Добірка наукової літератури з теми "Пневмоагрегати"

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена дослідженню вдосконаленої пневмосистеми багаторазового запуску маршового рідинного ракетного двигуна верхнього ступеня ракети-носія. Система запуску, яка містить частину пневмоблока двигуна, здійснює розкручування турбонасосного агрегату за рахунок подачі стисненого гелію на його турбіну. Особливістю системи є використання регулятора тиску гелію із пневмокеруванням. Розроблений й реалізований у практиці проектування новий комплекс дискретно-континуальних математичних моделей для газодинамічного розрахунку цієї пневмосистеми, а також аналізу сил тертя й витоків газу у фторопластових манжетних ущільненнях регуляторів. Запропоновано новий розрахунковий метод дослідження пневмосистеми, що проектується, на динамічну стійкість. Досліджені газодинамічні характеристики металлорукава. Розроблено нову концепцію й впроваджено конструкцію лабораторного стенда, що дозволяє економити гелій при доводочних випробуваннях системи. Виконано розрахунково-експериментальне дослідження пневмосистеми, а його рекомендації зі зміни параметрів регулятора, що знижують коливальність і поліпшують інші динамічні характеристики, впроваджені на двигуні.
The thesis for the scientific degree of the Candidate of Technical Sciences by specialty 05.05.17 – hydraulic machines and hydropneumatic units. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The dissertation describes research of perfected pneumatic starting system of a main restartable liquid-propellant rocket engine destined for a launch vehicle upper stage. The starting system, which structure includes a part of the engine pneumatic unit, performs turbopump spin-up by supplying compressed helium to its turbine. A feature of the system is application of a pneumatically controlled helium pressure regulator. New complex of discrete-continual mathematical models is developed and implemented in the designing practice for the gas-dynamic analysis of this pneumatic system and analysis of friction forces and gas leaks through fluoroplastic lip-type seals of regulators. New computational method is proposed for the developed system’s dynamic stability research. The gas-dynamic characteristics of a metal hose are researched. New concept of the laboratory stand is developed and implemented to enable helium saving at development tests. Experimental-computational research of the pneumatic system is performed, recommendations of which are introduced into the engine in relation to the regulator parameters reducing oscillations and improving other dynamic characteristics.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності та надійності, визначенню області раціонального застосування пневмоагрегатів на основі вихрових розширювальних машин. Розроблено параметричну модель, методику експериментального та чисельного оптимізаційного дослідження багатопотокової вихрової розширювальної машини з зовнішнім периферійним каналом. Виконана багатокритеріальна оптимізація, яка дозволяє знайти геометричні параметри проточної частини, які забезпечують максимальний ККД, що дало змогу підвищити більш ніж на 15% (з рівня 30% до рівня більш 45%) оптимальні значення ККД вихрової двухпоточної розширювальної машини із зовнішнім периферійним каналом. Створено експериментальну модель вихрової розширювальної машини з зовнішнім периферійним каналом, турбогенератор на її основі і експериментальний стенд для дослідження вихрових розширювальних машин та агрегатів на їх основі. В результаті експериментальних досліджень отримано характеристики оптимізованої проточної частини та підтверджено результати обчислювального експерименту. В результаті досліджень встановлено вплив геометричних і газодинамічних параметрів на картину течії в проточній частині вихрової розширювальної машини з периферійним каналом. Встановлені основні значущі геометричні та газодинамічні співвідношення параметрів проточної частини вихрової розширювальної машини, визначений ступінь їх впливу на характеристики машини. Обґрунтовано доцільність застосування агрегатів на основі вихрових розширювальних машин потужністю до 500 кВт. Визначено області їх раціонального використання за основними критеріальними комплексами, загальновизначеними в теорії і практиці турбомашин.
The dissertation is devoted to raising of the efficiency and reliability, determination of area of rational application of pneumatic units on the basis of vortex expansion machines. A parameter-oriented model, technique of experimental and numerical optimization study of a multithreaded vortex expansion machine with an external peripheral channel has been developed. Planned (using the experimental design theory) and carried out computational experiments, the results of which performed multiobjective optimization, have made it possible to find geometrics of flowing sections and their ratios, providing the maximum adiabatic (isentropic) efficiency of multithreaded vortex expansion machines with an external peripheral channel. The optimum values of the efficiency of the vortex double-stream machine with an external peripheral channel have been successfully increased by more than 15% (from 30% to more than 45%). The test facility for the study of vortex expansion machines of low power (up to 15 kW), an experimental model of the double-stream vortex expansion machine and the data measuring system of the test facility has been created. As a result of the experimental studies, the characteristics of the optimized flowing section were obtained. The results of experimental studies of the vortex expansion machine have verified the results of the computational experiment. As a result, the influence of geometrical and gas-dynamic parameters on the flow pattern in the flow path of vortex expansion machine with a peripheral channel was established. The most influential factors on machine efficiency are identified and the ranges of their variations are determined. The feasibility of using units based on vortex expansion machines with capacity up to 500 kW have been substantiated. Areas of their rational use with the basic criteria complexes, generally recognized in the theory and practice of turbomachines have been determined.

