Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: "Гідравлічні машини та гідроагрегати"

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИКОНАВЧОГО СЕРВОМОТОРА СИСТЕМИ РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ ГІДРОТУРБІНИ

2025-01-29T12:14:18+02:00

Надано математичну модель виконавчого сервомотора. В світовій та вітчизняній практиці створення гідротурбінного обладнання визначилася чітка тенденція створення систем управління частотою обертання ротора гідротурбіни на базі комп'ютерів. Комп'ютерні системи відкривають можливість за допомогою програмного забезпечення реалізувати введення ефективних алгоритмів, що покращують статичні і динамічні характеристики системи. Це в свою чергу підвищує значимість математичного моделювання як на стадії проектування, так і під час пусконалагоджувальних робіт. Аналіз виконаних робіт, присвячених математичному опису елементів гідроприводу регулятора, показав, що вони зводяться до лінеаризованих рівнянь без урахування ряду важливих факторів, які дозволять підвищити точність математичної моделі. Покращення статичних і динамічних характеристик і системи в цілому можна досягти шляхом вирішення наукової проблеми з дослідження його динаміки на базі розробки більш повної математичної моделі. Для зниження тертя і гістерезису, унеможливлення облітерації плунжер електрогідравлічного перетворювача в нижній частині оснащений сегнеровим колесом. Поліпшення динамічних характеристик регуляторів швидкості гідротурбін вимагає розроблення нелінійних математичних моделей із подальшим аналізом перехідних процесів у гідроприводі регулятора швидкості. Оцінка показників якості перехідних процесів і подальше коригування параметрів дає змогу домогтися зниження тривалості перехідних процесів, підвищення швидкодії та точності позиціонування за малих переміщень сервомотора. Низка неврахованих чинників під час складання математичної моделі електрогідравлічного перетворювача дає змогу підвищити її адекватність реальному об'єкту дослідження і підвищити швидкодію системи керування частотою обертання ротора гідротурбіни.

ПРОЄКТУВАННЯ ОБОРОТНОЇ ГІДРОМАШИНИ ЗАСОБАМИ ANSYS ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕЧІЇ У НАСОСНОМУ РЕЖИМІ

2025-01-29T12:51:49+02:00

У світовій енергетиці спостерігається перехід до енергоефективності, енергобезпеки та низьковуглецевої енергетики з акцентом на відновлювані джерела та зменшення традиційних потужностей. В Україні до 2035 року ключовим завданням є розробка гідромашин для ГАЕС із напорами до 500 м, зокрема для Закарпатської ГАЕС з потужністю 230 МВт у насосному режимі. Сучасний підхід до проєктування проточних частин ґрунтується на числових дослідженнях, які аналізують вплив геометричних і режимних параметрів на ефективність. САПР дає змогу спроєктувати та в подальшому точно змоделювати параметри, оптимізуючи геометрію лопаток для кращої продуктивності та мінімізації втрат, що зроблено в роботі використовуючи засоби Ansys: Ansys Vista CPD, Ansys BladeGen, Ansys TurboGrid. На основі числового моделювання течії у проточній частині оборотної гідромашини в насосному режимі отримані гідродинамічні характеристики течії (розподіли тисків, швидкостей та інших параметрів). Проточна частина cкладалася з робочого колеса за використання секторного підходу до моделювання, спірального відводу та підводу. Ефективність спроєктованої гідромашини в насосному режимі склала 96 %, що відповідає найкращим світовим зразкам і демонструє спроможність CAD-інструментів створювати високоякісні гідромашини. Результати моделювання й аналізу течії показали рівномірне зростання як статичного, так і загального тиску під час руху рідини вздовж лопаті. Відсутність піків чи провалів тиску від передньої до задньої кромки лопаті свідчить про відсутність критичних зон, які потребують подальшої оптимізації чи досліджень. Проте спостерігається відривання рідини ближче до вихідної кромки, причому зона відривання біля корпусу має більшу площу. Меридіональна швидкість збільшується на передній кромці, що планується оптимізувати в наступних дослідженнях для вирівнювання та зменшення її градієнта.

