрано циліндр середнього тиску (ЦСТ) турбіни К-540-23,5. Розрахункові дослідження були сплановані, проведені і обробленні з використанням методів теорії планування експерименту. Виконані порівняння результатів розрахунків з використанням обох варіантів повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів між собою та результатами отриманими з використанням загальноприйнятого варіанту поступеневого моделювання роботи ПЧ парової турбіни. Порівняння показали, що для розв’язання задач оптимального проєктування доречніше використовувати другий варіант постановки удосконаленого одновимірного повідсікового моделювання термо- та газодинамічних процесів в ПЧ.Документ Дослідження напружено-деформованого стану валопроводу турбоагрегату К-1000-60/3000 при крутильних коливаннях(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Черноусенко, Ольга Юріївна; Марисюк, Богдан ОлександровичОсновне обладнання більшості українських енергоблоків теплових та атомних електростанцій вичерпало свій парковий ресурс. Тому доцільно здійснювати детальний аналіз залишкового ресурсу працюючого обладнання та впроваджувати комплекс заходів з метою подовження терміну його експлуатації. В роботі описана модель для дослідження напружено-деформованого стану валопроводу турбоагрегату К-1000-60/3000 при нештатних режимах роботи електрогенератора (коротке замикання). Результати розрахунку показали, що реактивний сплеск на бочці ротора турбогенератора, який виникає при аварійній ситуації призводить до появи крутильних коливань всього валопроводу. Амплітуда коливань є прямо пропорційною збуджуючій силі та обернено пропорційною демпфуючим властивостям системи. Демпфуючі характеристики об'єкту забезпечують розсіювання енергії вільних коливань після припинення дії реактивного сплеску. Найбільші амплітуди дотичних напружень виникають на ділянці валопроводу між паровою турбіною та електрогенератором. При трьохкратному перевищенні номінального крутного моменту на роторі в районі муфти між циліндром низького тиску (ЦНТ) та електрогенератором (ЕГ) виникають напруження в 126 МПа.Документ Аеропружна поведінка довгих робочих лопаток останнього ступеня парової турбіни 220 МВт(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Колодяжна, Любов Володимирівна; Биков, Юрій АдольфовичПредставлено результати числового аналізу аеропружних характеристик лопаткового вінця ротора останнього ступеня парової турбіни 220 МВт з довжиною лопаток 1200 мм. При аналізі використовувався метод розв’язання зв’язаної задачі нестаціонарної аеродинаміки та пружних коливань лопаток, який дозволяє прогнозувати амплітудно-частотний спектр нестаціонарних навантажень і коливань лопаток в потоці в’язкого газу. Результати розрахунків показали відсутність флатеру та автоколивань на перших п’яти власних формах коливань лопатки у номінальному режимі роботи парової турбіни.Документ Інформаційна та математичні моделі проточної частини в задачах оптимального проєктування турбоблоку(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена ПетрівнаРозглянуті питання удосконалення структурно-топологічного формування інформаційної моделі проточної частини (ПЧ) парової турбіни з метою її використання в задачах оптимального проєктування турбоблоків. Додано новий ієрархічний рівень "Відсік", що дозволило зв'язати в єдиному інформаційному просторі параметри ПЧ та решти обладнання турбоблоку та надало можливість ставити і розв'язувати задачі оптимального проєктування турбоблоків. Удосконалена одновимірна модель процесів в ПЧ, що дозволяє моделювати протікання процесів в ПЧ турбіни від відсіку до відсіку (повідсікове моделювання процесів в ПЧ з заданими параметрами пари між відсіками). Удосконалена математична модель процесів в ПЧ узгоджена з удосконаленою інформаційною моделлю ПЧ і є однією із складових підсистеми оптимального проєктування САПР "Турбоагрегат". Проведені тестові порівняльні розрахунки ПЧ циліндрів парових турбін виконані з використанням алгоритмів створених на основі двох математичних моделей: вихідної та удосконаленої. Підтверджено хороший збіг результатів.