НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

С. 56-66

С. 67-82

С. 115-125

С. 15-35

С. 200-209

С. 210-219

С. 157-169

С. 232-241

С. 220-231

С. 170-187

С. 188-197

С. 45-64

Выполнены газодинамические последней ступени ЦНД мощной паровой турбины двумя различными вариантами формы направляющего аппарата в программе Numeca Fine Turbo. Для сравнения варианта Б направляющего аппарата с комбинированным навалом с вариантом А с прямолинейной выходной кромкой предложен метод вычисления распределения потерь кинетической энергии по высоте направляющего аппарата в пакете Numeca CFView. Метод основан на расчете коэффициентов потерь для единичных линий тока в меридиональной плоскости. Отличие локальных коэффициентов потерь кинетической энергии, вычисленных по предложенной методике от экспериментальных результатов составило 0,5%. Применение комбинированного навала (вариант Б) привело к изменению распределения массового расхода, градиента давления и углов поворота и наклона потока пара по высоте в контрольном сечении за направляющим аппаратом. По сравнению с вариантом А для варианта Б в корневой зоне увеличилась реактивность на 20%, число маха снизилось с 1,4 до 1,2. уровень потерь кинетической энергии для варианта Б составил 5,2% что ниже, чем для варианта А на 1,6% при одинаковых расходах пара. Наибольшее локальное снижение потерь кинетической энергии для варианта Б составило 2,5% по сравнению с вариантом А за счет уменьшения интенсивности вторичных течений в периферийной области. Относительный КПД ступени с направляющим аппаратом Б увеличился на 1,75% по отношению к исходному варианту А благодаря снижению потерь кинетической энергии в направляющем аппарате и изменению условий натекания пара на рабочее колесо.

Цели исследования: снижение гидравлического сопротивления выхлопного патрубка паровой турбины, снижение неравномерности потока на выходе из патрубка, выравнивание потока пара перед трубным пучком конденсатора. Построение моделей патрубка и моделирование течений в нем осуществлялось в среде Solid Works и его приложения COSMOS Flo Works. Приводятся результаты исследования исходной модели патрубка и изменённых конструкций. Для оценки степени неравномерности потока был посчитан коэффициент количества движения (коэффициент Буссинеска) для выходных сечений выбранных конструкций патрубка. Проведенный анализ результатов исследований позволил определить оптимальную конструкцию патрубка. Внедрение в конструкцию патрубка предложенных изменений приведет к улучшению теплообмена в конденсаторе, повысит надежность работы трубного пучка, снизит шум, понизит потери энергии, повысит КПД турбоустановки в целом.

Рассмотрены вопросы утилизации низкопотенциальной энергии с использованием так называемого органического цикла Ренкина, который в последнее время все чаще применяется для переработки тепловых отходов промышленных предприятий, для использования тепловой энергии продуктов сгорания ДВС, в солнечной энергетике, в геотермальной энергетике и т.д. Значительное внимание в статье уделено вопросам выбора рабочего тела, перечислены основные требования, которые предъявляются к рабочим телам цикла. Проведен анализ литературных источников, в которых исследуются различные аспекты применения органического цикла Ренкина. Рассмотрены возможности его моделирования.

Экспериментально определены пороги оптического, электрического и комбинированного электрооптического пробоя для чистых инертных газов, их бинарных и тройных смесей с различным соотношением компонентов. Исследована возможность взаимного снижения порогов пробоя при одновременном оптическом и электрическом воздействии на газ, а также возможность снижения порогов комбинированного пробоя основного газа при добавлении присадок другого газа. Показано, что снижение порога оптического пробоя в присутствии электрического поля особенно ярко проявляется при пониженных давлениях. Впервые обнаружено взаимное подавление влияния (негативная интерференция) присадок на изменение порогов пробоя (оптического, электрооптического) для тройных смесей.

Изложено решение задачи выбора параметров электрогидравлического усилителя, обеспечивающих его быстродействие при минимальной гидравлической мощности, необходимой для управления приводом. Для осуществления такой оптимизации выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации гидроусилителя по двум критериям: минимум непроизводительной утечки и максимальное быстродействие. Для определения аппроксимации фронта Парето в двухмерном множестве критериев использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Описанное в статье решение основано на обобщении известных из литературных источников методов расчета электрогидравлических следящих приводов и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации в приложении к гидравлическим устройствам автоматики.

В статье описана оптимизация силовой части электрогидравлического следящего привода с дроссельным регулированием. Электрогидравлический следящий привод рассматривается вместе с электрогидравлическим усилителем мощности, который заменен пропорциональным звеном. Для осуществления оптимизации гидропривода выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации силовой части гидропривода по двум критериям: близости фазочастотной характеристики к оси абсцисс и отношению массы к мощности. Для получения фронта Парето использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Изложенная в статье концепция основана на обобщении известных из литературных источников методов оптимизации электрогидравлического следящего привода и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации.

В работе численно исследована возможность реализации сверхвысокой степени сжатия на четырехтактном дизельном двигателе YANMAR L-100C. Расчетная модель двигателя была создана в системе имитационного моделирования «Альбея», разработанной на кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета. Приведены результаты расчета зависимости эффективных показателей  двигателя от степени сжатия. В результате работы было выяснено, что увеличение степени сжатия исследуемого двигателя с 19,3 до 30 вызывает значительное понижение эффективного КПД. В то же время снижение степени сжатия до значений 12 – 15 привело к росту эффективного КПД, особенно на частичных нагрузках.

В статье представлены результаты профилирования впускных каналов в головке цилиндров поршневого двигателя. Оценка пропускной способности осуществлялась с помощью численного моделирования методом крупных частиц. Рассмотренные режимы течения характеризуются большой плотностью свежего заряда и значительным перепадом давления. Приведены графики влияния геометрических характеристик на пропускную способность каналов. Рассмотрена геометрия каналов в крышке, включая осесимметричную часть вблизи фаски клапана, а так же диаметры и расположение впускных клапанов. Сформулированы рекомендации к оптимальному конструированию каналов перспективного двухтактного двигателя Z-engine.