Сформована методологія контролю залишкового ресурсу газотурбінних двигунів (ГТД) за критерієм тривалої міцності робочих лопаток турбіни, що враховує стохастичну природу пошкодження. Створена методика оцінки впливу технічного стану (ТС) ГТД та особливостей його експлуатації на накопичення пошкоджень у його деталях. Розроблена методика прогнозування залишкового ресурсу авіаційного ГТД з урахуванням його ТС та особливостей наступного періоду експлуатації. Розроблена математична модель робочого процесу ГТД ПС-90А та алгоритм її узгодження з параметрами функціонування двигуна. Розроблено методику одержання регресійних залежностей параметрів навантаження деталей ГТД від параметрів його робочого процесу.

  Скачати повний текст

Розроблено дві параметричні моделі решітки вісьової турбіни з прямолінійною центральною ділянкою та без неї. Здійснено програму TOpGrid для побудови параметричних тривимірних розрахункових сіток з можливістю їх збереження в універсальний формат CGNS. Визначено параметри сітки та CFD-методу, які забезпечують найкращий збіг з відповідним експериментом. Визначений вплив простого та складного тангенціального навалу на структуру тривимірної течії, коефіцієнт інтегральних витрат і витрату робочого тіла в кільцевих напрямних решітках вісьових турбін. Показано, що шляхом застосування складного тангенціального навалу, можна зменшити інтегральні витрати кільцевої напрямної решітки вісьової турбіни. Доведено коректність проведення оптимізації ізольованих кільцевих напрямних решіток вісьових турбін. Проведено дослідження ефективності даного алгоритму з використанням двох параметричних моделей лопатки за різних відношеннях горла решітки до висоти лопатки зі збереженням витрати робочого тіла через решітку.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки методу розв'язання прямої й оберненої задач для тривимірної течії в шарі змінної товщини на вісесиметричній поверхні течії. У даному методі пряму й обернену задачі розділено на незалежні одна від одної окремі підзадачі, які можна розв'язувати в будь-якій послідовності або одночасно, що забезпечує можливість контролювати окремі ділянки проектованої лопатки з точки зору міцності та технологічності, та значно скорочує час проектування. Розроблено методику оптимального проектування решіток профілів з великим кутом повертання потоку. Спроектовано робочу решітку для циліндра високого тиску потужної парової турбіни, профіль якої має локальні хвилеподібні контури, а її коефіцієнт скінченних втрат значно нижчий, ніж у решітки атласних профілів.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження тривимірного напружено-деформованого стану (НДС) та власних коливань вузлів гідравлічних і парових турбін з урахуванням контакту елементів та наявності тріщин. Дану задачу розв'язано за допомогою багатосіткового методу скінченних елементів. З метою поліпшення збіжності методу запропоновано модифікацію його операторів - пряму побудову проміжної скінченноелементної моделі і числову побудову оператора конденсації. Удосконалено метод урахування недосконалостей структури у вигляді тріщин для динамічних задач. Проведено тестування запропонованих методик. Створено спеціалізований програмний комплекс з розвинутим вхідним і вихідним інтерфейсами. Встановлено вплив різних конструктивних і технологічних факторів на НДС та власні коливання вузлів гідравлічних і парових турбін. Вперше вивчено вплив контактного обпирання та появи тріщин в лопатковому апараті на НДС діафрагми парової турбіни. Досліжено вплив довжини та глибини тріщини в лопаті робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни на власні коливання. Встановлено вплив системи тріщин різної орієнтації та довжини в лопаті поворотно-лопатевої гідротурбіни на її власні коливання.

  Скачати повний текст

На підставі термодинамічного аналізу процесів дисоціації та взаємодії фаз шляхом наплавлення сформовано безфтористу шлакову систему, що забезпечує високі технологічні властивості у ході відновлення циліндричних деталей малого та середнього діаметра. Внаслідок проведених досліджень окиснювально-відновлювальних процесів під флюсами даної системи доведено визначальну роль у формуванні складу шва реакцій у газовій фазі. Показано можливість відновлення марганцю з оксиду магнієм за рахунок протікання реакцій у газовій фазі. Запропоновано вдосконалену схему взаємодії фаз шляхом зварювання під флюсом, за якою на формування кінцевого хімічного складу металу шва значно впливають реакції у газовій фазі. Експериментально перевірено можливість відновлення з оксидів кремнію, марганцю та титану вуглецем. Розроблено новий спосіб наплавлення циліндричних деталей в потоці флюсу, що передбачає горіння дуги в повітряно-флюсовій суміші, що рухається.

