Вісник № 01. Гідравлічні машини та гідроагрегати

Постійне посилання зібрання

https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/55296

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 5 з 12

Методика побудови структурно-імітаційних математичних моделей компонентів систем гідроприводу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Узунов, Олександр Васильович; Губарев, Олександр Павлович
Аналіз відомих підходів до побудови математичних моделей дозволив виявити їх схожість на загальному рівні і основну проблему їх розробки. Проблема полягає у значних втратах часу і фахових ресурсів внаслідок великої кількості ітеративних циклів забезпечення адекватності моделі. В роботі наведено методику побудови математичних моделей робочих процесів компонентів систем гідроприводу. Особливістю методики є використання у якості основи моделі змістовної структури процесу функціонування об'єкту моделювання. Для виявлення в процесі дій об'єкту такої структури і перевірки її відповідності реальним процесам використано ряд критеріїв. Таким критеріями є – досяжність запланованого результату (продуктивність); циклічна повторюваність процесу (замкненість); логічна визначеність процесу (достатність). Відповідність структури моделі вказаним критеріям забезпечує, на понятійному рівні, її адекватність структурі процесу функціонування реального об'єкту. Математичний опис моделі будується шляхом наповнення імітаційної структури описами елементарних процесів та їх логічних взаємозв'язків. Імітація процесу функціонування виконується у вигляді нескінченого циклу відповідно до структури та математичного опису у формі програмного коду в операційному середовищі комп'ютера. Використання методики дозволяє скоротити терміни розробки математичних моделей за рахунок зменшення часу отримання її коректної версії. Працездатність розробленої методики перевірено на прикладі її застосування для побудови моделі функціонування гідравлічного демпферу. Побудовану модель перевірено на коректність та стійкість за допомогою серії експериментів. Серед яких є: визначення реакції демпферу на дію зовнішньої сили, яка змінювалась за ступінчатим законом, перевірка стійкості роботи моделі при зміні величини такту циклічного процесу моделювання та різних параметрах демпферу, перевірка стійкості роботи моделі в жорстких експлуатаційних умовах, та інші. Результати експериментів підтвердили працездатність методики і коректність математичної моделі.
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 Едуардович
Питання 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.
Physical fundamentals of ultrasonic degassing
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Stryczek, Jaroslav; Antoniak, Piotr; Banas, Michal; Stryczek, Piotr; Jakhno, Oleg; Luhovskyi, Oleksandr; Gryshko, Igor
One of the key benefits of hydraulic system is its rigidity. It lets the signal to be transmitted from the source to the recipient with no loss. Positioning accuracy of actuators significantly depends on the rigidity. The higher the rigidity, i. e. volumetric elasticity modulus, the more accurate performance of hydraulic actuators. The presence of free and dissolved air in liquid is one of the key properties that affect the rigidity. Means of degassing discussed in the paper show a good potential for the mechanical methods, especially for the cavitation technologies. Based on the physical aspects of degassing, the authors recommend to use high- and low-amplitude ultrasonic oscillators to remove air from reservoirs of hydraulic systems. Experiments with degassing of various liquids: water (density ρ = 1000 kg/m3); hydraulic oil (density ρ= 860 kg/m3); engine oil (density ρ= 844 kg/m3) were mainly focused on the amount of extracted air depending on the duration of oscillations. Comparative analysis of degassing velocities at liquid settling technique and ultrasonic degassing technique proved that the latter one has a better potential. A great deal of attention was paid to the problem of the degassing of hydraulic reservoir, directly at suction line of the pump. The removal of dissolved and free air significantly influences the non-cavitational operational mode of the pump. Which, in turn, prevents the equipment from early failure.
Вплив складу та реології нафтової продукції на роботу штангової насосної установки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шевченко, Наталія Григорівна; Фатєєва, Надія Миколаївна; Іващенко, Владислава Юріївна; Фатєєв, Олександр Миколайович
Розглянуто експлуатацію нафтових свердловин із застосуванням штангових глибинних насосів. Досліджено, що склад і властивості середовищ, що перекачуються, істотно впливають на робочі параметри насосного обладнання, приводять до підвищення енергетичних витрат на підйом продукції, зриву подачі та іншим технічним проблемам. Продукція свердловин є суміш нафти, води та газу – газорідинна суміш. Зміна пластових умов (тиск та температура) уздовж свердловини змінює об'ємну частку вільного/розчиненого газу у нафті та фізичні властивості газорідинної суміші. Проведено огляд промислових реологічних показників водонафтової суміші при механізованому видобутку нафти. Аналіз показав, що зміна об'ємної концентрації води в нафті у діапазоні 50–80 % сприяє зміні реологічних показників та приводить до підвищенняв'язкості. Прийнято допущення, що нелінійну в'язку модель водонафтової емульсії типу Гершеля-Балклі можна описати узагальненою ньютонівської моделлю з введенням ефективної в'язкості. Для дослідження складу нафтової продукції на ефективність роботи насосної установки розглянуто наступні взаємопов'язані задачі. Перша – визначити залежності зміни гідродинамічних характеристик нафтогазового потоку у свердловині, динамічного рівня та місця установки насоса. На пластові умови на прийомі у насос провести розрахунки робочих характеристик штангового насоса. Для обраної конструкції колони штанг визначити напругу у точці підвісу штанг – перевірка забезпечення міцності. Розрахувати основні енергетичні показники всієї насосної установки. Розв'язання цих завдань виконано за допомогою програмного комплексу. У роботі удосконалена методика визначення ефективної в'язкості з урахуванням зміни реології промислових даних. У роботі проведено дослідження зміни об'ємної долі вільного газу та води у нафтогазової продукції на глибину установки насоса, динамічний рівень, тиск у насосі, режимні параметри насоса. Надано результати аналізу впливу зміни структурної в'язкості водонафтової продукції на параметри всієї насосної установки.
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, Grigory
Goal. 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.

Переглянути

Нові надходження