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

  Скачати повний текст

Створено методики оцінки впливу технологічних і експлуатаційних дефектів на вібраційні характеристики валопровода, що моделюється стержневою системою з розподіленими параметрами, з використанням рівнянь технічної та уточненої теорій згину стержнів. Розроблено метод та алгоритм визначення місця та величини дисбалансу на валопроводі турбоагрегата за параметрами його вібраційного стану до і після його проявлення. Створено метод визначення параметрів статичної центровки валопровода та алгоритм оцінки впливу розцентровки опор на амплітудно-частотні характеристики. Встановлено особливості впливу дефектів та недосконалостей на вібраційні характеристики валопровода. Запропоновані методики та алгоритми можуть бути використані при створенні алгоритмів ідентифікації дефектів для накопичення інформаційного матеріалу про конкретну систему.

  Скачати повний текст

Визначено залежності для розрахунку середніх коефіцієнтів тепловіддачі на текучому радіусі дисків роторів газотурбінних двигунів (ГТД) з осьовою течією охолоджувача (на стаціонарних і перехідних режимах роботи двигунів із різною сприйнятливістю). Встановлено, що сприйнятливість двигуна чинить суттєвий вплив на процес прогріву - охолодження периферії диска. Експериментально доведено необхідність обліку впливу товщини диска на його тепловіддачу в порожнині ротора ГТД. Розроблено програми розрахунку середніх коефіцієнтів тепловіддачі з поверхонь дисків роторів ГТД дискобарабанної конструкції з осьовою течією охолоджуючого повітря за стаціонарних та перехідних режимів роботи двигунів із різною сприйнятливістю.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проведено термодинамічні дослідження енергетичних установок з повним уловлюванням вуглекислоти, утвореної внаслідок спалення органічного палива. Розглянуто газотурбінні та парогазові установки. Одержано значення коефіцієнта корисної дії (ККД) схем за різноманітними параметрами робочого тіла перед газовою турбіною і показники внутрішнього відносного ККД газової турбіни. Розглянуто вплив на ККД установки відносних витрат тиску на гідравлічні опори в елементах схеми та витрат енергії для одержання кисню, а також вплив промохолодження у процесі стиснення робочого тіла і проміжного підводу теплоти у разі розширення. Вперше доведено, що схеми енергоустановок з повним уловлюванням утвореної вуглекислоти не поступаються за ККД найбільш сучасним схемам парогазових установок.

  Скачати повний текст

Розроблено нелінійні математичні моделі електрогідравлічних слідкуючих приводів (ЕГСП) та його складових елементів, які дозволяють враховувати нелінійності різного типу: обмеження руху рухливих деталей, межі зміни робочих параметрів, зміну коефіцієнта гідравлічних витрат робочої рідини в щілинах керування золотникових пар, сухе тертя. Доведено перспективність побудови електрогідравлічних систем регулювання парових турбін на основі гідроагрегатів. Досліджено динамічні властивості ЕГСП з низьким та підвищеним (до 20 МПа) тиском подачі робочої рідини, а також електрогідравлічної системи регулювання парової турбіни з цим гідроприводом.

  Скачати повний текст

Регламентовано кристалографічну орієнтацію (КГО) монокристалічних лопаток турбіни на підставі отриманих даних розрахунку їх пружно-деформованого стану з використанням залежностей анізотропії фізико-механічних властивостей матеріалу для підвищення надійності та несучої здатності лопаток. Отримано математичні залежності для прогнозування впливу кристалографічної орієнтації на механічні властивості монокристалів жароміцних сплавів ЖС6У-ВИ та ЖС26-ВИ. Отримано нові дані про механізм високотемпературної деформації монокристалів жароміцних сплавів під час тривалого статистичного навантаження. На підставі проведеного аналізу впливу КГО лопаток на величину та характер зміни напруженого стану сформульовано технологічні рекомендації щодо регламентації орієнтації монокристалічних лопаток турбіни.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні та практичні методи геометричного моделювання елементів проточних частин двопоточних турбін. Розглянуто особливості моделювання лопаток радіально-осьового та осьового ступенів. Геометричне моделювання лопатки радіально-осьового ступеня включає профілювання меридіального перерізу робочого колеса, аналіз якості кривих меридіональних обводів, моделювання профілю лопатки на розгортці циліндричної поверхні зовнішнього радіуса, геометричне моделювання центрального диска робочого колеса, а також моделювання вихідного спрямного апарата. Моделювання лопаток осьового ступеня складається з профілювання лопаток, для чого застосовується синтезована функція, розвантаження лопаток відцентровими силами, розміщення плоских перерізів за висотою лопатки з урахуванням її розвантаження, геометричного моделювання просторової робочої лопатки. Запропоновано метод аналітичного подання аеродинамічних обводів і поверхонь з застосуванням алгоритму Анселона - Лорана і бікубічних сплайнів.