МЕТОД ПРОГРАМНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РУХУ ВИХІДНОЇ ЛАНКИ ПНЕВМОАГРЕГАТУ ЗА ДОПОМОГОЮ ЗМІНИ ЕФЕКТИВНИХ ПЛОЩ ЛІНІЙ УПРАВЛІННЯ

2025-01-30T14:37:04+02:00

Управління позиційними пневмоагрегатами включає в себе задачі точного позиціювання, контролю швидкості та прискорення, а також забезпечення надійності та безпеки роботи. Існуючі методи управління можуть варіюватися від простих механічних рішень до складних програмованих систем, що використовують сучасні технології автоматизації та інтелектуальні алгоритми. В умовах динамічно мінливих виробничих вимог і необхідності підвищення точності операцій, розробка і впровадження нових методів управління стають особливо актуальними. Це вимагає глибокого розуміння як фізичних принципів роботи пневмоагрегатів, так і сучасних підходів до автоматизації та контролю технологічних процесів. Існує два доступних способи програмного регулювання параметрів руху вихідної ланки пневмоагрегата. Перший полягає у зміні ефективних площ ліній управління, а другий – у зміні величини сили гальмування, що створюється зовнішнім гальмівним пристроєм. Для розімкнутого програмно-часового управління пропонується використання першого способу, оскільки під час використання другого з'являються енергетичні втрати, зумовлені необхідністю здійснення роботи з подолання сили тертя, що створюється гальмівним пристроєм. Запропоновано алгоритм управління позиційним пневмоагрегатом, який являє собою сукупність послідовних значень сигналу управління. Ці значення не пов'язані між собою аналітичною залежністю, тому найпростішим способом їхніх завдань є табличний. Передбачається, що вся сукупність значень сигналу управління просто вводиться в пам'ять контролера, і через задані проміжки часу відбувається зміна сигналу управління відповідно до таблиці. Описаний алгоритм управління досить простий у реалізації. Можливе використання двох способів регулювання під час розімкнутого програмно-часового управління, що залежать від типу застосованої розподільчої апаратури, – аналоговий і дискретно-аналоговий. Аналоговий спосіб дає змогу точніше відпрацювати вплив, що задає, але потребує дорожчих апаратурних витрат, дискретно-аналоговий – менш точний, простіший у реалізації та має вищу надійність. Суть дискретно-аналогового способу регулювання полягає в заміні точних аналогових значень ефективних площ наближеними, які обирають найближчими з обмеженої низки значень, що забезпечуються дискретною розподільною апаратурою.