  Скачати повний текст

У межах механіки руйнування пружно-пластичних тіл сформульовано математичну модель для дослідження росту в конструкційних матеріалах тріщин високотемпературної повзучості, визначення залишкового ресурсу елементів конструкцій та їх високотемпературної міцності з використанням першого закону термодинаміки стосовно механіки сповільненого руйнування тіл за високотемпературної повзучості. Розкрито домінуючу роль у даному процесі періоду усталеної повзучості. Удосконалено метод еквівалентних площ для ефективної реалізації запропонованої моделі та наближеного визначення періоду докритичного росту в тривимірних тілах тріщин високотемпературної повзучості. Встановлено, що зміна площі тріщини високотемпературної повзучості у разі її поширення у полі однорідних напружень тривимірного тіла мало залежить від конфігурації її контуру і тому замінюється кодовим контуром за відповідних початкових і кінцевих розмірів. Запропоновано критерій високотемпературної міцності тонкостінних елементів конструкцій з тріщинами, який базується на розв'язку задачі про межово-рівноважний стан пластини з довільно орієнтовною тріщиною високотемпературної повзучості за двовісного розтягу. Даний критерій підтверджено відомими в літературі результатами експериментальних досліджень. Сформульовано задачу про докритичний ріст тріщин високотемпературної повзучості в стінці паропроводу, його зварному з'єднанні, у колесі парової турбіни та визначено їх залишковий ресурс. Запропоновано спосіб наближеного розв'язку даної задачі. Розв'язано деякі нові задачі про кінетику поширення тріщин високотемпературної повзучості у пластинах і тривимірних тілах.

  Скачати повний текст

Розроблено й апробовано методи визначення потужності турбовальних двигунів за вимірюваними параметрами з використанням спостерігачів на основі математичної моделі двигунів. Показано, що ефективним шляхом підвищення якості управління турбовальним двигуном і, відповідно, його ресурсу є застосування в контурі керування спостерігача крутного моменту (потужності) на валу вільної турбіни двигуна. Запропоновано комплексне розв'язання проблеми оцінювання (спостереження) крутного моменту за вимірюваними газодинамічними параметрами на усталених і перехідних режимах на основі спостерігача з використанням квазілінійної динамічної багаторежимної моделі дводвигунової вертолітної силової установки. Запропоновано методику формування вимог до вихідних даних під час синтезу спостерігача крутного моменту на піставі структурного аналізу похибки спостерігача з урахуванням впливу відмінностей двигуна та його вузлів від типового зразка.

  Скачати повний текст

Запропоновано динамічну математичну модель дизеля з газотурбінним наддувом, в якій враховано експериментальні характеристики ланок системи автоматичного регулювання дизеля. Завдяки моделюванню цієї системи створено різні варіанти регулювання циклової подачі палива для формування зовнішньої швидкісної характеристики. Експериментально виявлено зону в безлопатевій проточній частині турбіни, де найбільш ефективно можна регулювати площу поперечного перерізу.

  Скачати повний текст

Визначено фактичні характеристики газотурбінних двигунів та установок (ГТДУтаУ), а також його вузлів, за експлуатаційних умов на базі математичного моделювання. Розроблено різнорівневі математичні моделі турбовальних ГТД з регульованим і нерегульованим сопловими апаратами силової турбіни, з регенерацією та без регенерації теплоти. Проведено зіставлення одержаних математичних моделей ГТД з дослідними характеристиками та підтверджено їх адекватність. Запропоновано методики розрахунку необхідних газодинамічних параметрів ГПА за неповними вимірюваннями у разі використання існуючих штатних систем контролю ГПА. Удосконалено апроксимаційні характеристики осьових і відцентрових компресорів. Обгрунтовано вбір системи координат для подання характеристик ГТД і його вузлів, запропоновано їх перетворення, що суттєво спрощує процедури ідентифікації моделей. Наведено формули й алгоритми для визначення фактичної потужності ГТДтаУ за умов експлуатації та коефіцієнтів технічного стану ГПА, одержаних з використанням запропонованих математичних моделей.

