Журнал “НТС” №3  2023 (48)

PCVEXPO — ОТ НАЧАЛА ДО… НАЧАЛА?

Евгений Владимирович Солодченков

Аннотация. 24-26 октября в Москве в МВЦ «Крокус-Экспо» прошла 23-я выставка PCVEXPO «Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы и двигатели». В данной статье хотелось бы ретроспективно взглянуть на этапы становления выставки и составить оценку перспектив ее дальнейшего развития в условиях текущих реалий.

Ключевые слова: производство насосов, центробежные насосы, PCVEXPO.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВА РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ   

Михаил Юрьевич Вовк, Виктор Валентинович Кулалаев, Виктор Григорьевич Петриенко

Аннотация. В статье разработана методология статистической оценки технического совершенства различных типов реактивных двигателей (РД) для создания блока информационной базы параметров наиболее успешных двигателей мирового уровня, выбранных в качестве прототипов для принятия эффективных конструкторских и технических решений при разработке РД нового поколения. Сформулирован и  построен универсальный критерий технического совершенства. Показано, что на основании проведения системного статистического анализа параметров и принятых конструктивных решений группы, успешных РД мирового уровня, выбранных в качестве прототипов на основании представленного критерия, возможно при создании РД нового поколения на этапе эскизного проектирования принимать научно-технические решения с  максимальной эффективностью и  минимальной вероятностью принятия ошибочных решений. Представлен пример апробации применения критерия при расчете характеристик ГПВРД. При системных статистических исследованиях технического совершенства РД применение введенного критерия приводит к сокращению времени создания двигателей нового поколения.

Ключевые слова: реактивный двигатель, статистические исследования, аналог, прототип, критерий, характеристики.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ МЕМБРАННО-ПОРШНЕВОГО НАСОСА

Александр Андреевич Поликарпов, Максим Петрович Феропонтов

Аннотация. В работе показаны результаты исследования проблемных зон течения перекачиваемой среды в рабочей камере мембранно-поршневого насоса. Определены необходимые зависимости рабочих параметров насоса, на основе которых выявлен характер изменения геометрии мембраны и величины расхода с течением времени. Проведено численное моделирование течения в рабочей камере для различных моментов времени в стационарной постановке, найдены проблемные гидравлические зоны.

Ключевые слова: мембранно-поршневой насос, рабочая камера, расчетная модель, численное моделирование.

ОСОБЕННОСТИ ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ

Сергей Владимирович Сафонов, Максим Николаевич Давыдов, Ольга Ивановна Попова, Маргарита Ивановна Попова.

Аннотация. В данной статье рассмотрены особенности выявления дефектов типа «поры» в стальных сварных соединениях и дефекты типа «рыхлота» в литых корпусных деталях. Выявление дефекта типа «рыхлота» выполнено с помощью ультразвукового дефектоскопа-томографа A1550 IntroVisor. Выявление дефекта типа «поры» выполнено ультразвуковым дефектоскопом УСД-50 IPS. Получен график зависимости фронтального размера образа от глубины его залегания, что упрощает и ускоряет поиск значения допустимого размера для промежуточных глубин. Из полученных данных при помощи формулы (1) можно выяснить реальные размеры залегающих в  изделии дефектов типа «рыхлота». Вероятность обнаружения дефектов типа «поры»» возможна при помощи настроечных образцов из фрагментов сварных соединений, с искусственными дефектами, имитирующими рельефную отражающую поверхность и локализированными в зоне возможного возникновения, это позволит объективнее оценить обнаруженный дефект. При помощи подобных образцов можно сузить зону контроля и сфокусироваться в подповерхностной и средней части сварного соединения, а также вводить поправки чувствительности с учетом неровной отражающей поверхности несплошности.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, ультразвуковой контроль, дефект типа «рыхлота», дефект типа «поры».

ПРОБЛЕМЫ И ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕЛКОСЕРИЙНОГО ТИПА

Наталья Николаевна Голубь, Сергей Алексеевич Повеквечных

Аннотация. В статье рассмотрены ключевые проблемы управления материальными потоками мелкосерийного типа производства, а также определены особенности оперативнопроизводственного управления ими. Показано, что в мелкосерийном типе производства в  условиях частичной автоматизации как управленческих, так и  производственных процессов продолжает остро стоять задача формирования эффективной системы оперативного управления производством.

Ключевые слова: производственное планирование, комплектно-узловая система, мелкосерийное производство.

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТЕЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКОЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА СБОРОК ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК

Геннадий Алексеевич Сухочев, Сергей Николаевич Подгорнов, Виталий Юрьевич Акулов

Аннотация. Данная работа посвящена разработке технологии комбинированной обработки сопрягаемых поверхностей для качества сборки тонкостенных оболочек оживального профиля. Предлагаемые теологические режимы позволяют повысить качество и достичь заданных параметров сборки агрегатов наукоемких изделий авиационно-космической техники.

Ключевые слова: комбинированная обработка, подготовка поверхности, повышение качества, тонкостенная оболочка, сборка элементов оживального профиля.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И СУДОСТРОЕНИЯ

Павел Сергеевич Крылов, Любовь Павловна Ртищева, Татьяна Александровна Мартынова, Елена Сергеевна Евстигнеева, Валерий Петрович Леонов

Аннотация. В  результате проведенных работ НИЦ «Курчатовский институт»  — ЦНИИ КМ «Прометей» освоены современные технологии изготовления горячедеформированных и холоднодеформированных труб из титановых сплавов на заводах РФ. Для подтверждения надежности и циклической прочности горячедеформированных труб были проведены гидравлические циклические испытания макетов, изготовленных из труб. Испытания показали высокое качество и надежность труб, изготовленных по разработанным технологиям. Для улучшения прочностных характеристик разработана технология изготовления холоднодеформированных труб с мелкозернистой структурой.

