06 марта 2016г.
Российский водный транспорт обеспечивает сообщение между регионами нашей страны, зачастую безальтернативное, своевременное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Современная и конкурентоспособная система водного транспорта – залог успешного развития экономики регионов и государства в целом.
Необходимыми условиями успешного развития морского и речного флота, а также многих других видов транспорта в значительной мере связаны с повышением эффективности и надежности двигателей. Это относится и к турбинам. Современное состояние этой области народного хозяйства требует совершенствования проточной части турбин, и в первую очередь сопел сопловых аппаратов и каналов рабочих колес.
Проблема создания высокоэффективных двигателей представляет собой задачу повышенной актуальности [3], особенно в условиях роста цен на энергоресурсы. В значительной мере эта проблема относится к маломощным турбинам. Их применяют в судостроении как вспомогательные двигатели [6]. Турбины подобного типа используют в составе системы жизнеобеспечения автономных аппаратов, применяемых в авиации и космонавтике, в мобильных электростанциях. То есть там, где необходима высокая мобильность и низкие массогабаритные показатели при ограниченном расходе газа или пара. При использовании традиционных турбин ограниченный расход газа приводит к необходимости применять частичный впуск, КПД турбинного привода при этом существенно снижается. А ведь для морской транспортной энергетики эффективность турбин, влияющих на эффективность теплового цикла энергоустановки определяет важнейший показатель – автономность аппарата.
Коэффициент полезного действия любой турбины зависит от того насколько правильно выполнена конфигурация проточной части сопел сопловых аппаратов и межлопаточных каналов рабочих колес. Неверная оценка газодинамических характеристик газа за сопловым аппаратом [1] влечет за собой ошибочное профилирование их каналов, что значительно уменьшает эффективность турбинной ступени [5].
Работа турбин, применяемых на судах и в судоремонтной промышленности характерна многообразием режимов. В этом отношении с ними могут сравниться только турбины для наземных транспортных средств.
Определение правильной конфигурации проточной части турбины с учетом характеристик газа не возможен без знания характеристик турбины на номинальном и на переменных режимах работы [2].
При неизменных начальных параметрах газа и параметрах на выходе из ступени изменение статического давления в зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом приводит к несоответствию расходов газа в различных сечениях [4], рассматриваемых по радиусу рабочего колеса, межлопаточных каналах. Кроме этого необходимо избегать условий работы, вызывающих отрицательную реактивность. В корневом сечении степень реактивности должна равняться нулю или быть положительной.
В связи с вышесказанным, исследования, направленные на разработку математической модели, отражающей изменение параметров газа в зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом крайне необходима и должна соответствовать требуемому уровню описания процесса.
При исследованиях необходимо использовать комплексный подход с привлечением методов из других отраслей науки, например, акустические методы, применяемые в медицине [7, 8].
Работа выполняется под руководством к.т.н., доц. Фершалова Ю.Я.
Список литературы
1. Алексеев Г.В., Фершалов М.Ю., Фершалов Ю.Я. Оптимизация параметров сопловых аппаратов осевых малорасходных турбин // В книге: Актуальные направления в механике сплошных сред Конференция- семинар. 2012. С. 7-8.
2. Морозова Н.Т., Попович В.В. Проектирование рабочих колес судовых центробежных турбонасосов // В сборнике: Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Тамбов, 2014. С. 109-110.
3. Сендеров С.М. Модельно-индикативный подход к оценке уровня энергетической безопасности страны при различных вариантах развития энергетики // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2005. № 4. С. 3- 9.
4. Фершалов А.Ю. Повышение эффективности рабочих колес судовых осевых малорасходных турбин // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дальневосточный государственный технический университет. Владивосток, 2011
5. Фершалов М.Ю. Многофакторный анализ степени реактивности судовых осевых малорасходных турбин // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дальневосточный федеральный университет. Владивосток, 2014
6. Химич В.Л., Кузнецов Ю.П. О методе оперативной оценки изменений параметров газотурбинного двигателя, работающего в условиях загрязненной среды // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 244.
7. Dyachenko A.I., Shulagin Y.A., Osipova A.A., Mikhailovskaya A.N., Popova Y.A., Korenbaum V.I., Kiryanova E.V., Kostiv A.E., Shin S.N., Pochekutova I.A., Mokerova E.S. Influence of modified gas mixtures on the acoustic parameters of human forced exhalation // Human Physiology. 2012. Т. 38. № 1. С. 77-83.
8. Korenbaum V.I., Nuzhdenko A.V., Tagiltsev A.A., Kostiv A.E. Investigation into transmission of complex sound signals in the human respiratory system // Acoustical Physics. 2010. Т. 56. № 4. С. 568-575.
