Search

Об’єкт дослідження – гідродинамічні, трибологічні та динамічні процеси, що відбуваються у вузьких зазорах ущільнень-опор. Мета роботи – встановлення загальних закономірностей впливу геометрії на гідродинамічні сили, витратні та ротородинамічні характеристики ущільнень-опор за допомогою комп’ютерного моделювання.

Об’єкт дослідження: 1) процес відцентрового робочого насоса та насосне обладнання; 2) процес машинного навчання автономної бортової системи розпізнавання наземних природних та інфраструктурних об’єктів. Мета роботи: 1. Підвищення напірності ступенів насосних агрегатів та забезпечення вібраційної надійності функціональних елементів комплексної гідродинамічної системи на основі удосконалення конструкцій насосного обладнання атомних електростанцій (АЕС) шляхом розроблення технічних проєктів насосів водозабезпечення та допоміжних систем. 2. Удосконалення систем автономної навігації шляхом створення бортової системи, здатної розпізнавати системні і зовнішні трафіки, виявляти кібератаки та несанкціоновані вторгнення.

Об’єкт дослідження – гідро-газодинамічні та теплові процеси, що відбуваються в мастильному шарі торцевих імпульсних ущільнень високообертових відцентрових машин. Мета роботи – полягає у порівнянні характеристик традиційних механічних торцевих ущільнень і інноваційних ущільнювальних рішень, заснованих на текстурованні поверхні для забезпечення імпульсу тиску рідини і зниження тертя та зношування за допомогою експериментів і моделювання. При створенні високообертових відцентрових машин різного призначення, одні з головних проблем, полягають в розробці надійних і достатньо герметичних торцевих ущільнень. Задовільні герметичність та тепловий стан торцевих ущільнень забезпечується тонкою плівкою рідини або газу в декілька мікрометрів, яка утворюється в зазорі між обертовою та нерухомою поверхнями, та зменшує контакт і зношення. Тому проект спрямовано на дослідження термопружньогідродинамічного стану торцевих ущільнень та підвищенню їх трибологічних характеристик за рахунок текстурування поверхонь кілець. В даному проєкті вирішуються наступні задачі: розробка конструкцій і методик експериментальних досліджень торцевих імпульсних ущільнень; розробка методики комп’ютерного моделювання задачі термогідропружності для торцевого імпульсного ущільнення; розробка методики комп’ютерного моделювання та спрощеного аналітичного розв’язання термогазодинамічної задачі; розробка методики статичного та динамічного аналітичних розрахунків, та конструкції торцевих імпульсних ущільнень; порівняння результатів числового моделювання нестаціонарної течії рідини у зазорі та вирішення теплової задачі для торцевого імпульсного ущільнення за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки з використанням програмного забезпечення ANSYS Academic Research CFD з наявними експериментальними даними і результатами аналітичних розрахунків.

Об’єкт дослідження – гідродинамічні, трибологічні та динамічні процеси, що відбуваються у вузьких зазорах ущільнень. Мета роботи – встановлення загальних закономірностей впливу геометрії на гідродинамічні сили, витратні та ротородинамічні характеристики ущільнень за допомогою комп’ютерного моделювання.

Торцеве сальникове ущільнення з гідродинамічним розвантаженням пари тертя містить сальникову набивку, яка знаходиться в гнізді обойми, на дні якої виконана кільцева канавка, та аксіально-рухому втулку і пружний елемент, який підтискає аксіально-рухому втулку до сальникової набивки. На торцевій поверхні аксіально-рухомої втулки, яка контактує з сальниковою набивкою та складає з нею пару тертя, виконані гідродинамічні канавки.

Числові методи скінченних об’ємів і скінченних елементів для розв’язання рівнянь гідрогазодинаміки, тепломасообміну, теорії пружності та контактної взаємодії; числові методи планування експерименту та оптимізації для визначення теоретичних залежностей між трибологічними характеристиками та геометрією вузлів тертя; методи експериментальних досліджень для перевірки ефективності роботи та визначення трибологічних характеристик торцевих ущільнень та упорних підшипників ковзання, методи теорії коливань для аналізу динамічних характеристик аксіально-рухомого кільця запірного імпульсного ущільнення.

Об’єкт дослідження – гідрогазодинамічні та теплові процеси, що відбуваються в мастильному шарі торцевих ущільнень та упорних підшипників ковзання високообертових відцентрових машин. Мета роботи – встановлення закономірностей між трибологічними характеристиками і геометрією та робочими параметрами вузлів тертя за допомогою комп’ютерного моделювання та експериментальних досліджень.