Ключевые слова: титановые сплавы, горячедеформированные трубы, холоднодеформированные трубы, мелкозернистая структура.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА НА ОСНОВЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ АЛГОРИТМОВ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Сергей Георгиевич Валюхов, Александр Валентинович Кретинин, Елена Михайловна Оболонская

Аннотация. Разработана методика профилирования проточной части центробежного насоса на основе численных методов гидродинамики и методов нейросетевого моделирования. Проведено тестирование и идентификация сформированных математических моделей. Получены распределения гидродинамических параметров и значения интегральных параметров функционирования. Получен пространственный профиль лопасти центробежного колеса, при котором гидравлический КПД колеса составляет 93,3 %.

Ключевые слова: центробежный насос, вычислительная гидродинамика, нейросетевые алгоритмы.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ВЫХОДНОЙ КРОМКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА НА КПД НАСОСА И ОБРАТНЫЕ ТОКИ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

Андрей Владимирович Иванов, Дмитрий Николаевич Галдин, Сергей Владимирович Ярославцев

Аннотация. В статье рассматривается влияние формы выходной кромки лопатки рабочего колеса на эффективность центробежного насоса и величину обратных токов. Рассмотрена геометрия рабочего колеса в  лопаточном направляющем аппарате. Исследовалось 16 различных вариантов геометрии выходной кромки. Результаты показали, что в сравнении с  исходным вариантом утоньшение кромки незначительно увеличивает КПД, в  то время как некоторые варианты значительно его снижали. Изменение формы оказывает значительное влияние на величину обратных потоков в проточной части.

Ключевые слова: центробежный насос, вычислительная гидродинамика, форма лопасти.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПОВЕРКИ РАСХОДОМЕРНОГО КОЛЛЕКТОРА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Данил Алексеевич Чернышов, Василий Сергеевич Левин, Константин Владимирович Кружаев, Игорь Геннадьевич Дроздов, Татьяна Александровна Башарина

Аннотация. В  работе рассмотрена конструкция расходомерного коллектора системы измерения расхода воздуха с осевым входом в газотурбинный двигатель. Для обеспечения достоверности и высокой точности измерений (не более 0,5 % от измеренного значения) необходимо проведение поверки расходомерного коллектора, что является дорогостоящим и  долговременным процессом при его изготовлении и  опытной отработке двигателей. В результате проведенных исследований была подтверждена возможность определения градуировочных характеристик расходомерного коллектора путем проведения численного эксперимента. Полученная математическая модель позволяет определить значения коэффициентов расхода и поля полных давлений расходомерного коллектора, а также безразмерный коэффициент поля полных давлений без проведения испытаний на специализированных испытательных стендах, что позволит значительно ускорить процесс изготовления расходомерного коллектора и газотурбинного двигателя в целом. Погрешность определения коэффициента расхода составила 0,07 %, что не превышает величину допустимой погрешности 0,25 %, установленную нормативными документами.

Ключевые слова: расходомерный коллектор, метод поверки, численный эксперимент, газотурбинный двигатель.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА LATTICE - BOLTZMANN И КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ЖИДКОСТИ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЛОПАТОЧНОЙ МАШИНЫ

Дмитрий Валерьевич Солдатов, Александр Валентинович Кретинин

Аннотация. Представлено теоретическое и  алгоритмическое обоснование использования клеточных автоматов для моделирования гидродинамических процессов в  проточной части лопаточных машин. Рассматривается возможность применения метода LatticeВoltzmann для моделирования упрощенной микродинамики текучих сред. Применение разработанной компьютерной программы позволяет моделировать динамику жидкости в различных каналах сложных технических систем.  

Ключевые слова: гидродинамика, клеточные автоматы, Lattice - Boltzmann.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЦИОНАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПЛОСКОСТИ ВХОДНОГО СЕЧЕНИЯ ВОЗДУХОЗАБОРНОГО КАНАЛА С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАИМЕНЬШЕЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВИХРЕВЫХ ТЕЧЕНИЙ

Алексей Кафисович Айсин, Андрей Александрович Ачекин, Александр Александрович Прейс

Аннотация. В рассматриваемой системе рассматривается воздухозаборник симметричной формы с подкрыльевым расположением без учета влияния ветровых условий. В качестве критерия интенсивности вихреобразования выбрана максимальная горизонтальная скорость на поверхности под воздухозаборником. Предложенная математическая модель заключается в  разбиении сечения входа в  воздухозаборник на n элементарных частей. Суммарный расход воздуха через воздухозаборник равен сумме расходов через каждую элементарную площадь. Влияние каждой i-й элементарной части на интенсивность пристенного течения обратно пропорционально квадрату высоты расположения ее геометрического центра. Таким образом, минимальная интенсивность может быть достигнута формой входного сечения воздухозаборника, геометрический центр которой максимально удален от поверхности.

Ключевые слова: форма воздухозаборника, математическая модель, интенсивность вихреобразования, максимальная горизонтальная скорость.