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЄКТУВАННЯ ГІДРАВЛІЧНИХ СИСТЕМ НА БАЗІ МОДУЛЬНОЇ ГІДРОАПАРАТУРИ

2025-01-30T15:55:48+02:00

Модульна гідроапаратура являє собою набір взаємозамінних компонентів, які можуть бути легко інтегровані в наявні системи або використані для створення нових. Гідроапаратура модульного виконання не тільки спрощує процес проєктування і монтажу гідросистем, а й значно скорочує час на обслуговування і модернізацію приводів, дає змогу знизити витрати на експлуатацію гідросистем. Метою статті є узагальнення даних щодо сучасної модульної гідроапаратури, що дасть змогу фахівцям конструювати різноманітні гідроприводи зі знаходженням найкращих компонувальних рішень для заданих конкретних умов експлуатації. Гідроапаратура модульного виконання не тільки має всі переваги звичайної гідроапаратури стикового виконання, але й дозволяє виконати гідравлічний привід легким, компактним, зручним для монтажу та експлуатації без з'єднуючих трубопроводів. Це дає змогу стикувати гідроапарати і встановлювати їх на плити, забезпечуючи зручний і компактний монтаж найчастіших типових схем гідроприводу. Найпростіша форма приєднання апарату модульного та стикового монтажу – це його встановлення на одномісній монтажній плиті та з'єднання плит між собою за допомогою трубопроводів. Багатомісні монтажні плити спільно з модульним принципом (з'єднання за висотою) забезпечують можливість компактного розміщення гідроапаратури для кількох споживачів. Тут не потрібні з'єднувальні трубопроводи і є лише кілька місць, які мають бути герметизовані, а саме стикові поверхні та отвори для вкрутних штуцерів. Багатомісні плити є базовим елементом гідросистеми для підключення до десяти елементів управління у вертикальній конструкції (монтажних «сендвіч» плит та клапанів). Використання апаратури модульного монтажу в гідроприводі є ефективним рішенням для сучасних виробничих процесів. Це забезпечує гнучкість, простоту обслуговування, економію витрат і можливість інтеграції з новими технологіями, що робить вибір модульної гідроапаратури привабливим варіантом для багатьох підприємств.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕРЕХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ В ПРИВОДАХ РОБОТА

2025-01-28T12:35:24+02:00

Розглянуті питання математичного аналізу, математичного моделювання, створення аналітичного обгрунтування для побудови апаратурного і алгоритмічного забезпечення пристрою приводу запуску літальних апаратів роботами, з метою визначення оптимального вибору структури і параметрів контура регулювання. Розглянуто схеми заміщення контурів управління у вигляді RL-кіл і RLC-кіл, здійснено математичне моделювання функціонування приводу шляхом розгляду диференційних рівнянь першого і другого порядків, визначені перехідні характеристики контурів управління як реакцію на подачу одиничної ступеневої функції, оцінені часові параметри виходу на сталий режим при використанні П і ПІД регуляторів. Прийнята схема заміщення двигуна постійного струму у вигляді послідовного кола активного опору R і індуктивності L, використані типові номінали R і L двигуна і джерела живлення Е в сукупності з використовуваним типом регулятора. Представлені рекомендації для вибору типу двигуна привода запуску літальних апаратів і вибору типу регулятора.

АПРОКСИМУЮЧІ ЗАЛЕЖНОСТІ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ЕНТАЛЬПІЙ ВОДИ ТА ВОДЯНОЇ ПАРИ ПРИ РОЗРАХУНКАХ ТЕПЛООБМІННИХ ПРИСТРОЇВ ПАРОТУРБІННИХ УСТАНОВОК (ЧАСТИНА II – ВИЗНАЧЕННЯ ЕНТАЛЬПІЇ ВОДЯНОЇ ПАРИ)

2025-01-28T14:16:16+02:00

Виконані дослідження є частиною II комплексної роботи зі створення методологічного підходу визначення ентальпії води та водяної пари при розрахунках теплообмінного устаткування для оперативного керування режимами експлуатації парових турбін великої потужності, коли застосування таблиць термодинамічних властивостей робочих середовищ у «ручному» режимі не є вдалим. Теперішня частина II роботи, на відміну від частини I, де розглянуто визначення ентальпії води, присвячена визначенню ентальпії водяної пари. Запропоновано методологічний підхід отримання апроксимуючих рівнянь для визначення ентальпії за значеннями параметрів пари, що змінюються, аналогічний тому, як це було зроблено для води в частині I. З метою забезпечення необхідної точності апроксимації зона досліджуваних характеристик розділена по тиску на дві області – область вакууму (1 кПа ≤ Р≤ 100 кПа) та область надлишкового тиску (0,1 МПа ≤ Р ≤ 6 МПа), яка у свою чергу поділена на 3 регіони (0,1 МПа ≤ Р ≤ 1 МПа, 1 МПа ≤ Р≤ 3 МПа, 3 МПа ≤ Р ≤ 6 МПа). Оскільки вплив температури в зоні досліджуваних параметрів більш суттєвий, ніж тиск, виникла потреба ввести по температурі істотно більшу кількість інтервалів: 4 – в області вакууму та 15 – в області надлишкового тиску. В результаті запропоновано систему апроксимуючих рівнянь, що відзначається достатньою точністю визначення ентальпії у всьому досліджуваному діапазоні зміни параметрів перегрітої пари – тиску та температури. Для демонстрації отриманих результатів у роботі виконано приклад застосування методології, що запропоновано, до розрахунку конкретного теплообмінного пристрою. Наведено визначення витрати перегрітої пари в умовах теплової схеми теплофікаційної турбіни Т-250/300-240, що експлуатується на ТЕЦ, стосовно підігрівача високого тиску ПВТ-8 для одного з режимів експлуатації. В результаті отримано, що розбіжність величини витрати гріючої пари, визначеної за табличними значеннями, від витрати, визначеної за отриманими апроксимуючими залежностями, становить 2,2 %, що цілком допустимо для практичних потреб при експлуатації паротурбінних установок.

