Журнал “НТС” №2 2023 (47)

10 ЛЕТ НА РЫНКЕ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО НАСОСНОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Геннадий Михайлович Цуканов , Олег Николаевич Бутузов

Аннотация. В статье рассмотрен вопрос импортозамещения насосного оборудования. Представлена структура отечественного рынка насосов и приведено обоснование необходимости собственного производства импортозамещающего насосного оборудования для стратегических отраслей национальной экономики.

Ключевые слова: импортозамещение, насосное оборудование, реинжиниринг.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В БАЛЛОНЕ С КРИОГЕННОЙ ЗАПРАВКОЙ НА ОСНОВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Дмитрий Александрович Угланов, Александра Борисовна Шиманова, Артем Андреевич Шиманов, Алексей Леонидович Лопатин

Аннотация. В настоящей статье приводятся результаты экспериментальных исследований баллона с криогенной заправкой в составе энергетической установки. В результате эксперимента были получены текущие значения термодинамических параметров жидкой и газовых фаз во времени при регазификации рабочего тела за счет теплопритоков из окружающей среды и за счет внутреннего электронагревателя, определены средние отклонения расчетных значений от эксперимента. На втором этапе исследований проводились испытания двигателя-генератора в составе энергетической установки. Таким образом, получены результаты исследований баллона с криогенной заправкой на расходном режиме при различных давлениях на входе в двигатель-генератор и определены погрешности определяемых величин в ходе эксперимента.  

Ключевые слова: баллон с криогенной заправкой, криопродукт, азот, энергетическая установка, двигатель-генератор.

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСОБЕННОСТЕЙ И РЕШЕНИЙ ПРОБЛЕМ ВИБРОАКТИВНОСТИ ЭНЕРГОАГРЕГАТОВ И СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ

Сергей Владимирович Ярославцев, Сергей Алексеевич Повеквечных

Аннотация. Работа посвящена обзору проблем и  особенностей виброактивности энергоагрегатов на основе лопаточных машин и систем на их основе. Целью работы является обобщение результатов анализа особенностей виброактивности при функционировании магистральных нефтяных насосов на номинальном рабочем режиме на промежуточные режимы, а  также выявление особенностей, имеющих место при изменении параметров конструкции. Проведены исследования, позволяющие, по мнению авторов, расширить пределы традиционной классической методологии исследования. Данное положение основано на результатах численных и  натурных экспериментов исследования влияния на вибрационное состояние насоса конструктивных изменений статорной группы. Построение 3D-моделей и  расчеты амплитудно-частотных характеристик проводились средствами Autodesk Inventor и ANSYS, то есть современными методами вычислительной гидромеханики. Анализ влияния изменений конструкций на уровень виброактивности проведен на основе разработанной автором оригинальной методики регулярного синтеза прогнозируемых вибрационных спектров и авторского критерия оценки уровня виброактивности насоса на этапе проектирования. В  данной работе поставленные задачи освещаются частично, в ограниченных рамках объема сборника материалов конференции.

 Ключевые слова: центробежный насос, виброактивность, численное моделирование.

ВОЗМОЖНОСТИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСКОРЕННЫХ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Владимир Петрович Показеев, Павел Дмитриевич Рекадзе  

Аннотация. Рассматриваются исторические предпосылки появления методов и  технологий ускоренных эквивалентных испытаний (УЭИ) через призму развития авиационной отрасли. Приведены определения ряда основных терминов ускоренных испытаний, физический критерий адекватности ускоренных испытаний. Проанализированы и сформированы результаты исследований первой Всесоюзной конференции по методам ускоренных испытаний, а также вклад кафедры автоматических систем энергетических установок и ИЦ «Уникон» в развитие технологий УЭИ в области создания высокочастотных и высокоамплитудных систем генерации колебаний потока. Раскрыта сущность технологии ускоренных эквивалентных испытаний: показана важность и пути обоснования эквивалентности режимов нагружения, направления интенсификации и основные этапы. Рассмотрены особенности сопротивления усталости конструкционных материалов при повышенных частотах циклов нагружения. Описаны возможности, ограничения, а  также этапы внедрения технологии ускоренных эквивалентных испытаний, разработанной в Самарском университете (бывш. КуАИ, СГАУ).

Ключевые слова: гидродинамические технологии, ускоренные эквивалентные испытания, физическое моделирование, пульсации, интенсификация, эквивалентность режимов нагружения, автомодельность режимов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО НАСОСА С ПОВЫШЕННОЙ КРУТИЗНОЙ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Олег Александрович Иванов, Сергей Юрьевич Щуцкий, Родион Петрович Казанцев, Андрей Николаевич Агринский, Павел Владимирович Пугачев, Андрей Эдуардович Дурунча

Аннотация. Данная работа посвящена исследованию возможности повышения крутизны напорной характеристики центробежного многоступенчатого насоса. Произведен анализ возможных способов достижения поставленной задачи. Приведены результаты проектирования проточной части и представлены результаты трехмерных гидродинамических расчетов течения вязкой жидкости. Крутизна напорной характеристики, полученная по результатам выполненных расчетов, обеспечивает требуемые по техническому заданию параметры.