В настоящее время в мире решение проблемы энергосбережения всеми возможными путями является актуальной и первоочередной задачей. Безусловно, на Украине также решается эта проблема, о чем свидетельствует создание программы «Энергетическая стратегия Украины на период до 2030 г.» (українською - Енергетична стратегія України на період до 2030 р.). Одной из целей данной программы является «…зниження питомих витрат у виробництві та використанні енергопродуктів за рахунок раціонального їх споживання, впровадження енергозберігаючих технологій та обладнання…». При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36817

Вопрос энергосбережения и разумного использования энергетического потенциала нашей планеты всегда являлся актуальным и первоочередным. Однако сейчас, в связи с тем, что многие страны находятся на грани энергетического кризиса, эта проблема ощущается особенно остро. И Украина не является исключением. Одним из определяющих путей решения этой проблемы является использование (утилизация) вторичных энергоресурсов. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36816

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі покращення експлуатаційних характеристик ударних пневмоагрегатів за рахунок дослідження робочого процесу в них і створення на цій основі методики параметричного аналізу та синтезу цих агрегатів. Запропонована нова концепція керування ударним пневмоагрегатом, яка ґрунтується на синхронізації роботи ударного циліндра та імпульсного пневморозподільника, що здійснює раціональне керування контуром живлення з трьома рівнями тиску. Розроблена універсальна нелінійна імітаційна модель, як в розмірній так і у безрозмірній формах з виокремленням основних критеріїв динамічної подоби. При створенні лінійної моделі використані нові підходи, які полягають у заміні нелінійних залежностей раціонально підібраними січними і побудові гранично компактної імітаційної моделі ударного пневмоагрегата на основі рівняння рівноваги механічного аналога у вигляді різновиду пружно-в'язкісної моделі Максвела. У результаті дослідження цих моделей визначені параметри пневмоагрегата і умови його функціонування, що забезпечують найефективнішу реалізацію працездатності стисненого повітря при ударних операціях. Запропонована інженерна методика розрахунку кінематичних, динамічних і енергетичних характеристик ударних пневмоагрегатів на основі вирішення як задач динамічного аналізу, так і задач динамічного синтезу.
Thesis for competition of scientific degree of candidate's of technical science on speciality 05.05.17 - hydraulic machines and hydropneumatic units. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2012. The thesis is devoted to solving scientific and practical problem improve the performance of Pneumatic shock through research workflow and create them on this basis parametric methods of analysis and synthesis of these units. A new concept of control Pneumatic shock, based on the synchronization of stroke and pulsed pneumatic cylinder that provides power management control circuit with three levels of pressure. The universal nonlinear simulation model as well as dimensional and dimensionless forms of dynamic form the main criteria of similarity. When creating a linear model used new approaches which consist in replacing nonlinear dependencies January rational selection and construction is extremely compact Pneumatic shock simulation model based on equilibrium equation as a mechanical analogue kind-viscosity elastic models of Maxwell. The study defined the parameters of these models Pneumatic and conditions of operation that ensure the most effective implementation of the efficiency of compressed air in shock operations. The proposed engineering method of calculating kinematic, dynamic and energy characteristics Pneumatic shock based on solving problems as dynamic analysis and synthesis of dynamic problems.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. - Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертационная работа посвящена решению научно-практической задачи улучшения эксплуатационных характеристик ударных пневмоагрегатов за счет исследования рабочего процесса в них и создания на этой основе методики параметрического анализа и синтеза этих агрегатов. Предложена новая концепция управления ударным пневмоагрегатом, которая основывается на синхронизации работы ударного цилиндра и импульсного пневмораспределителя, осуществляющего рациональное управление контуром питания с тремя уровнями давления. Разработана универсальная нелинейная имитационная модель, как в размерной так и в безразмерной формах с выделением основных критериев динамического подобия. В основе модели лежат фундаментальные зависимости термодинамики тела переменной массы, а при нормировании уравнений использован принцип аналогичности тепломеханических систем. При создании линейной модели использованы новые подходы, которые заключаются в замене нелинейных зависимостей рационально подобранными секущими и построение предельно компактной имитационной модели ударного пневмоагрегата на основе уравнения равновесия механического аналога в виде разновидности одномассовой упруго-вязкостной модели Максвелла. Одной из наиболее важных задач, поставленных и решенных на основе исследования имитационных моделей является выбор конструктивных параметров и давлений настроек контура питания обеспечивающих наиболее эффективное использование работоспособности сжатого воздуха при реализации удара. Результаты решения этих задач представлены как в аналитической форме так и в виде графиков. Причем благодаря использованию критериев динамического подобия с помощью этих графиков удается охватить практически всю область существования подобных пневмоагрегатов. Предложенная инженерная методика расчетов кинематических, динамических и энергетических характеристик ударных пневмоагрегатов на основе решения как задач динамического анализа, так и задач динамического синтеза. Эти результаты также представлены в безразмерной форме в плоскости критериев динамического подобия и за счет этого охватывают обширную область существования ударных пневмоагрегатов т.е. позволяют распространить результаты исследований на целую группу динамически подобных пневмоагрегатов. Адекватность имитационной модели и основные результаты теоретических исследований подтверждены путем натурных испытаний опытного макета ударного пневмоагрегата.
