Журнал “НТС” №1 2023 (46)

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КАРРО
СЫРОЙ НЕФТИ МЕТОДОМ АКТИВНОЙ ТЕРМОМЕТРИИ

Анатолий Анатольевич Хвостов, Виктор Иванович Ряжских, Алексей Александрович
Журавлев, Александр Викторович Ряжских, Олег Александрович Семенихин

Аннотация. Рассматривается активный термометрический метод оценки реологических
свойств неньютоновских жидкостей в потоке. Обоснована необходимость использования
предлагаемого метода в реологических исследованиях неньютоновских сред. Для исследования влияния реологических характеристик среды на параметры отклика на тепловое возмущение разработана математическая модель нестационарного неизотермического течения неньютоновской жидкости в щелевом канале переменного сечения в условиях теплового скачкообразного возмущения на стенке канала. В качестве регуляризованной реологической модели использована модель Карро, обладающая двумя уровнями предельных вязкостей. В ходе вычислительных экспериментов проведена оценка чувствительности метода к изменению параметров потока и характеристик сигнала отклика на тепловое воздействие. На примере сырой нефти показана перспективность использования метода тепловой метки для экспресс-анализа параметров реологической модели Карро.
Ключевые слова: реология, модель Карро, нефть, термометрия, тепловая метка, тепловое
возмущение

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ В РЕЗЕРВУАРАХ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПРЕССОРА

Валерий Игнатьевич Гуров, Александр Валиевич Гелиев, Анатолий Романович Савич, Владимир Васильевич Зарницын, Дмитрий Николаевич Галдин

Аннотация.Представлены основные результаты совместной научно-технической деятельности (с 1958 года) специалистов ГНЦ РФ ЦИАМ (г. Москва) и АО КБХА (г. Воронеж). Кратко раскрыта проблема реализации криогенного способа (способ КРИОС) получения высокого давления газов в резервуарах без использования компрессоров. Разработана модель расчетного исследования возможностей способа КРИОС применительно к получению кислорода высокого давления (до 30 МПа) и проведено сравнение полученных данных с экспериментальными результатами.

Ключевые слова: криогенные жидкости, объекты интеллектуальной деятельности, криогенный способ повышения давления газов, кислород, расчет, эксперимент.

ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ В УСЛОВИЯХ САНКЦИЙ

Анна Владимировна Красникова, Ольга Владимировна Рыбкина, Игорь Александрович Стрижанов, Варвара Александровна Насонова

Аннотация. Определены особенности современного состояния социально-экономических систем региона с учетом санкционных мер в российской экономике. Выделены характеристики социально-экономических систем, важные для повышения их инновационно-технологической устойчивости в  условиях санкций. Описаны приоритеты инновационно-технологического развития промышленности Воронежской области с учетом стратегических и тактических аспектов. Для этого проведен анализ состояния промышленного комплекса региона и выделены наиболее опасные риски инновационно-технологического развития. Сделан вывод, что стратегия и  тактика развития социально-экономических систем в настоящее время должны рассматриваться в тесной взаимосвязи. Определены проблемы тактического развития инновационно-технологического потенциала в условиях санкций. Выделены стратегические приоритеты инновационно-технологического развития промышленности региона в условиях санкций. Описаны риски применения инновационно-технологического потенциала в промышленности. Определены актуальные направления развития иннновационно-технологической деятельности предприятий промышленности с учетом санкционного режима.

Ключевые слова: инновационно-технологическое развитие, социально-экономические системы, санкционный режим, санкционное давление, экономические санкции, промышленность региона.

ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРЦИАЛЬНЫХ ТУРБИН ТУРБОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ЖРД

Андрей Александрович Асеев, Александр Александрович Афанасьев, Дмитрий Викторович Боровков, Марина Владимировна Бондарева

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы моделирования течения газа в  парциальных турбинах и  оценки их энергетических характеристик. Проведено сравнение характеристик, получаемых с помощью инженерных методов расчета, CFD-моделирования и экспериментально при газодинамических испытаниях на воздухе. Отмечены основные особенности построения математической модели и даны рекомендации по ее использованию при расчете турбин ТНА ЖРД.

Ключевые слова: жидкостный ракетный двигатель, парциальная турбина, CFD-моделирование, цифровой двойник.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНО-УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕЖЛОПАТОЧНОГО КАНАЛА

Андрей Михайлович Некрылов, Сергей Николаевич Коденцев, Геннадий Алексеевич Сухочев

Аннотация. Предложена методика, благодаря которой динамическое давление рабочей среды может существенно повышать величину зонного динамического давления рабочей среды на труднодоступные поверхности межлопаточного канала и обеспечивать повышение равномерности их отделочно-упрочняющей обработки.  

Ключевые слова: динамическое давление, гранулированная рабочая среда, шарообразные гранулы, импульсно-ударное упрочнение, режимы упрочнения, межлопаточный канал.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ДИСКОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ФУНКЦИОНАЛЬНО-ГРАДИЕНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Павел Олегович Диковицкий, Алексей Иннокентьевич Евдокимов, Сергей Викторович Морозов, Сергей Петрович Павлинич, Дмитрий Рустамович Абашев, Валентин Степанович Бондарь

Аннотация. Технология изготовления заготовок дисков газотурбинных двигателей основан на деформационно-термической обработке и  позволяет получать функциональноградиентную структуру по сечению диска. Показано, что механические свойства материала в диске с функционально-градиентной структурой выше, чем без таковой. Также приведены математические модели деформирования жаропрочных никелевых сплавов, которые позволяют проводить широкий круг параметрических исследований, включающий не только определение напряженно-деформированного состояния, но и возможность прогнозирования изменения структуры материала в ходе деформации.  