Дослідження пружньогідродинамічного стану торцевих ущільнень та підвищення їх трибологічних характеристик, розв'язання задач гідропружності з урахуванням шорсткості.

Аналіз величини несучої здатності і теплового стану упорного колодкового підшипника ковзання.

Мета роботи – встановлення закономірностей між трибологічними характеристиками і геометрією та робочими параметрами вузлів тертя за допомогою комп’ютерного моделювання та експериментальних досліджень.

У сучасному машинобудуванні підвищення ККД турбонасосного або компресорного агрегату на 2 ÷ 4% можна досягти за рахунок більш ефективної роботи шпаринних ущільнень.

Об’єкт дослідження: динаміка системи ротор-підшипники-ущільненнякорпус турбонасосного агрегату (ТНА) рідинного ракетного двигуна (РРД). Предмет дослідження – числові (розрахункові) та аналітичні моделі гідродинамічних процесів в ущільненнях, підшипниках та автоматах врівноваження осьових сил, визначення причин динамічної нестійкості ротора в безконтактних ущільненнях і підшипниках з урахуванням силових і температурних деформацій корпуса і вала. Методи дослідження – обчислювальний експеримент за допомогою методів скінченних елементів і об’ємів, методи оптимізації газодинамічних та вібраційних характеристик, екпериментальні методи досліджень динамічних характеристик ротора з урахуванням підшипників і ущільнень. При створенні турбонасосних агрегатів з високооборотними роторами залишається потреба у створені методик і їх програмних реалізацій, необхідних для виконання цілого ряду розрахункових і проектно- експериментальних робіт, таких як: розрахункове визначення критичних частот обертання ротора в залежності від жорсткості опор, демпфірування в опорах, впливу ущільнень ротора; розрахункове дослідження динамічних характеристик ротора при роботі на стаціонарних режимах; розрахункове дослідження нестаціонарних коливань ротора при запуску і виключенні двигуна; проектування ротора з використанням конструктивних заходів по забезпеченню стабільності динамічних характеристик; використання при необхідності пружно-демпферних опор з високою демпфуючою здатністю та експериментальне визначення їх динамічних характеристик.

Одним з найбільш відповідальних вузлів турбокомпресорного агрегату є упорний підшипник, задача якого утримувати неврівноважені осьові сили роторної машини. Проблеми підвищення несучої здатності упорних підшипників присвячені численні науково-технічні дослідження, проте запропонованих заходів і рекомендацій з удосконалення виявляється недостатньо для того, щоб повною мірою компенсувати зростання навантажень на упорні підшипники і забезпечити надійну і економічну роботу цих вузлів у всьому діапазоні режимів експлуатації.

При створенні турбомашин різного призначення одна з головних проблем полягає в розробці надійних і герметичних ущільнень. Складність цієї проблеми різко зростає зі збільшенням робочого тиску і швидкості обертання ротора. Найбільш поширеними ущільненнями, які використовуються в турбомашинах вважаються механічні ущільнення на газовому змащенні, які у наш час майже повністю замінили ущільнення на рідинному змащенні. Метою випробувань було перевірка працездатності торцевого запірного імпульсного ущільнення при різних робочих параметрах: частоті обертання вала, тиску ущільнювального і запірного середовищ.

Ущільнення нерухомих і особливо рухомих з’єднань є важливішими вузлами, що забезпечують надійність, економічність і безпеку технологічного обладнання. Аварійні відмови ущільнень частіш всього є причинами крупних техногенних катастроф і аварій на нафто- і газоперекачувальних станціях, на хімічних і нафтопереробних підприємствах, на атомних електростанціях та ін. Вимушені простої технологічних ліній і систем, які обумовлені відмовами ущільнень, наносять значні економічні збитки, а ремонт ущільнень потребує великих затрат ручної праці і дорогих матеріалів. В даній роботі вирішуються наступні задачі: покращення гідрогазодинамічних характеристик, герметичності, вібронадійності та зменшення витрат на тертя, створення та впровадження нових високоефективних конструкцій ущільнень насосів та компресорів; розв’язання задачі течії рідини і вологого газу (двухфазне середовище – газ з невеликим вмістом рідини) у дроселюючих каналах шпарових ущільнень з урахуванням прецесійного руху валу, визначення жорсткостей та демпфірувань; розв’язання задачі динаміки аксіально-рухомого кільця торцевого імпульсного ущільнення. Рекомендації по використанню результатів роботи і галузь застосування - нові вдосконалені конструкції ущільнень відцентрових машин та методики їх чисельного та аналітичного розрахунку можуть використовуватися підприємствами насосного и компресорного машинобудування при розробці нових та модернізації існуючих конструкцій відцентрових машин, що використовуються у нафтогазовидобувній промисловості, тепловій і атомній енергетиці, ракетно-космічній техніці для підвищення їх надійності, економічності та екологічної безпеки.