Thesis for competition of scientific degree of candidate's of technical science on speciality 05.05.17 - hydraulic machines and hydropneumatic units. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2012. The thesis is devoted to solving scientific and practical problem improve the performance of Pneumatic shock through research workflow and create them on this basis parametric methods of analysis and synthesis of these units. A new concept of control Pneumatic shock, based on the synchronization of stroke and pulsed pneumatic cylinder that provides power management control circuit with three levels of pressure. The universal nonlinear simulation model as well as dimensional and dimensionless forms of dynamic form the main criteria of similarity. When creating a linear model used new approaches which consist in replacing nonlinear dependencies January rational selection and construction is extremely compact Pneumatic shock simulation model based on equilibrium equation as a mechanical analogue kind-viscosity elastic models of Maxwell. The study defined the parameters of these models Pneumatic and conditions of operation that ensure the most effective implementation of the efficiency of compressed air in shock operations. The proposed engineering method of calculating kinematic, dynamic and energy characteristics Pneumatic shock based on solving problems as dynamic analysis and synthesis of dynamic problems.

У дисертаційній роботі виконано уточнення робочого процесу та методики розрахунку лабіринтних ущільнень, що дає можливість підвищити їх ефективність, надійність, економічність та термін служби. Одержані візуалізації течії, запропонований поелементний підхід до опису робочого процесу в ущільненні, що полягає в його розгляді як суми отворів з індивідуальними характеристиками. Цей підхід дав змогу встановити наявність аномальних явищ у проточній частині багатощілинного лабіринтного ущільнення у вигляді флуктуацій параметрів течії – одночасно існуючих зон із різними режимами вихрової течії. Отримані графічні та аналітичні залежності впливу різних параметрів на характеристики ущільнення, уточнені існуючі методики розрахунку з урахуванням факторів, раніше не врахованих, розраховані коефіцієнти окремих видів втрат методом ідентифікації математичної моделі ущільнення. Проведений порівняльний аналіз щодо впливу властивостей газів. Отриманий ряд нових й уточнені відомі дані щодо вибору геометрії лабіринтних ущільнень, запропоновано збільшення геометричного об’єму розширювальних камер за ходом течії.
В диссертационной работе выполнено уточнение рабочего процесса и методики расчета лабиринтных уплотнений, что дает возможность повысить их эффективность работы, надежность, экономичность и срок службы. Получены визуализации течения в проточной части лабиринтного уплотнения c использованием программного комплекса Flow Vision в виде векторов, заливок, изолиний и вспышек. Показана корректность применения данного программного комплекса для исследования расходных характеристик лабиринтных уплотнений. Предложен поэлементный подход к описанию рабочего процесса в уплотнении, заключающийся в его рассмотрении как суммы отверстий с индивидуальными характеристиками, который позволил установить наличие аномальных явлений в проточной части многощелевого лабиринтного уплотнения в виде флуктуаций параметров потока – одновременно существующих зон с различными режимами вихревого течения, что нашло отражение в значениях локальных коэффициентов расхода. Получены графические и аналитические зависимости влияния режимных и геометрических параметров на характеристики лабиринтного уплотнения с гладким валом. Уточнены существующие методики расчета характеристик уплотнений с учетом факторов, ранее не учитываемых, а именно: кольцевая форма зазора, влияние вращения вала, эксцентриситета, масштабного фактора, критериев подобия и др. Рассчитаны коэффициенты отдельных видов потерь методом идентификации математической модели уплотнения. Проведен сравнительный анализ относительно влияния физических свойств различных газов при модельных и натурных условиях численным методом и с использованием экспериментальных данных, полученных на водяном паре и воздухе при сопоставимых условиях. Получен ряд новых и уточнены известные данные по выбору геометрии проточной части лабиринтных уплотнений, предложено увеличение геометрического обьема расширительных камер уплотнения по ходу течения газа. Показано, что при заданной длине уплотнения лучше выполнить большее количество гребней при меньших значениях шага t.