Документ Дослідження ресурсних показників ротора середнього тиску турбіни К-200-130 енергоблока No 11 ДТЕК Бурштинська ТЕС(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Черноусенко, Ольга Юріївна; Риндюк, Дмитро Вікторович; Пешко, Віталій АнатолійовичБурштинська ТЕС відокремлена від об'єднаної енергосистеми України, працює у складі "Бурштинського острова" паралельно з об'єднаною енергетичною системою європейських країн (UCTE). Робота в межах "Бурштинського острова" вимагає завантаження до дев'яти енергоблоків станції, тоді як перед тим на станції працювали не більше шести енергоблоків. З одного боку, приєднання до UCTE відкрило можливості для збільшення експортних поставок електроенергії з України. З другого боку, режим роботи електростанції в "Бурштинському острові" вкрай негативно впливає на стан обладнання, оскільки вимагає маневрової роботи станції – частих пусків-зупинок блоків. Внаслідок такого режиму значно зросла аварійність ТЕС. Тому, актуальним є визначення індивідуального ресурсу енергоблоків Бурштинської ТЕС та оцінка можливості продовження експлуатації. За розрахунковими оцінками сумарна пошкоджуваність металу ротора середнього тиску турбоагрегату К-200-130 енергоблока No 11 ДТЕК Бурштинська ТЕС дорівнює 107 %, при коефіцієнтах запасу міцності по кількості циклів і по деформаціях на рівні 5 і 1,5, а також при допустимому часі роботи металу 370 тис. год. Якщо сумарна пошкоджуваність металу ротора більше 100 %, то подальша експлуатація обладнання неможлива згідно нормативних документів і ресурс вважається вичерпаним. При коефіцієнтах запасу міцності по кількості циклів і по деформаціях на рівні 3 і 1,25, а також до пустимому часі роботи металу 450 тис. год., згідно експериментальних даних, сумарна пошкоджуваність металу ротора ЦСТ знаходиться на рівні 83 %. Залишковий ресурс металу ротора ЦСТ турбоагрегату К-200-130 енергоблока No 11 ДТЕК Бурштинська ТЕС складе 58908 год. Таким чином, за позитивного рішення експертної комісії у прийнятті знижених коефіцієнтів запасу міцності, допустимий термін експлуатації ротора ЦСТ турбоагрегату К-200-130 енергоблока No 11 ДТЕК Бурштинська ТЕС може бути продовжений на 50 тис. год. з додатковим числом пусків не більше 400.Документ Витрати потужності на привод турбінного ступеня при маловитратних режимах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Шубенко, Олександр Леонідович; Альохіна, Світлана Вікторівна; Голощапов, Володимир Миколайович; Котульська, Ольга Валеріївна; Парамонова, Тетяна Миколаївна; Сенецька, Дар'я ОлегівнаРозглянуто задачу по визначенню витрат потужності під час роботи турбінного ступеня в маловитратному режимі. Для її вирішення використаний теоретично-експериментальний підхід, побудований на одновимірній теорії руху нестисливого робочого середовища та результатів експериментального дослідження ряду моделей ступенів великої віяловості, в якому робочим середовищем служить повітря. При експлуатації теплофікаційних турбін циліндри низького тиску до 85 % часу працюють в області маловитратних режимів як із частково, так і повністю закритою поворотною діафрагмою регулюючої ступені. При зниженні об'ємної витрати пари в проточній частині циліндру низького тиску на маловитратних режимах розвивається привтулковий відрив потоку і формується вихор у міжвінцевому зазорі ступені. Режим, при якому потужність, що підводиться до робочого колеса, витрачається на підтримку цих течій, відповідає "чисто" вентиляційному режиму. На відміну від існуючих методик для визначення вентиляційних витрат потужності у ступенях великої віяловості в роботі пропонується залежність, яка базується на геометричній конфігурації ступенів циліндру низького тиску теплофікаційних турбін та умовах їх експлуатації. Враховуючи процеси, що відбуваються в ступені, та дані, отримані на експериментальному стенді, визначено формули для врахування складових витрат потужності – функції впливу кутів виходу потоку з направляючого апарата ступені; впливу віяловості l/Dcp; впливу відносної ширини робочої лопатки B/Dcp та кута нахилу периферійного меридіонального обводу γм. Отримані залежності, що дозволяють визначити коефіцієнти витрат потужності для ступеня на вентиляційному режимі та режимі роботи до холостого ходу, дають змогу обчислити витрати потужності у всьому діапазоні зміни маловитратних режимів. На прикладі останнього ступеня турбіни Т-250/300-240 виконано зіставлення результатів розрахункових досліджень за запропонованою залежністю з результатами, що отримані в реальних умовах натурних експериментів, яке показало, що їх розходження не перевищує 5 %.