Разработки института

Скачать иллюстрированный каталог (укр/рус) в формате PDF Скачать иллюстрированный каталог (english) в формате PDF
неполный перечень
Энергетическое машиностроение
Энергетическое машиностроение
Энергоэффективность. Ресурсосбережение. Экология
Энергоэффективность. Ресурсосбережение. Экология
 свернуть перечень ↑ 
Программные комплексы для расчета 3-мерного нестационарного потока газа через лопаточный венец, ступень и отсек осевой турбины и компрессора с учетом колебаний рабочих лопаток

    Программные комплексы могут использоваться:
        – для расчета обтекания трехмерным потоком газа изолированного лопаточного венца с колеблющимися лопатками;
        – для расчета трехмерного потока газа через ступень (отсек) турбомашины с учетом вращения рабочего колеса и колебаний лопаток под действием нестационарных сил (без разделения нестационарных эффектов, вызванных внешней неравномерностью потока и колебаниями лопаток).
    Предложенные методы расчета аэродинамических и аэроупругих характеристик проточных частей позволяют повысить КПД, надежность и ресурс лопаточных аппаратов за счет следующих мероприятий:
        – определения диапазонов возможных самовозбуждающихся колебаний лопаток в зависимости от возмущающих частот и сдвига по фазе колебаний лопаток (выбор оптимального соотношения чисел лопаток статора и ротора) и расчета переходных режимов (реакция лопаток);
        – выполнения расчета трехмерного потока в ступени (отсеке) осевой турбомашины (компрессора) на номинальном или частичном режиме, результатом которого являются:
                а) нестационарные поля газодинамических параметров;
                б) нестационарные нагрузки, действующие на лопатки и их спектральный анализ;
                в) амплитудно-частотные спектры колебаний лопаток.

    Применение пакета программ позволяет:
        – повысить КПД, надежность и ресурс лопаточных аппаратов турбомашины (компрессора);
        – прогнозировать аэродинамические и аэроупругие характеристики лопаточных аппаратов, возможные зоны самовозбуждающихся колебаний (флаттера) или автоколебаний;
        – повысить надежность лопаточных аппаратов осевых турбомашин (турбина, компрессор). Разработка имеет мировой приоритет.
   Комплекс программ может представлять интерес для предприятий энергетического машиностроения, авиационного газотурбостроения. Потенциальные потребители – конструкторские бюро и предприятия, проектирующие и изготавливающие паро- и газотурбинное оборудование. Разработка готова к практическому применению.

Программные комплексы используются на ОАО НПО «Сатурн» (г. Рыбинск, РФ), предприятии ШКОДА (г. Пльзень, Чехия), предприятии «ALSTOM» (г. Эльблонг, Польша), в Институте проточных машин Польской академии наук (г. Гданьск, Польша).

Контактная информация:     Гнесин Виталий Исаевич     Тел.: +38(0572)94 18 67     Факс: + 38(0572)94 46 35; 94 27 44     Е-mail: gnesin@ipmach.kharkov.ua

Технология комбинированной противоэрозионной защиты рабочих лопаток последних ступеней энергетических турбин

    Предлагаемая технология противоэрозионной защиты базируется на использовании комплекса математических моделей рабочих процессов в последних ступенях энергетических турбин, обусловливающих эрозионный износ их рабочих лопаток, для оценки и прогнозирования возникающей в проточной части эрозионной опасности, которая существенно варьирует в зависимости от типоразмера ступеней и режимов их эксплуатации в составе паротурбинных установок.

    Разработанная в ИПМаш НАН Украины комплексная математическая модель эрозии рабочих лопаток в сочетании с прогрессивным способом нанесения защитных покрытий методом атомно-ионного распыления материалов в вакууме, разработанным в ННЦ «Харьковский физико-технический институт», позволяет для последних ступеней предложить эффективную противоэрозионную защиту длинных рабочих лопаток.

    Технология предоставляет возможность за счет рационального выбора режимных и геометрических параметров последних ступеней частей низкого давления, а также использования противоэрозионного покрытия нового типа с соответствующими параметрами на входных кромках рабочих лопаток повышать мощность, экономичность и эрозионную стойкость данных ступеней.

    Впервые разработан новый современный научный подход к обеспечению комбинированной противоэрозионной защиты последних ступеней турбин ТЭС и АЭС на базе комплексной математической модели эрозии рабочих лопаток за счет рационального использования известных способов активной и пассивной защиты от эрозии данных ступеней.

    Технология может быть использована на турбостроительных предприятиях при модернизации действующих и разработке новых частей низкого давления турбин ТЭС и АЭС.

    Проведены численные исследования на математических моделях и стендовые испытания образцов покрытия нового типа, позволяющие сделать вывод о широких возможностях предлагаемой технологии для защиты последних ступеней паровых турбин от эрозии.

Расчетно-экспериментальный метод оценки остаточного ресурса узлов гидромашин

Метод учитывает фактическое состояние и характер нагрузок, действующих на конструкцию при эксплуатации. Оценка ресурса проводится на основе теории многоцикловой усталости с учетом трещиностойкости материала и гидроупругих эффектов.

По результатам исследований с использованием предлагаемого метода определяется объем модернизации и межремонтный период.

Общий вид рабочего колеса радиально-осевой турбины
и распределение напряжений

Конечноэлементная дискретизация и поля
напряжений крышки гидротурбины

Индустриальный симбиоз

Идея заключается в обеспечении перехода от узкоспециализированной технологии производства основного вида продукции ( в частности электрической энергии теплоты) к расширению спектра выпускаемых товаров за счет комплексной утилизации, материальных и энергетических вторичных ресурсов. В этом случае экологическая составляющая является не затратной, а прибыльной статьей экономической деятельности региона. Внедрение интегральных технологий позволит перевести на качественно новый уровень использование энергетического и физико-химического потенциалов сырьевых ресурсов с одновременным улучшением качества среды обитания в промышленно развитых регионах.