Магніторідинні герметизатори обертаючого вала відповідно до рівня герметичності в своїй області застосування перевершує всі відомі типи ущільнень і представляють собою новий самостійний клас технічних пристроїв з постійними магнітами, який використовує магнітну рідину. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31805

Особливе місце серед безконтактних ущільнень обертових валів займають шпаринні та лабіринтні ущільнення. Це найбільш розповсюджений тип ущільнень роторів відцентрових насосів та компресорів. Вони виконують одночасно функції і ущільнень, і гідростатичних та демпферних опор. У зв’язку з цим, значно розширюється коло задач, пов’язаних з їх розрахунком та проектуванням. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31796

Об’єкт дослідження: газодинамічні, вібраційні і міцнісні характеристики турбокомпресорів та їх вузлів. Мета роботи – підвищення ефективності роботи турбокомпресорів газоперекачувальних агрегатів за рахунок чисельного аналізу та оптимізації їх газодинамічних, міцнісних та вібраційних характеристик. Методи дослідження – обчислювальний експеримент за допомогою методів скінченних елементів і об’ємів, методи оптимізації газодинамічних та вібраційних характеристик турбокомпресорів та їх вузлів. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/32510

Об’єкт дослідження: газодинамічні і вібраційні характеристики турбокомпресорів та їх вузлів. Предмет дослідження: чисельні (розрахункові) моделі газодинамічних процесів у проточній частині турбокомпресорів та їх вузлів і вібраційного стану агрегату, визначення причин динамічної нестійкості. Мета роботи – підвищення ефективності роботи турбокомпресорів газоперекачувальних агрегатів за рахунок чисельного аналізу та оптимізації їх газодинамічних та вібраційних характеристик. Методи дослідження – обчислювальний експеримент за допомогою методів скінченних елементів і об’ємів, методи оптимізації газодинамічних та вібраційних характеристик турбокомпресорів та їх вузлів. Компресорна техніка застосовується для стиснення газів в хімічній, нафтовій, газовій, машинобудівній промисловості, а також на транспорті, в металургії, геології, геодезії, будівництві, агропромисловому комплексі. Залежно від області застосування істотно розрізняються робочі характеристики і конструкція компресорів. Турбокомпресори використовуються при здобичі газу, для його транспортування, підготовки до транспортування і при зберіганні. Виробництво турбокомпресорів в розвинених промислових країнах росте на 8–10% щорічно. Застосування компресорів в сучасній економіці - це могутній засіб інтенсифікації технологічних і енергетичних процесів. Турбокомпресори споживають дуже велику кількість енергії. Наприклад, перекачуючи величезну кількість газу, відцентрові компресори Газпрому вимагають для їх приводу палива на 3,5 млрд. доларів на рік. Прямий шлях зниження цих витрат - підвищення к.к.д. компресорів, який визначається 4 технічним рівнем газодинамічного проекту, тобто вибором оптимальної форми проточної частини. Трудність газодинамічного проектування турбокомпресорів пов'язана з виключно складним характером руху газу в проточній частині. Звичайна практика - експерименти з моделями, випробовуваними на спеціальних дослідницьких стендах, що дуже дорого і при недостатньо продуманій програмі експериментів не гарантує отримання найкращого рішення. Тому створення нових і вдосконалення існуючих ступенів відцентрових турбокомпресорів на даному етапі можливе тільки при використанні сучасних розрахункових методів обчислювальної газодинаміки, які дозволяють моделювати течію з достатньо високою точністю, надійністю і ступенем адекватності відображення реальної картини течії. Застосування методів обчислювальної газодинаміки дозволяє виконати чисельну оптимізацію проточної частини турбокомпресора, форми зазору і конструкцій підшипників, розвантажувальних пристроїв, шпаринних, торцевих та лабіринтних ущільнень, та підвищити газодинамічну ефективність та вібраційні характеристики турбокомпресора у цілому. Крім того, виникає необхідність розробки принципово нових конструкцій проточних частин та вузлів, що забезпечать економію енергії та перекачуваних продуктів, а також екологічну безпеку компресорного обладнання. В даній роботі вирішуються наступні практичні задачі: покращення газодинамічних характеристик проточної частини, герметичності та вібронадійності; розв’язання задачі газотермопружності для вихлопного тракту газоперекачувального агрегату; розв’язання задачі «ротор-статор» для течії газу у проточній частині ступені відцентрового компресора; розв’язання задачі течії рідини та газу у каналах підшипників ковзання, ущільнень та розвантажувальних пристроїв з урахуванням прецесійного руху, радіальних і осьових коливань валу, визначення жорсткостей та демпфірувань, та аналіз їх впливу на динаміку ротора; 5 розробка методик та комп’ютерних програм інженерного розрахунку вузлів турбокомпресора. Рекомендації по використанню результатів роботи і галузь застосування - методики чисельного розрахунку газодинамічних та вібраційних характеристик турбокомпресорів та їх вузлів можуть використовуватися підприємствами насосного і компресорного машинобудування при розробці нових та модернізації існуючих конструкцій відцентрових машин, що використовуються на енергетичних блоках ТЕС і АЕС, системах видобудування і транспортування енергоносіїв для підвищення їх надійності, економічності та екологічної безпеки. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/27224