ЗМЕНШЕННЯ ВТРАТ СИПУЧОГО СЕРЕДОВИЩА, ЩО ПЕРЕКАЧУЄТЬСЯ ВИХОРОКАМЕРНИМ ЕЖЕКТОРОМ, ВИКОРИСТАННЯМ ЩІЛИННОЇ ПРИЙМАЛЬНОЇ НАСАДКИ

2025-01-29T10:30:01+02:00

Проблема зношування механічних рухомих елементів ежекторів при транспортуванні абразивних частинок є актуальною для багатьох галузей промисловості. Покращення показників надійності та довговічності обладнання для перекачування твердих абразивних середовищ можливе шляхом застосування струминних насосів. Особливу увагу заслуговують вихорокамерні ежектори (ВКЕ), ефективність роботи яких можна підвищити шляхом зменшення втрат сипучого середовища у дренажному каналі завдяки використанню щілинної приймальної насадки. Проведене математичне моделювання, засноване на числовому вирішенні усереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав'є-Стокса, що дало змогу встановити залежності втрат сипучого середовища від режимних параметрів функціонування ежектора. До математичної моделі додані рівняння SST (Shear Stress Transport) моделі турбулентності та рівняння нерозривності. Розроблені математичні моделі були підтверджені експериментальними дослідженнями, які продемонстрували їх адекватність і практичну застосовність. Дослідження виявили, що при використанні щілинної приймальної насадки втрати сипучого твердого середовища зменшуються зі зростанням густини середовища, що перекачується. Для циліндричної мінімальні втрати спостерігалися в діапазоні густин 2000–3000 кг/м³. Натомість щілинна насадка забезпечувала менші втрати за умов збільшення густини середовища. Визначено умови зведення до нуля масової витрати твердих частинок у дренажному каналі. Експериментальні дослідження також виявили, що оптимізація параметрів, таких як діаметр і густина твердих частинок, а також повний тиск на вході (ступінь закрутки потоку у вихровій камері), дозволяє практично усунути втрати сипучого середовища у дренажному каналі при використанні щілинної приймальної насадки. Це забезпечує значне підвищення енергоефективності роботи ВКЕ.