  Скачати повний текст

Розроблено методи аналізу нестаціонарних вібрацій обертових машин у режимі реального часу з використанням різниць. Розглянуто моделі сигналів нестаціонарних вібрацій. Розроблено методи вибору ділянок локальної стаціонарності та методи визначення різниць кореляційних функцій і спектрів потужності з метою використання останніх як діагностичних ознак. Шляхом комп'ютерного моделювання досліджено похибки визначення ділянок локальної стаціонарності розробленими методами. Виявлено нові діагностичні ознаки обертових машин, які під час використання різницевого кореляційно-спектрального аналізу дозволяють виявити перекіс прилягаючої поверхні другого підшипника турбіни типу К-200-130 ЛМЗ, обрив болта кріплення бічної колодки до обойми першого підшипника турбіни типу К-160-130 ХТЗ та нерівномірність затягування болтів півмуфт роторів високого та низького тисків цієї турбіни. Виявлено також діагностичні ознаки, які дозволяють встановлювати наявність тріщин у лопатках турбін. На підставі запропонованих методів та алгоритмів розроблено ефективні структури та програмне забезпечення для адаптивного кореляційного аналізу нестаціонарних вібрацій механічного обладнання та його елементів у режимі реального часу.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади технології виплавки вуглецевого напівпродукту на базі застосування процесу відновлення залізовмісних матеріалів у звідній камері дугової сталеплавильної печі за рахунок використання теплового та хімічного потенціалів пічних газів, які відходять, та їх подальшого плавлення у ванні печі. Обгрунтовано доцільність застосування газодинамічного розподільника для забезпечення оптимальних газодинамічних характеристик у звідній камері. Для формування оптимального балансу нагріву та відновлення в дуговій сталеплавильній печі розроблено спеціальну звідну камеру з обертовою тареллю, а також газодинамічний розподільник для формування спрямованого потоку пічних газів, що відходять, і газовідвідний патрубок з похилою газопроникною решіткою. За допомогою методів математичного та фізичного моделювання визначено оптимальні щодо відновлення котунів поля швидкостей газового потоку в звідній камері. Зазначено, що запропонована технологія дозволяє використовувати в процесі переробки відходи металургійного виробництва (окалину, шлами), знизити вміст домішок кольорових металів у виплавленій сталі та зменшити ступніть забруднення навколишнього середовища. Встановлено, що у разі застосування фізичного тепла газів, що відходять, для нагріву та відновлення суттєво підвищується енергетична ефективність дугової сталеплавильної печі. Результати наукового дослідження рекомендовано використовувати для реконструкції дугових сталеплавильних печей.

  Скачати повний текст

Розроблено, сертифіковано та упроваджено в об'єктах комунального господарства України у кількості більше, ніж 130 штук, жаротрубні водогрійні теплогенератори нової конструкції, що відрізняються високою енергоекологічною ефективністю (КПД складає 94 %, викиди оксидів азоту у 3 рази менше від нормативних), простотою виготовлення, газощільністю та маневреними якостями. Розроблено, сертифіковано та упроваджено автоматизовані блочні газові пальники ГБГ-2,5, з плавним регулюванням теплової потужності та витрат повітря з метою комплектації жаротрубних теплогенераторів потужністю 1,0 МВт. Створено пристрій пропорціоналізатора, який забезпечує постійність заданого технологічними умовами значення коефіцієнта надлишку повітря за змінного теплового навантаження котлоагрегата. Здійснено упровадження розроблених жаротрубних теплогенераторів з регулювальними газовими пальниками типу ГБГ-2,5 на підприємствах ОКП "Донецьктеплокомуненерго" та одержано річний економічний ефект більш, ніж 2,5 млн грн.

  Скачати повний текст

Детально проаналізовано механізм здійснення високотемпературного та гістерезисного процесів тепломасообміну та кінетики гетерогенних і каталітичних хімічних реакцій на поверхні рухомих вуглецевих частинок і металів за різних початкових і зовнішніх умов. Досліджено роль у цих процесах випромінювання, стефанівської течії, природної та вимушеної конвекції, вплив термокінетичних параметрів на характеристики гетерогенного займання, горіння та погасання вуглецевих частинок. Розроблено фізико-математичну модель стійких і критичних процесів тепломасообміну твердих тіл під час гетерогенно-каталітичних перетворень для сумішей з різною концентрацією реагуючих компонентів (на прикладі окиснення водню за присутності платинового дротика). Визначено критичні умови протікання хімічної реакції, що характеризують переходи з нижнього теплового режиму каталізатора, який знаходиться у хімічно реагуючій газовій суміші, до верхнього та навпаки. Показано можливість безкризової зміни теплових режимів, коли гістерезисна область відсутня, а також можливість існування гістерезисних режимів тепломасообміну залежно від вмісту водню в суміші.

  Скачати повний текст

Розглянуто причини появи та механізми утворення зарядів у вологому паровому потоці та їх вплив на процеси конденсації у парових турбінах. Запропоновано методику та конструкції електричних зондів для вимірювання густини зарядів у рухомому вологому паровому потоці. Розглянуто методи та засоби керування густиною зарядів у вологому потоці. Наведено конструкції пристроїв, які дозволяють за рахунок електричного впливу на вологий паровий потік керувати процесами конденсації. Показано, що нейтралізація парового потоку за останнім ступенем турбіни знижує коефіцієнт повних втрат у вихлопному тракті на 10 - 12 % від вихідного значення, а додаткова електризація пари в зоні конденсатора збільшує вологість більше, ніж на 1 %.

