06 марта 2016г.
Автономные необитаемые аппараты представляют собой особый вид морской техники. На сегодняшний день их используют для широкого круга научных, исследовательских и прикладных задач, связанных с освоением Мирового океана, решения задач, связанных с экологией и прогнозированием климата, контроля биоресурсной базы, разработкой подводных месторождений полезных ископаемых, сейсморазведкой и т.п.
Создание автономных энергетических аппаратов с высоким уровнем энергопотребления (50 кВт и более) становится все более насущной задачей не только в транспортной энергетике [2, 6], но и для обеспечения необходимого уровня энергетической безопасности населения при непредвиденных обстоятельствах не только в России, но и за рубежом [7].
Решения этих задач обусловлены выбором типа энергетической установки и способом доставки ее в заданный район.
В качестве энергетической установки при столь высоком энергопотреблении наиболее приемлемым становится турбинный двигатель, с помощью которого теплота, заключенная в топливе, преобразуется в газотурбинной установке в электрическую энергию. Актуальность исследований в области турбин с относительно небольшими мощностями состоит в том, что увеличение их количества, при необходимости, позволяет наращивать агрегатную мощность до необходимого значения.
В связи с тем, что часто в качестве технического решения выступают новые конструкции турбин или их элементов [1] до сих пор нет универсальной модели для нахождения их характеристик. Поэтому работы в области разработок математических моделей для подобных турбинных ступеней в настоящее время очень актуальны.
В связи с невозможностью в настоящее время численно рассчитывать параметры рабочего тела в области, ограниченной сопловым аппаратом и рабочим колесом необходимо проведение экспериментальных исследований [5]. В результате должна быть разработана математическая модель регрессионного типа в виде полинома второго порядка. Факторы, входящие в предлагаемую модель, необходимо проверить на отсутствие линейной зависимости между независимыми переменными (факторами) регрессионной модели.
Порядок обработки экспериментальных данных необходимо производить по принципам, изложенным в [3]. Затем, разработанная модель должна быть проверена на адекватность результатам проведенного эксперимента и на значимость входящих в нее коэффициентов.
На начальном этапе разработки модели проверялись включенные в модель факторы на отсутствие мультиколлинеарности.
Для проверки качества модели необходимо выполнить проверку ее адекватности экспериментальным данным, которая должна подтвердить непротиворечивость проверяемого вида модели имеющимся исходным данным либо отвергнуть обсуждаемую гипотетичную форму зависимости как не соответствующую этим данным.
Проверку можно осуществить по критерию Фишера. Если вычисленное значение критерия Фишера окажется меньше табличной величины (для определенных уровня значимости и числа степеней свободы), то результаты, полученные по регрессионной модели, адекватны результатам, полученным экспериментально (методика обработки приведена в работе [4]).
В результате правильной обработки экспериментальных данных появляется возможность разработать регрессионную математическую модель для расчета степени реактивности, основанную на нелинейном регрессионном анализе. Модель позволит находить значение давления в области проведенных исследований и позволит использовать ее при проектировании или доводке турбин.
Работа выполняется под руководством к.т.н., доц. Фершалова Ю.Я.
Список литературы
1. Акуленко В.М., Фершалов Ю.Я. Новая конструкция сопловых аппаратов осевых малорасходных турбин // Народное хозяйство. Вопросы инновационного развития. 2012. № 5. С. 154-158.
2. Морозова Н.Т. Современные проблемы проектирования турбоприводов в составе энергетических установок
// В сборнике: Актуальные проблемы создания и эксплуатации тепловых двигателей в условиях Дальневосточного региона России материалы Международной научно-технической конференции "Двигатели 2013". под редакцией В.А. Лашко. 2013. С. 260-263.
3. Фершалов А.Ю., Фершалов М.Ю. Методика определения газодинамических и конструктивных характеристик проточной части большешаговых рабочих колес малорасходных турбин // В сборнике: Неделя Науки СПбГПу Материалы научно-практической конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. 2014. С. 61-63.
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. Шапиевская В.А., Гольцев А.А., Денискин Ю.И., Макаренко А.В. Обеспечение качества аэрокосмической техники на основе быстрого прототипирования // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 7. С. 34-39.
7. Senderov S.M. Energy security of the largest Asia pacific countries: main trends // International Journal of Energy Technology and Policy. 2012. Т. 1. № 1. С. 1-6.