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ВИПРОБУВАНЬ ОБ'ЄМНИХ ГІДРОМАШИН ТА ГІДРОПЕРЕДАЧ

2025-01-29T12:15:02+02:00

Мета. Створення рекомендацій щодо використання методів випробувань об'ємних гідромашин і гідроприводів для вітчизняних фахівців в галузі машинобудування гідрофікованих транспортних засобів і технологічного обладнання, а також в навчанні студентів. Методика досліджень. Аналіз сучасних гідравлічних принципових схем та методик випробувань об'ємних гідромашин і гідроприводів для вирішення задач діагностування технічного стану, визначення об'ємних і гідромеханічних втрат потужності та ресурсних випробувань на основі накопиченого вітчизняного та закордонного досвіду. При цьому розглянутий введений в Україні стандарт ISO 4409 щодо стендових випробувань гідромашин та гідроприводів, а також методики випробувань, які практично застосовують на вітчизняних виробництвах та в дослідницьких центрах. Для адаптації нового стандарту гідравлічні принципові схеми дороблені необхідними позначеннями і застосовані стандартизовані терміні згідно ДСТУ 3455. З точки зору досліджень втрат потужності в гідромашинах, проведення ресурсних випробувань, а також діагностики післяремонтних випробувань наведені методики, які не вийшли в стандарт ISO 4409, але можуть бути корисними з точки зору удосконалення досліджень, енергозбереження та скорочення номенклатури стендового обладнання. Результати аналізу методів випробувань гідромашин та гідроприводів можуть бути корисними для фахівців народного господарства, які займаються проектуванням гідроприводів, нових насосів та гідромоторів та їх виробництвом, а також для студентів-магістрів, які вивчають дисципліну «Проектування і випробування гідроприводів» за спеціальністю «Галузеве машинобудування».

МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛОПАТЕВОЇ СИСТЕМИ РОБОЧОГО КОЛЕСА ВИСОКОНАПІРНОЇ ГІДРОТУРБІНИ

2025-01-29T13:21:20+02:00

Гідроенергетика грає важливу роль у енергетичній галузі. Ефективне використання гідроелектростанцій може забезпечити суттєву економію паливо-енергетичних ресурсів. Гідроелектростанції забезпечують виробіток електроенергії, регулювання частоти та потужності мережі, покриття пікових навантажень, аварійний резерв. Розвиток та впровадження новітніх технологій в цій галузі сприяє ефективному використанню водних енергетичних ресурсів. Значною перевагою гідроенергетики є відновлюваність джерела енергії. В Україні наявний значний потенціал водних ресурсів для розвитку гідроенергетичної галузі. Гідротурбіни, які розробляють і постачають на ринок, мають забезпечувати високі техніко-економічні показники, надійність і довговічність, що забезпечить високу конкурентоспроможність гідротурбін на зовнішньому і внутрішньому ринках. Для розв'язання цих завдань широко використовують методи чисельного та фізичного моделювання. Розвиток методів математичного моделювання дає змогу проводити багатовимірні чисельні дослідження впливу геометричних параметрів на формування енергетичних характеристик у процесі проєктування елементів проточної частини гідротурбіни. Сучасні технології моделювання та аналізу надають можливість для детального вивчення впливу зміни елементів конструкції проточної частини на енергетичні характеристики гідротурбін. Впровадження конструктивних змін також має на меті зменшення експлуатаційних витрат та подовження терміну служби. Центральним елементом радіально-осьових турбін є робоче колесо з лопатевою системою, від якої залежить продуктивність, надійність та довговічність установки. Зміна форми та розташування лопатей робочого колеса може призвести до зменшення енергетичних втрат, підвищення ККД та зниженню кавітації. У багатьох випадках використання чисельного експерименту є ефективною заміною фізичного. Результати чисельного і фізичного експерименту щодо впливу геометричних параметрів на енергетичні характеристики широко використовуються в загальноприйнятому підході до вдосконалення проточної частини гідротурбіни, що ґрунтується на внесенні змін до геометрії та подальшій оцінці цих змін. У роботі розглядається поліпшення енергокавітаційних характеристик лопатевої системи радіально-осьової гідротурбіни за рахунок модернізації її геометричних параметрів.

ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОБОЧОГО КОЛІСА ОБОРОТНОЇ ГІДРОМАШИНИ

2025-01-30T09:14:54+02:00

Розглянуто актуальну проблему розвитку та відновлення гідроакумулюючих електростанцій (ГАЕС) в Україні, зокрема в умовах війни, що суттєво пошкодила енергетичну інфраструктуру та створила дефіцит потужностей. ГАЕС відіграють важливу роль у стабілізації енергосистеми, оскільки вони накопичують енергію під час низького навантаження і оперативно використовують її в пікові періоди або при аваріях. Водночас вони сприяють підвищенню енергетичної автономії країни та інтеграції відновлюваних джерел енергії. Акцентується, що при модифікації робочого колеса (РК) таких гідромашин (ГМ) виникає потреба у зміні геометрії окремих решіток. Кількісна оцінка внесених змін має базуватися на кінематичному й енергетичному аналізі кожної з решіток, що формують РК. Аналіз енергетичних і кінематичних характеристик просторової решітки РК дозволяє визначити внесок кожної окремої решітки (периферійної чи втулкової) у забезпечення необхідних експлуатаційних показників. Застосування безрозмірних параметрів для визначення гідродинамічних характеристик елементарних решіток РК дає змогу виявити закономірності робочого процесу та оцінити вплив геометрії РК і режимних параметрів ГМ на енергетичні характеристики. Встановлено, що оптимальний режим досягається за приблизно однаковою величиною позитивної циркуляції для всіх решіток; що складають просторову решітку РК. Виконане чисельне моделювання просторової течії в'язкої рідини в РК оборотних ГМ. Результати досліджень дозволили проаналізувати розподіл швидкості у РК. Підтверджено сталий характер течії вздовж вихідної кромки РК, що свідчить про узгодженість елементарних решіток на оптимальному режимі роботи, який забезпечує високі енергетичні показники ГМ. Порівняльний аналіз отриманих результатів за різними моделями з результатами фізичного експерименту показав задовільну збіжність, що свідчить про доцільність застосування обраних методів для дослідження оборотних гідромашин.

КОМПЛЕКСНИЙ ОГЛЯД SOLIDWORKS ТА ANSYS ДЛЯ ПРОЄКТУВАННЯ ТА АНАЛІЗУ ГІДРАВЛІЧНИХ МАШИН

2025-01-30T09:57:11+02:00

Представлено глибокий аналіз сучасного програмного забезпечення для систем автоматизованого проєктування (CAD) та систем інженерного аналізу (CAE), з акцентом на SolidWorks та ANSYS. Особливу увагу приділено їх використанню в проєктуванні та аналізі гідравлічних машин, де ці інструменти відіграють важливу роль у розробці турбін, насосів та інших компонентів. SolidWorks виділяється як провідний інструмент для створення 3D-моделей гідравлічних агрегатів, що дозволяє інженерам оптимізувати конструкції та зменшувати гідравлічні втрати на ранніх етапах проєктування. Крім того, SolidWorks пропонує зручний інтерфейс і потужні можливості симуляції, дозволяючи виконувати базові аналізи безпосередньо в середовищі моделювання гідравлічних систем. Виконано огляд широко використовуваної програми ANSYS, що визнаний як інструмент для виконання складних інженерних аналізів, які охоплюють широкий спектр фізичних явищ, включаючи теплові, механічні, електромагнітні та гідродинамічні процеси. Мультифізичні можливості ANSYS дозволяють інженерам моделювати складні взаємодії фізичних явищ в єдиному середовищі симуляції, що є особливо важливим для таких завдань, як проєктування енергетичних установок або гідротурбін. Виконано всебічний огляд функцій симуляції, які включають аналіз кінцевих елементів (FEA) та моделювання потоків, що забезпечує раннє виявлення потенційних проблем у конструкції. Запропоновано застосування ANSYS для глибокого аналізу гідродинамічних явищ, що відбуваються в турбінах під час їх експлуатації, дозволяючи оптимізувати геометрію лопатей та зменшувати ризик кавітації. Додатково, підкреслено, що інтеграція обох програмних комплексів створює потужний інструментарій для інженерів, дозволяючи їм поєднувати проєктування та аналіз у єдиному робочому процесі. Зроблено висновок про те, що ефективне використання SolidWorks та ANSYS може значно покращити якість розробки гідравлічних машин, зменшивши час на проєктування та підвищивши їх надійність. У статті також представлено практичні приклади використання цих програм у реальних проєктах, що демонструють їх ефективність та вплив на інженерні рішення в галузі машинобудування.