Документ Особливості заміни існуючої проточної частини на оптимальну при модернізації ЦВТ парової турбіни(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шерфедінов, Різа Бахтіярович; Усатий, Олександр Павлович; Авдєєва, Олена Петрівна; Далудін, Михайло Олександрович; Єнін, Ілля ЄвгеновичРозглянуті питання, що виникають при заміні існуючої проточної частини на оптимальну при модернізації циліндру високого тиску. Наведено основні результати досліджень, щодо розв’язання задачі пошуку оптимальних значень параметрів теплової схеми турбоблоку К-540-23,5, які забезпечують найбільш ефективну роботу як оптимального варіанту циліндру високого тиску (ЦВТ) у складі турбоблоку, так і всього турбоблоку загалом. Виконано оцінку впливу розподілу теплових перепадів ступенів оптимальної проточної частини (ПЧ) ЦВТ турбіни К-540-23,5 на інтегральні показники якості турбоблоку. Розрахункові дослідження теплової схеми турбоблоку з оптимальною ПЧ ЦВТ показали, що температура недогріву живильної води в підігрівачі високого тиску, розташованого поряд з парогенератором, найбільш істотно впливає на потужність та ефективність ЦВТ і всього турбоблоку. Для визначення оптимального значення температури недогріву сформульована і розв’язана двохкритеріальна Паретівська задача оптимізації турбоблоку.Документ Підвищення ефективності останнього ступеня потужної парової турбіни при супергідрофобному покритті соплового апарата(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шубенко, Олександр Леонідович; Сафонов, Володимир Йосипович; Бабак, Микола Юрійович; Сенецький, Олександр Володимирович; Бояршинов, Олексій ЮрійовичДосліджувалась можливість використання супергідрофобних (SH) покриттів поверхонь напрямного апарату останнього ступеню для підвищення якості проточної частини потужної парової турбіни. Показано, що реалізація цієї пропозиції повинна привести до суттєвого зменшення розміру крапель вологи в проточній частині, та, як наслідок, до збільшення ресурсу робочих лопаток і електричної генерації. Останнє відбувається за рахунок зменшення втрат енергії: на тертя вологої пари по сопловим лопаткам, при ударах крапель вологи та обтіканні робочих лопаток, а також зменшення витрати пари на периферійну сепарацію. Експертним оцінюванням параметрів, що визначають це зменшення втрат та витрат, прогнозовано обсяг додаткової генерації електричної енергії від впровадження SH покриттів на соплах останнього ступеня турбіни К-325-23,5 АТ «Турбоатом» (довжина робочої лопатки 1030 мм). Границі відповідних діапазонів зміни параметрів відповідають оптимістичному та песимістичному варіантам оцінки характеристик покриття та турбоустановки (додаткова електрична генерація, вартість та термін окупності SH покриття). Розглядалися три варіанти SH покриття поверхні соплової лопатки останнього ступеня: усієї поверхні, тільки увігнутої сторони сопла та тільки верхньої половини увігнутої сторони. За розрахунками очікувана зміна електричної потужності турбіни типу К-300 для цих варіантів покриття знаходиться в інтервалах 525 кВт–372 кВт та 315 кВт–237 кВт відповідно за оптимістичними та песимістичними оцінками. Визначено строк окупності SH покриття при нанесенні його тільки на верхню половину увігнутої сторони сопла при прийнятих лінійних законах зменшення втрат при деградації покриття в залежності від його витривалості та ціни. Простий очікуваний термін окупності вказаного виконання SH покриття соплової лопатки останнього ступеня турбіни К-325-23,5 при витривалості 10000 год (річному напрацюванні 6307 год) складе ~ 16 місяців при ціні покриття 0,425 USD/см2. SH покриття сопла вологопарового ступеня є перспективним рішенням для впровадження у разі його витривалості більшій ніж 5500 год при середньо прогнозних ціні покриття та зменшенні втрат енергії і витрат пари при периферійній сепарації.