Отдел оптимизации процессов и конструкций турбомашин

Руководитель отдела:
член-корреспондент НАН Украины, доктор технических наук, профессор

Шубенко Александр Леонидович

E-mail: shuben@ipmach.kharkov.ua

Отдел надежности и динамической прочности

    Отдел создан в 1957году. С момента создания отдела по 1991 год им руководил известный конструктор и выдающийся ученый в области энергетики и энергетического паро- и газотурбостроения лауреат Государственной премии СССР, Герой Социалистического труда, академик НАН Украины Л.А.Шубенко-Шубин. Основные кадры отдела были подготовлены в научной школе академика Л.А. Шубенко-Шубина. Традиционное научное направление, основанное Л.А. Шубенко-Шубиным и продолжаемое его учениками, можно обобщить следующей формулировкой: "Теория и практика создания и совершенствования энергетических машин и установок методами и средствами математического моделирования и натурно-вычислительного эксперимента". С 1974 г. по инициативе академика Л.А. Шубенко-Шубина начато регулярное проведение сначала республиканских, затем всесоюзных, а с 1994 г. – международных конференций "Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования". В 2015 г. проведена XV конференция.
    С 1996 г. и по настоящее время отделом руководит чл.-кор. НАН Украины А.Л. Шубенко. В отделе активно продолжаются работы как в рамках сформулированного традиционного научного направления, так и для решения новых задач энергосбережения. По результатам научных и прикладных исследований отдела опубликовано более 1200 научных работ, в том числе 30 монографии. В настоящее время в отделе работает 14 сотрудников, в том числе 1 член-кореспондент НАНУ, 1 доктор и 6 кандидатов наук.

Основные научные направления

  • Повышение эффективности теплоэнергетических установок ТЭС и АЭС на основе разработки систем научно-технической поддержки и сопровождения при решении задач анализа и оптимизации технологических схем
  • Развитие теории, совершенствование расчетных методов и разработка программных комплексов для исследования процессов в ступенях влажно-паровых турбин на основе создания математических моделей образования, переноса, трансформации влаги и ее взаимодействия с элементами проточной части
  • Повышение технико-экономических показателей турбоагрегатов методами оптимизации их теплового состояния на этапах создания и эксплуатации; разработка математических моделей и методов для исследования и совершенствования теплообменников и протекающих в них процессов систем регенерации паровых турбин, в том числе задач определения их долговечности
  • Создание методов и программного обеспечения для автоматизированного проектирования элементов проточных частей турбомашин
  • Разработка новых технологий сжигания топлив в стационарных и транспортных энергоустановках и комбинированных методов и систем термоэкологической диагностики топливосжигающих установок
  • Разработка физических основ, методов и приборов радиоволнового бесконтактного прецизионного измерения и контроля физико-механических процессов в энергетике и машиностроении

Направления фундаментальных исследований

  • Выявление и реализация резервов повышения технико-экономических показателей ПТУ, ГТУ и ПГУ
  • Совершенствование показателей эффективности и надежности влажно-паровых ступеней энергетических турбин
  • Оптимальное проектирование проточных частей осевых турбин и компрессоров
  • Энергосберегающие технологии на централизованных и коммунальных системах энергоснабжения с использованием гибких математических моделей
  • Физические основы радиоволновых методов неразрушающего контроля и диагностики с использованием миллиметрового диапазона волн
  • Термодинамика и кинетика реагирующих газовых и двухфазных потоков
  • Экологизация тепловых двигателей и энергоустановок

Направления прикладных исследований

  • Разработка методов, алгоритмов и программ повышения эффективности и надежности паровых и газовых турбин, в том числе влажнопаровых ступеней
  • Разработка методов, программ и технических решений совершенствования технических схем турбоустановок при их реконструкции и модернизации
  • Совершенствование АСУТП турбоустановок на основе решения задач диагностики по термодинамическим параметрам
  • Экспериментальная отработка радиоволнового метода НК с целью создания макетов приборов для контроля состояния и диагностики элементов энергооборудования и объектов машиностроения в процессе их изготовления и эксплуатации
  • Разработка технических решений для сжигания высокозольных углей в топках котлов с использованием СВЧ-плазменных технологий
  • Методика комплексных исследований экологических показателей топливосжигающих установок с использованием современных газоанализаторов
  • Разработка методики и технических предложений для малозатратной модернизации энергетических турбоустановок

Завершенные разработки

Энергетические турбинные установки малой мощности для автономного энергообеспечения

Пакет прикладных программ по автоматизированному проектированию лопаточных аппаратов турбомашин с оптимальными показателями экономичности и надежности

Пакеты прикладных программ для решения задач совершенствования технологических схем турбоустановок

Пакеты прикладных программ для расчета рабочих процессов в ступенях влажнопаровых турбин:

  • расчет процесса образования жидкой фазы в ступенях влажнопаровых турбин
  • расчет механических потерь энергии от влажности с учетом переотражения капель
  • расчет интенсивности эрозионного износа рабочих лопаточных аппаратов с оценкой потерь от эрозии

Методология и технические предложения для решения задач автономизации энергоснабжения и энергосбережения на основе установки турбин малой мощности на коммунальных котельных и энергоузлах промышленных предприятий

Макет прибора для бесконтактного измерения толщин препрегов и диэлектрических пленок радиоволновым методом с использованием миллиметрового диапазона длин волн

Макет прибора для прецизионного измерения тепловых расширений энергопроизводящего оборудования без привязки к абсолютной системе координат с использованием миллиметрового диапазона длин волн

Макет системы для определения интенсивности эрозионного износа рабочих лопаток последних ступеней турбин в процессе эксплуатации на основе радиоволнового метода

Консалтинг энергосберегающих технических решений, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей энергокомплекса

Малозатратная энергосберегающая технология повышения эффективности работы двухступенчатой теплофикационной установки паровых турбин ТЭЦ

Установка низкотемператуной переработки природного газа на месторождениях с разнонапорными скважинами
(малозатратная технология вовлечения в добычу природного газа малонапорных скважин)

Технология комбинированной противоэрозионной защиты рабочих лопаток последних ступеней энергетических турбин

СВЧ-плазменная пылеугольная горелка

Энергосберегающая технология с использованием турбин на органических рабочих телах

Контактная информация:     Шубенко Александр Леонидович     Тел.: + 38(0572)94 27 84, +38(057)349 47 30     Е-mail: shuben@ipmach.kharkov.ua