В даній роботі виконані розрахункові дослідження та оптимізація шпаринних і лабіринтних ущільнень за допомогою програмних комплексів ANSYS CFX і modeFrontier. Проведено аналіз впливу гідродинамічних характеристик на динаміку роторів відцентрових насосів і компресорів. Розроблено комп’ютерні програми для автоматизованого розрахунку динаміки ротора та чисельного аналізу шпаринних ущільнень-опор. Розроблені нові конструкції ущільнень-опор та виконана їх експериментальна перевірка. Рекомендації по використанню результатів роботи і галузь застосування - методики чисельного розрахунку шпаринних ущільнень-опор можуть використовуватися підприємствами насосного і компресорного машинобудування при розробці нових та модернізації існуючих конструкцій відцентрових машин, що використовуються на енергетичних блоках ТЕС і АЕС, системах видобудування і транспортування енергоносіїв та ракетних двигунів для підвищення їх надійності, економічності та екологічної безпеки. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/4483

У цій роботі виконаний чисельний розрахунок задачі гідропружності у торцевому сальниковому ущільнені з гідродинамічними канавками в програмному комплексі ANSYS. Порівняння результатів розрахунку та експерименту показало добрий збіг. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3716 В данной работе выполнен численный расчет задачи гидроупругости в торцовом сальниковом уплотнении с гидродинамическими канавками в программном комплексе ANSYS. Сравнение результатов расчета и эксперимента показало хорошее совпадение. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3716 In the paper numerical calculation of hydroelasticity problem of face packing seal with hydrodynamic grooves in program Ansys are performed. The comparison of calculation and experimental results shows satisfactory fit. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3716

Особливе місце серед безконтактних ущільнень обертових валів займають шпаринні та лабіринтні ущільнення. Це найбільш розповсюджений тип ущільнень роторів відцентрових насосів та компресорів. Вони виконують одночасно функції і ущільнень, і гідростатичних та демпферних опор. У зв’язку з цим, значно розширюється коло задач, пов’язаних з їх розрахунком та проектуванням. Якщо для інших ущільнень характерним показником є рівень витоків, то для шпаринних ущільнень-опор найбільш важливими є жорсткостні та демпфіруючі властивості, та їх вплив на вібраційний стан ротора. Тому виникає необхідність розроблення уточнених методів чисельного розрахунку і оптимізації динамічних характеристик шпаринних ущільнень турбомашин за допомогою сучасних методів обчислювальної гідродинаміки для більш надійного прогнозування вібраційного стану турбомашин та розробки принципово нових конструкцій, що забезпечують економію енергії та перекачуваних продуктів, а також екологічну безпеку насосного і компресорного обладнання. В даній роботі виконані розрахункові дослідження та оптимізація шпаринних і лабіринтних ущільнень за допомогою програмних комплексів ANSYS CFX і modeFrontier. Проведено аналіз впливу гідродинамічних характеристик на динаміку роторів відцентрових насосів і компресорів. Розроблено комп’ютерні програми для автоматизованого розрахунку динаміки ротора та чисельного аналізу шпаринних ущільнень-опор. Рекомендації по використанню результатів роботи і галузь застосування - методики чисельного розрахунку шпаринних ущільнень-опор можуть використовуватися підприємствами насосного і компресорного машинобудування при розробці нових та модернізації існуючих конструкцій відцентрових машин, що використовуються на енергетичних блоках ТЕС і АЕС, системах видобудування і транспортування енергоносіїв та ракетних двигунів для підвищення їх надійності, економічності та екологічної безпеки. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/4695