Вісник № 01. Гідравлічні машини та гідроагрегати

Постійне посилання зібрання

https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/58717

Переглянути

Нові надходження

Зараз показуємо 1 - 5 з 12
  • Ескіз недоступний
    Документ
    Експериментальне дослідження зміни геометричних параметрів пожежних рукавів при застосуванні пожежного ствола Protek 366
    (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Стась, Сергій Васильович; Биченко, Артем Олексійович; Пустовіт, Михайло Олександрович; Мигаленко, Олексій Іванович; Колесніков, Денис Валерійович
    З метою транспортування води та робочих розчинів піноутворювачів до осередку пожежі при гасінні великих пожеж, або пожеж з віддаленими вододжерелами зазвичай прокладаються магістральні рукавні лінії. Їх складовими є окремі напірні пожежні рукави, вони бувають різного діаметру. У результаті їх експлуатації при транспортуванні вогнегасних речовин пожежні рукави можуть змінювати свої геометричні параметри, перед усім довжину. Для різних типів рукавів та їх різних діаметрів встановлено, що під дією гідродинамічного тиску відбувається їх подовження. У деяких випадках при застосуванні заглушки на кінці пожежного рукава коефіцієнт відносного подовження пожежних рукавів складав 1,04. Для дослідження були використані 3 типи рукавів: рукави напірні пожежні латексні діаметрами 51 мм та 77 мм типу Т та рукави пожежні напірні із двостороннім полімерним покриттям діаметрами 51 мм типу Т, всі рукава раніше використовувалися під час реальної роботи пожежних розрахунків. Результати, представлені у роботі, є усередненням кожного з трьох типів рукавів. Експерименти проводилися за нормальних умов на відкритому повітрі із використанням пожежного ствола Protek 366 за умови сталості витрати рідини й різних значень тиску на його вході. Пожежні рукава розміщувалися на горизонтальній поверхні. Величина подовження пожежних рукавів при транспортування ними води залежала від фізико-механічних властивостей матеріалів, з яких вони виготовлені, тиску рідини на їх вході й витрати. Максимальне подовження (62 см при довжині рукава 1960 см, відносне подовження становило 0,032) було зафіксоване при транспортуванні води пожежним рукавом діаметром 77 мм при тиску на його вході 1,0 МПа та витраті 1,9 л/с, питання зміни втрат напору за довжиною не розглядалися. Суттєвих змін діаметрів пожежних рукавів зафіксовано не було.
  • Ескіз недоступний
    Документ
    Проектування відцентрового насоса за допомогою програмного забезпечення AxSTREAM®
    (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Шевченко, Наталія Григорівна; Іващенко, Владислава Юріївна; Рублевський, Євген Юрійович; Закора, Олександр Олександрович
    У роботі використовується програмне забезпечення AxSTREAM® компанії SoftInWay (США) для проектування турбомашин. Національний технічний університет "ХПІ" (м. Харків) отримав право на використання ліцензійного програмного забезпечення та документації торгової марки AxSTREAM® в освітньому процесі. Результати комп'ютерного моделювання та чисельних досліджень отримано у процесі підготовки магістрів за програмою "Галузеве машинобудування". У роботі використовується сучасний підхід до проектування проточних частин гідравлічних машин. Цей підхід заснований на спільному вирішенні прямої та зворотної задач гідродинаміки. Проведено тестування роботи інтерфейсу середовища AxSTREAM® для вирішення задач проектування, розрахунку та оптимізації проточних частин гідравлічних машин. Розглянуто модуль попереднього проектування в система AxSTREAM®. Наведено інформацію про особливості проектування та чисельне дослідження перебігу в'язкої стисливої рідини в проточній частині відцентрового насоса. У роботі отримано проект відцентрового насоса на задані технічні умови. Проведено розрахунки енергетичних параметрів відцентрового насоса. Проведено дослідження впливу обточування робочого колеса на енергетичні характеристики насоса. Виконано розрахунок просторової течії у проточній частині робочого колеса насоса НК 65/35-70. Подано порівняння результатів розрахунків за обома методами з експериментом. Підтверджено доцільність використання напівемпіричних моделей для отримання попередніх наближень щодо оптимізації проточної частини. Проведено огляд сучасних пакетів обчислювальної гідродинаміки.
  • Ескіз недоступний
    Документ
    Експериментальні та розрахункові дослідження пульсацій тиску у радіально-осьовій гідротурбині
    (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Кухтенков, Юрій Михайлович