The thesis offers improved view on workflow and methods of the design of labyrinth seals that increase their performance, reliability, profitability and service life. The visualizations of workflow were obtained. The element approach to description of workflow in labyrinth seal was developed. It considers the seal as composition of holes with individual characteristics. This approach allowed determination of existence of abnormal phenomena in flow section of multislot labyrinth seal in the form of fluctuations of parameters of a stream. These are zones with various regimes of a vortex-type flow. Graphical relationships and equations for description of influence of various factors on characteristics of the seal are determined. The equations take into account some factors which were negligible earlier. The correction coefficients for separate types of losses are calculated by method of identification of seal mathematical model. The comparative analysis on influence of properties of gases was performed. A set new and improved data about choice of geometry of labyrinth seals are represented in the thesis. The increase in geometrical volume of broad cameras of the seal in the direction of gas flow is offered.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена исследованию усовершенствованной пневмосистемы многократного запуска маршевого жидкостного ракетного двигателя верхней ступени ракеты-носителя с насосной подачей компонентов топлива в камеру сгорания. Система запуска, в состав которой входит часть пневмоблока двигателя, осуществляет раскрутку турбонасосного агрегата за счет подачи сжатого гелия из шаробаллона на турбину. Особенностью системы является использование регулятора давления гелия с пневмоуправлением. Исследованная система обеспечивает пять включений двигателя РД861К при идентичных импульсах давления подачи газа, имеющих прямоугольную вершину и предельно крутые фронты. Разработан и использован в практике проектирования новый комплекс дискретно-континуальных математических моделей для газодинамического расчета этой пневмосистемы, а также анализа сил трения и утечек газа во фторопластовых манжетных уплотнениях регуляторов. В моделях учтены новые эффекты: теплообмен газа со стенками полостей и трубопроводов; инерционность газа при его выпуске из баллона; фактор сжимаемости гелия; нагрев гелия при дросселировании; проникновение уплотняемого давления в зазор между манжетой и стенкой, и ряд других. После чего отклонение расчетных значений давления газа от результатов огневых испытаний составило менее 1% Создана и реализована расчетная методика исследования пневмосистемы на динамическую устойчивость и автоколебания. В методике использованы уточненные результаты гармонической линеаризации для колебаний расхода газа через дроссель и силы трения в манжете, а также новый метод расчета импеданса разветвленной системы трубопроводов. Выведено трансцендентное уравнение для частот и амплитуд свободных нелинейных колебаний системы и предложены методы его решения. Точность определения частот автоколебаний составила 2%. Получены аналитические соотношения для параметров пневмосистемы, обеспечивающие динамическую устойчивость или автоколебания малой амплитуды. Исследованы газодинамические характеристики металлорукава, используемого в дренажной системе лабораторного стенда для исследования и настройки системы. Разработана новая концепция и внедрена конструкция стенда, позволяющая экономить гелий при доводочных испытаниях системы. Выполнено расчетно-экспериментальное исследование системы, а его рекомендации по изменению параметров регулятора, снижающие колебательность и улучшающие другие динамические характеристики, внедрены на двигателе.
The thesis for the scientific degree of the Candidate of Technical Sciences by specialty 05.05.17 – hydraulic machines and hydropneumatic units. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The dissertation describes research of perfected pneumatic starting system of a main restartable liquid-propellant rocket engine destined for a launch vehicle upper stage. The starting system, which structure includes a part of the engine pneumatic unit, performs turbopump spin-up by supplying compressed helium to its turbine. A feature of the system is application of a pneumatically controlled helium pressure regulator. New complex of discrete-continual mathematical models is developed and implemented in the designing practice for the gas-dynamic analysis of this pneumatic system and analysis of friction forces and gas leaks through fluoroplastic lip-type seals of regulators. New computational method is proposed for the developed system’s dynamic stability research. The gas-dynamic characteristics of a metal hose are researched. New concept of the laboratory stand is developed and implemented to enable helium saving at development tests. Experimental-computational research of the pneumatic system is performed, recommendations of which are introduced into the engine in relation to the regulator parameters reducing oscillations and improving other dynamic characteristics.