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, жаропрочные никелевые сплавы, функционально-градиентная структура, изотермическая раскатка, математическое моделирование.

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АЛГОРИТМА ФЕЙЕРВЕРКОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ

Игорь Николаевич Егоров, Константин Сергеевич Федечкин, Александр Геннадьевич Кретинин

Аннотация. В статье исследуется возможность повышения эффективности решения задач параметрической оптимизации осевых компрессоров за счет использования алгоритмов на основе «роевого интеллекта». Рассмотрен перспективный набирающий популярность китайский алгоритм параметрической оптимизации — алгоритм фейерверков. Проводится сравнение эффективности алгоритма фейерверков и  алгоритма IOSO применительно к математической модели осевого компрессора.

Ключевые слова: осевой компрессор, параметрическая оптимизация, математическое моделирование, рой частиц.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ТРАПЕЦИЕВИДНОМ КАНАЛЕ ВЫХОДНОЙ КРОМКИ СОПЛОВОГО АППАРАТА ТУРБИНЫ ГТД С КОНИЧЕСКИМИ РЕБРАМИ

Лю Цзюньцзе, Евгений Сергеевич Гаев, Дмитрий Александрович Угланов, Виктор Викторович Урлапкин, Артем Андреевич Шиманов

Аннотация. В данной работе представлены результаты расчетного исследования в трапециевидном канале охлаждения соплового аппарата (СА) турбины ГТД. Численное моделирование было проведено для четырех конических ребер с высотой 0,4 ÷ 1,4 мм, соотношение высот ребра составляет 1 : 1, 2 : 1, 3 : 1 и 4 : 1. При этом расчетное исследование проведено для режимов течения при числах Рейнольдса от 10 000 до 25 000. При расчете выполнено допущение, что канал задней кромки направляющего аппарата турбины представлен каналом трапециевидной формы. Результаты исследований показали, что конические ребра значительно повышают эффективность теплообмена в трапециевидном канале, причем чем выше средняя высота ребер, тем более эффективнее охлаждение. Средняя высота ребер для четырех вариантов была увеличена на 1,80; 6,92; 8,22 и  23,07 % соответственно. Суммарные показатели повышения эффективности теплообмена составили 0,58; 6,56; 4,26 и 19,2 %. Коническое ребро с соотношением высоты ребра, равным 3 : 1, обеспечивает наилучшие суммарные характеристики теплообмена при высоте ребра менее 1 мм, а при соотношении высоты ребра 4 : 1 — наилучшие суммарные характеристики теплообмена при высоте ребер 1,4  мм. Расчеты показали, что коническое ребро с  наибольшим соотношением высоты ребра будет более эффективным при увеличении числа Рейнольдса и средней высоты ребра, поскольку большее значение соотношения высоты ребра уменьшает эффект запирания.  

Ключевые слова: лопатка турбины, внутренний канал охлаждения, трапециевидный канал, коническое ребро, число Рейнольдса.

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ВИДОВ ОПОР И ИМПУЛЬСНЫХ НАГРУЗОК НА ПАРАМЕТРЫ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ БАЛКИ

Александр Михайлович Слиденко

Аннотация. В статье приводятся результаты моделирования поперечных колебаний балки круглого поперечного сечения при импульсных нагрузках. Балка является моделью вала роторной машины, а  способы крепления рассматриваются как характеристики технического состояния подшипников. Импульсная нагрузка имитируется с  помощью начальных условий и кратковременно действующей поперечной силы в локальной области балки. Сформулирована начально-краевая задача с  неоднородным волновым уравнением четвертого порядка. Начально-краевая задача решается методом конечных разностей при адаптации параметров разностной схемы к решениям, полученных методом Фурье.

Ключевые слова: поперечные колебания, импульсные нагрузки, начально-краевая задача, метод Фурье, разностный метод, пятиточечная прогонка, состояние подшипников.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ОЗОНИРОВАНИЯ В КАВИТАЦИОННОМ АППАРАТЕ С ПОДВИЖНЫМИ КОНУСАМИ

Андрей Андреевич Бобков, Сергей Юрьевич Панов, Сергей Васильевич Шахов, Олег Александрович Семенихин , Анатолий Анатольевич Хвостов

Аннотация. Для интенсификации процесса озонирования, широко используемого в технологиях обработки различных вод, предложено использование гидродинамической кавитации. Выявлено увеличение эффективности процесса озонирования в случае его использования с гидродинамической кавитацией, что дает возможность использования меньших концентраций озона в  технологиях обработки воды. Установлено, что интенсивность кавитационных процессов является определяющим фактором при оценке эффекта от комплексного их использования с озонированием.  

Ключевые слова: озонирование, процессы водоочистки, гидродинамическая кавитация.

К 85-ЛЕТИЮ ПОЧЕТНОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ АССОЦИАЦИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ НАСОСОВ, ПОЧЕТНОГО ЧЛЕНА ИСПОЛКОМА EUROPUMP, ЗАСЛУЖЕННОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЯ РОССИИ, ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОРА, АКАДЕМИКА РИА И МИА КАРАХАНЬЯНА ВЛАДИМИРА КАРПОВИЧА

Евгений Геннадьевич Гаделия