    Силова 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.
  • Ескіз недоступний
    Документ
    Кінематичні параметри течії нафти у вихорокамерному насосі
    (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Роговий, Андрій Сергійович; Лук'янець, Сергій Ігорович
    Складні умови експлуатації насосів для перекачування нафти вимагають від гідравлічних машин високих показників надійності, довговічності та ефективності. Розчинений у нафті газ приводить до виникнення у проточних частинах насосів областей зі змінною густиною та до зриву характеристик. Використання струминних насосів обмежене внаслідок низьких показників коефіцієнту корисної дії (ККД). Тому, експлуатація нових типів струминних насосів – вихорокамерних насосів для видобування та транспортування нафти є цілком перспективним за рахунок збільшення показників ефективності перекачування через використання у цих насосах переваг від центрових та струминних нагнітачів. З іншої сторони, на сьогоднішній день, будь-яких досліджень з поводження вихорокамерних насосів під час перекачування нафти проведено ще не було. В даній роботі на основі числового розрахунку течії нафти у вихорокамерному насосі отримано кінематичні параметри течії із урахуванням та без урахування розчиненого газу у нафті. Розрахунок здійснено на основі вирішення рівнянь Рейнольдса, нерозривності та рівнянь Релея-Плессета у програмному комплексі Ansys CFX. Вперше для вихорокамерного насоса під час перекачування нафти отримані розподіли швидкості нафти та розчиненого газу, розподіли об'ємних та масових концентрацій, графіки розподілів швидкостей в різних горизонтальних площинах вихрової камери, що дозволяє врахувати кінематичні параметри течії у вихровій камері для подальшого оптимального проектування вихорокамерних насосів. Вперше на основі числових досліджень підтверджено можливість використання вихорокамерних насосів для перекачування нафти. При цьому ККД складає приблизно 15 %, що майже вдвічі перевищує ККД прямоточних струминних насосів, що використовуються для цієї мети. Вибір моделі, за якою відбувається розрахунок числовими методами, значно впливає на точність розрахунку інтегральних характеристик роботи вихорокамерного насоса.
  • Ескіз недоступний
    Документ
    Modern software for the numerical study of flow in hydraulic machines
    (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Krupa, Yevhenii; Demchuk, Yevheniia
    In the past few decades, the field of developing computer software systems has been actively developing, which in turn leads to competition in the software market. Qualified engineers working in the hydroturbine industry must be able to use a computer not only at the user level, but also at the programmer level in order to program modules for their own needs based on existing software systems. Recently, numerical simulation has become applicable to an ever wider class of flows, replacing experimental research methods. Certain numerical models are characterized by different areas of applicability and expenditures of computational resources. The paper provides an analytical review of modern CFD software systems. The advantages and disadvantages of these programs are analyzed in terms of building a three-dimensional model of the object of study, creating a computational grid, setting boundary conditions and visualizing the calculation results. The analysis and comparison of existing mathematical models that used to calculate the spatial flow in the flow path of hydraulic machines has been carried out. There are many different programs for solving hydrodynamic problems, some of the advanced commercial software systems are Ansys, SolidWorks Flow Simulation, Autodesk CFD. There are also open source software products. These automatic design systems make it possible not only to perform high-quality modeling of systems of various physical nature, but also to study the response of these systems to external influences in the form of distributions of pressures, temperatures, and velocities. The calculation algorithms in the programs are similar; the distinctive features of the programs can be evaluated according to the following criteria: grid generation, accuracy, reliability (convergence), calculation speed, model physics, system flexibility. The use of modern software packages for studying the hydrodynamic characteristics of the flow in hydraulic machines significantly reduces the time and material resources in comparison with physical modeling.