Ключевые слова: центробежный многоступенчатый насос, проточная часть, крутизна напорной характеристики, коэффициент быстроходности, гидродинамические расчеты.

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС

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

Аннотация. Для повышения точности механической обработки червячных колес предлагается новая конструкция червячной фрезы, у  которой благодаря уменьшению рабочей высоты зуба для первого, второго и  третьего проходов сокращается длина основания каждого зуба, что дает возможность, не уменьшая прочности зуба, уменьшить угловой шаг зубьев в торцевом сечении и образовать на том же внешнем диаметре червячной фрезы большее количество реек. Увеличение количества реек дает большее количество профилирующих резов, что позволяет обеспечить повышение точности обработки, а также уменьшить неравномерность нарезания и динамические нагрузки. С полученными рациональными параметрами была изготовлена червячная фреза с разделенным припуском для обработки, которой были нарезаны червячные колеса.

Ключевые слова: червячная фреза, червячное колесо, инструментальная рейка, механическая обработка, разделение припуска.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ СОСТОЯНИЙ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА ЖРД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SWITCH-ТЕХНОЛОГИИ

Александр Валентинович Кретинин, Дмитрий Валерьевич Солдатов

Аннотация. Полученные результаты демонстрируют возможность применения автоматного подхода для моделирования функционирования агрегатов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с  целью использования в  системах автоматизированного анализа результатов огневых испытаний ЖРД. Очевидным преимуществом используемого подхода является высокая вероятность обнаружения и  локализации дефектов при доводке проектируемого ЖРД или для определения технического состояния серийного ЖРД при контрольно-выборочных испытаниях. Ключевые слова: switch-технология, конечные автоматы, диагностирование, ЖРД, ТНА.

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ КАНАЛОВ ЦЕЛЬНОЛИТЫХ ТУРБИН

Андрей Юрьевич Грымзин, Геннадий Алексеевич Сухочев, Максим Николаевич Баулин

Аннотация. В  статье представлена информация по комбинированному технологическому процессу, сочетающему отделочную и упрочняющую обработку поверхностей межлопаточных каналов цельных литых турбин с кривизной поверхностей второго порядка и закруткой по радиусу. Новый технологический подход позволяет повысить технологичность обработки и получить заданные параметры качества.

Ключевые слова: повышение технологичности, комбинированная обработка, виброударная обработка, дробеструйная обработка.

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ ЛОПАСТИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦН НА ПУЛЬСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ

Сергей Георгиевич Валюхов, Дмитрий Николаевич Галдин, Елена Михайловна Оболонская, Юрий Александрович Фофонов

Аннотация. В работе представлены результаты численного исследования влияния формы лопаток рабочего колеса центробежного насоса на значение амплитуды пульсаций давления в проточной части ЦБН, радиальной силы, действующей на ротор, а также интегральных энергетических параметров насоса. Для выполнения поставленной цели было спроектировано несколько вариантов рабочих колес с полным сохранением меридионального сечения и  всех основных геометрических размеров. Изменению подверглись только длины лопастей за счет перепрофилирования и  корректировки формы. Гидродинамические расчеты проводились с использованием CFD-метода. Результаты расчетов приведены в наиболее наглядном графическом виде. На основании полученных данных сделаны выводы о влиянии длины лопастей на пульсации и значения рассматриваемых параметров.

Ключевые слова: центробежный насос, форма лопатки, пульсация давления.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОРИСТОГО ТЕЛА В СОСТАВЕ НАСОСНОЙ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Александр Валентинович Кретинин, Екатерина Евгеньевна Спицына

Аннотация. В работе представлены модели и расчетные методики определения фильтрационных свойств пористого тела, используемого в  качестве компактного микроканального теплообменника в  составе насосной системы жидкостного охлаждения. Приведен анализ условий применимости прогнозирования пористости по значениям просветности в  нескольких сечениях модели пористого тела. Приведена методика численного расчета течения теплоносителя в поровых каналах с использованием инструментария ANSYS WorkBench. Построена факторная нейросетевая зависимость коэффициента проницаемости от коэффициента пористости для модели микроканального теплообменника.

Ключевые слова: численное моделирование, жидкостное охлаждение, пористое тело.

К ВОПРОСУ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО КОЛЕСА С НИЗКОЙ БЫСТРОХОДНОСТЬЮ НА ФОРМУ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Артур Влятович Оганесян, Анастасия Анатольевна Лапшова

Аннотация. Статья посвящена исследованию влияния геометрических параметров тихоходного рабочего колеса насоса с низким коэффициентом быстроходности (ns ) на форму напорной характеристики с использованием численного моделирования методом конечных элементов и физического эксперимента. Проведены проектировочный расчет и профилирование двух экспериментальных тихоходных рабочих колес с учетом принятых ограничений. Анализ результатов численного эксперимента методом конечных элементов показал высокую для инженерной практики сходимость. Использование данного подхода позволит спроектировать оптимальную конструкцию с повышением эффективности ее эксплуатационных характеристик.

 Ключевые слова: напорная характеристика, тихоходное рабочее колесо, геометрические параметры, гидравлический расчет, гидравлические испытания.