  Скачати повний текст

Установлено, що пневмодробноструменеве зміцнення під впливом диференційованої силової дії кульками призводить до зменшення текстурної неоднорідності та додає структурі, розподілу фаз і залишковим напруженням більш однорідного характеру в поверхневому шарі пера лопатки, що суттєво впливає на зменшення дисперсії параметрів витривалості на відміну від віброполірування та ультразвукового зміцнення кульками. За допомогою рентгеноструктурного та металографічного методів визначено кристалографічну текстуру в поверхневому шарі пера лопаток. Проведено аналітичний розрахунок впливу зміцнення пера лопаток на ударну міцність у разі зіткнення зі стороннім тілом з використанням методів теорії пружності.

  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 методику розрахунку форсункових конденсаторів змішуючого типу за довільних геометричних і режимних характеристик апарата. Наведено опис математичної моделі, яка включає рівняння тепломасообміну, гідродинаміки та теплового балансу під час взаємодії пари з полідисперсною поверхнею краплин, а також плівок і тих частинок прикореневих ділянок факелу розпилювачів, що не розпалися. Сформовано математичну модель трансформації дисперсного складу краплин під час взаємодії факелу розпилювача з сітковими насадками. Проведено перевірку адекватності математичної моделі реальним процесам тепломасообміну в контактному конденсаторі Угорської фірми EGL. На основі методики планування числового експерименту з використанням методу Бокса та Бенкена одержано узагальнююче кореляційне рівняння для визначення робочої висоти конденсатора залежно від режимних і геометричних характеристик апарата. Висвітлено результати числових досліджень інтенсивності теплообміну із застосуванням запропонованої математичної моделі та проведено розрахунки локальних і середніх об'ємних коефіцієнтів теплообміну.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Класифіковано методи прогнозування аеропружних характеристик лопаткових апаратів турбомашин. Наведено нестаціонарний маршовий метод і числовий аналіз аеропружного стану коливного лопаткового вінця у тривимірному трансзвуковому потоці, які грунтуються на розв'язанні зв'язаної задачі аеродинаміки та пружних коливань. Течія ідеального газу крізь багатоканальний вінець описується нестаціонарними рівняннями Ейлера, що інтегруються на рухомих сітках з використанням явної скінченно-об'ємної різницевої схеми Годунова - Голгана з другим порядком апроксимації. Динамічний аналіз використовує модальний підхід та тривимірну скінченноелементну модель лопатки. Порівняння теоретичних та експериментальних результатів для стандартних конфігурацій компресорних і турбінних граток показало якісне та кількісне задовільне співставлення.Отримано необхідні та достатні умови виникнення самозбудних коливань або автоколивань. За результатами розрахунків визначено, що самозбудження власних форм коливань відбуватиметься за умов негативного аеродемпфування за стартового режиму, близькості частоти власних коливань до частоти кінематичних коливань та кількості енергії, що підводиться від основного потоку до вібруючої лопатки, яка має бути сумірною з кінетичною енергією лопатки у стартовому режимі (вплив наведеної маси).

  Скачати повний текст

Розроблено метод побудови моделі оцінки реальної якості діяльності оператора-зварювальника. Проведено експерименти, на підставі результатів яких сконструйовано комплексний показник якості діяльності та модель для визначення раціональної тривалості беззупинної роботи та відпочинку оператора-зварювальника. Запропоновано моделі розподілу температури повітря в робочій зоні зварювальника у разі відсутності охолодження, за умови розташування охолоджувальних трубопроводів за висотою робочої зони зварювальника та у випадку примусової вентиляції робочого місця. На підставі одержаних результатів наведено засоби захисту оператора-зварювальника від теплового впливу. З'ясовано економічну доцільність проведення охолоджувальних захисних заходів.