  Скачати повний текст

Розроблено принципово нову схему утилізації скидного газу вузла одоризації газу шляхом змішування скидного газу та газу, що надходить на газовикористовувальні установки за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу. Удосконалено методику розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту, яка дозволяє одержати більш точні результати. Запропоновано метод розрахунку турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу для установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів.

  Скачати повний текст

Здійснено розробку основ технології альдольної конденсації карбонільних сполук з формальдегідом у газовій фазі на твердих каталізаторах. Встановлено залежність між фізико-хімічними та каталітичними властивостями вивчених каталізаторів. Визначено активну фазу оптимального каталізатора. З'ясовано кінетичні закономірності процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом на кращому каталізаторі. Запропоновано кінетичну модель щодо реакції за присутності кращого каталізатора, на основі якої виконана оптимізація процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод синтезу сполук на основі амінних комплексів нікелю (II) та міді (II) та іонів поліоксометалатів, з використанням якого одержано 23 нові комплекси. На підставі даних рентгеноструктурного аналізу встановлено, що аніони оксометалатів утворюють координаційні зв'язки лише з іонами міді (II). Показано, що у кристалічних гратках окремих сполук є вакантний простір, доступний для входження адсорбатів. Проведено систематичне вивчення кінетичних і термодинамічних особливостей реакцій гетерофазної взаємодії одержаних полікристалічних сполук з парами води, метанолу, етанолу, ацетону та ацетонітрилу. Продемонстровано стехіометричність та оборотність вивчених процесів. З'ясовано, що їх кінетичні характеристики описуються моделлю лінійної рушійної сили масопереносу і кінетичні профілі реакцій апроксимуються моно- або біекспоненційними залежностями, а це свідчить про наявність одного або двох енергетичних бар'єрів, які лімітують процес дифузії. На підставі кінетичних даних встановлено, що механізми взаємодій не залежать від природи полярних молекул. Вперше для металокомплексних сполук одержано кінетичні характеристики процесів десорбції молекул спиртів і показано ідентичність механізмів ад/десорбції. На підставі одержаних результатів обгрунтовано припущення про структурну природу енергетичних бар'єрів, що визначаються топологією пористої будови кристалічних решіток. Встановлено, що синтезовані сполуки ефективно зв'язують аміак за умов низької вологості. Показано принципову роль присутності у газовій парі води у визначенні кінетичних особливостей даних процесів.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне й експериментальне дослідження з метою поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапана непрямої дії у складі гідроагрегата підйому вала парової турбіни. Розроблено комплекс математичних моделей: насоса, запобіжного клапана непрямої дії, довгого трубопроводу, гідростатичного підшипника. Відзначено, що запропоновану модель з запобіжним клапаном подано стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням VII порядку. Наведено результати аналізу коливань тиску у напірному трубопроводі з частотою 3,7 Гц.

  Скачати повний текст

Наведено задачу, що виникає в транспорті, в авіаційній і космічній техніці, у нафтовій і газовій промисловості та в енергомашинобудуванні, про пружні коливання та динамічну стійкість трубчатих стержнів, які містять внутрішні потоки неоднорідної рідини. Розглянуто: моделі, в яких неоднорідність стаціонарного потоку може бути обумовлена змінами в процесі руху його агрегатного стану (наприклад, зміною тиску в повітряно-водяних або паро-водяних сумішах, її усередненої густини та швидкості) та його параметри є неперервними функціями осьової координати; модель руху внутрішньої акустичної хвилі, яка моделюється руховим полем внутрішнього тиску, що змінюється за гармонійним законом; моделі потоку з розривними параметрами, які складаються з дискретних мас рідиних згустків, розділених порожнинами та заповнених газом (паром). Для дослідження динамічної стійкості використано методи безпосереднього комп'ютерного моделювання і методи теорії Ляпунова і Флоке. Вивчено поведінку консольних та шарнірно закріплених труб у докритичному, критичному та закритичному станах.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення рівня надійності функціонування елементів допоміжного та керувального електрообладнання енергоблока теплової станції шляхом їх діагностування. Розроблено математичні моделі спрацювання робочого ресурсу з метою діагностування силового сухого трансформатора власних потреб, математичну модель для діагностування системи технологічного захисту турбіни. Вдосконалено метод синтезу структурних схем пристроїв для діагностування електрообладнання. Запропоновано мікропроцесорну реалізацію пристрою для діагностування силового сухого трансформатора власних потреб з урахуванням роботи в режимі перевантаження та мікропроцесорні реалізації пристрою для діагностування системи зниження вакууму турбіни, а також алгоритми їх роботи. Розроблені підходи та математичні моделі апробовано та впроваджено на підприємстві ВАТ "Західенерго" - Ладижинська ТЕС та до навчального процесу Вінницького національного технічного університету.

  Скачати повний текст