  Скачати повний текст

Розроблено методичне та програмне забезпечення аналізу впливу просідань колон та модуля пружності залізобетону фундаменту на вібраційні характеристики та показники надійності системи турбоагрегат - фундамент - основа (ТФО) за вібраційних відмов. Запропоновано теоретичні підходи, математичні моделі та програмне забезпечення для розв'язання наступних задач: контактної взаємодії окремих підсистем корпуса турбіни та фундаменту; власних і вимушених коливань, статистичної динаміки та вібраційної надійності системи ТФО з урахуванням випадковості її параметрів та зовнішнього впливу. Виконано широкий спектр числових досліджень характеристик власних, вимушених коливань і надійності з урахуванням впливу зазначених випадкових факторів, що обумовлені різними технологічними та експлуатаційними причинами. Виявлено фізичні закономірності формування вібраційних відмов, показано можливість виникнення небезпечних резонансів у контрольованих частотних діапазонах. Результати даних досліджень упроваджено в процесі модернізації турбоагрегатів Зміївської та Придніпровської ТЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено методи, математичні моделі та алгоритми для експлуатаційного моніторингу стаціонарного та нестаціонарного температурних станів (ТС) контрольованих деталей газотурбінних двигунів (ГТД), що використовує математичний апарат інтегральних рівнянь і дає змогу враховувати різні типи межових умов, внутрішню та зовнішню нелінійності задачі теплопровідності. За даними методами деталь розглядається як теплопередаюча система, входом якої є фактори теплового навантаження, а виходом - температура в критичних точках. Задачу сформульовано у вигляді інтегралів суперпозиції, ядрами яких є статичні чи динамічні характеристики теплової системи. Зазначені характеристики теплових систем у вигляді коефіцієнтів впливу та перехідних функцій запропоновано знаходити за допомогою числового експерименту на кінцево-елементних математичних моделях верхнього рівня. Проаналізовано трудомісткість і точність запропонованих моделей і алгоритмів моніторингу ТС деталей ГТД для автоматизованих систем обліку виробітку ресурсу авіаційних двигунів ЗМКБ "Прогрес".

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі систем керування параметрами газотурбінного двигуна (ГТД) разом з керуючими механізмами та синтезованими оптимальними за швидкодією цифровими регуляторами. Визначено формули оптимальних керуючих діянь на вході об'єктів керування у разі діяння на вході систем, що лінійно змінюються. Представлено методику параметричного синтезу цифрових оптимальних за швидкодією регуляторів на базі обчислення оптимальних керуючих діянь на об'єкти керування. З використанням запропонованої методики синтезу в інтерактивній системі MATLB розроблено структурні схеми оптимальних за швидкодією цифрових регуляторів, яких можна реалізувати програмно та на інтегральних мікросхемах. Наведено результати досліджень за методом математичного моделювання основних систем керування параметрами ГТД з синтезованими регуляторами за детермінованих і довільних діянь на вході систем керування.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий підхід до організації робочого циклу системи утилізації, заснований на використанні принципу каскадно-теплового стиску (КТС). Розроблено математичну модель компресора КТС, що базується на використанні методу "пошарової дифузії" та уточненого методу "розпад довільного розриву", які дають змогу виявити розподіл температури робочого тіла в проточних елементах пристрою; наведено модель узгодження витратних характеристик утилізаційного контуру та поршневої частини двигуна з застосуванням аналітичних залежностей, одержаних за умов ефективної роботи елементів системи наддуву. Виявлено та проаналізовано фізичні особливості робочого процесу компресора КТС, запропоновано концепції удосконалювання його властивостей. Розкрито механізм впливу процесів заміщення та продувки осередків ротора на ефективні показники компресора КТС, одержано межові значення коефіцієнтів продувки та заміщення, що визначають рівень раціональної інтенсифікації продувки. Установлено можливість підвищення коефіцієнта корисної дії ежекційної системи наддуву (ЕСН) КТС шляхом регулювання витрати повітря, що нагнітається компресором КТС, і зміни геометрії активного сопла ежектора залежно від режиму роботи двигуна. Розроблено експериментальну конструкцію ЕСН з компресором КТС, одержано нові дані її розрахунково-теоретичних і експериментальних досліджень у складі двигуна 6Ч12/14.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод числового розв'язання задачі про власні коливання лопаткового апарата, що враховує його особливості як системи з ідентичними елементами під час побудови матриць мас та жорсткості, які мають специфічну блочну структуру. Розроблено метод модального аналізу власних коливань пакетів лопаток на основі динамічних характеристик окремої лопатки. Описано математичні моделі пакетів лопаток, що дозволяє ураховувати можливість проковзування поверхонь контакту бандажних полиць. Досліджено розподілення та визначено зони локалізації тривимірних полів інтенсивностей напружень пакетів лопаток з різними умовами контакту по гранях бандажних полиць. Виявлено якісні залежності впливу конструкційних особливостей пакетів лопаток на частоти власних коливань.

  Скачати повний текст