ОГЛЯД ПРОБЛЕМИ ВТОМНОЇ МІЦНОСТІ РОБОЧИХ КОЛІС РАДІАЛЬНО-ОСЬОВИХ ГІДРОТУРБІН

2025-01-28T18:41:57+02:00

Оцінка міцності, надійності та ресурсу гідротурбін – актуальне завдання на всіх стадіях життєвого циклу обладнання, котре охоплює цілий комплекс теоретичних, розрахункових та експериментальних робіт. Один із важливих етапів цього комплексу – розрахункове обґрунтування ресурсних характеристик гідротурбін, які визначаються переважно напружено деформованим станом ресурсовизначальних елементів, насамперед – робочого колеса. У роботі наводиться аналіз моделей та методів дослідження статичного та динамічного напружено- деформованого стану робочих коліс гідротурбін. Рівень статичних та динамічних напружень суттєво залежить від режимів роботи гідротурбін, їх конструкції та індивідуальних якостей, які характеризуються умовами монтажу і експлуатації. При тривалій експлуатації основною причиною вичерпання ресурсу робочих коліс є накопичення втомних ушкоджень, що призводить до порушення цілісності конструкції. Для оцінки втомної міцності конструкцій гідравлічних турбін необхідно встановити історію навантажень і розробити ґрунтовні методи розрахунку на основі механіки руйнування. Здійснений аналіз показав, що натепер питання дослідження втомної міцності робочих коліс радіально-осьових гідротурбін не має завершеного вирішення. Ідеальний валідований чисельний підхід дозволяє провести подальше дослідження шкідливих явищ потоку за допомогою зовнішніх датчиків на машинному блоці. Подальші заводські вимірювання на вибраних агрегатах гідротурбін є надзвичайно важливими. Комбінований підхід до розрахунків і вимірювань, коли одночасно досліджуються всі явища течії, дозволить досягти необхідної втомної міцності робочих коліс гідротурбін. Стаття є частиною серії з кількох публікацій на тему аналізу втомної міцності прототипів турбін Френсіса в процедурі багаторівневої оцінки терміну експлуатації. Здійснений аналіз проблемних аспектів дав можливість відзначити, що потрібні нові підходи, моделі та методи і засоби дослідження втомної міцності робочих коліс, що створюють основу для обґрунтування прогресивних технічних рішень для радіально-осьових гідротурбін.

ПІДВИЩЕННЯ КЕРОВАНОСТІ ЛЕГКОВИХ АВТОМОБІЛІВ ПРИ КОМБІНОВАНОМУ ГАЛЬМУВАННІ

2025-01-29T09:52:13+02:00

Безпека руху пов'язана у більшості випадків з втратою керованості автомобілів та інших швидкохідних машин. Особливо небезпечним є втрата траєкторної керованості при русі в режимі повороту на високих швидкостях на дорогах з низьким коефіцієнтом зчеплення. Для цього використовуються різні автоматичні пристрої, але при екстреному гальмуванні на повороті можливо зменшення прискорення і збільшення гальмівного шляху. Підвищення керованості автомобіля, при збереженні необхідного уповільнення автомобіля можливо при комбінованому гальмуванні. Для реалізації підвищення керованості автомобіля в вказаному режимі руху необхідно встановлення залежностей його керованості з урахуванням змін ефективної потужності двигуна, деформації шин. У статті обрана схема моделювання руху автомобіля при комбінованому гальмуванні в повороті. Надається оцінка керованості легкового автомобіля, як об'єкта керування при гальмуванні в повороті, в якості якої може виступати величина передавальної функції системи керування автомобіля. Така функція розглядається як співвідношення між величиною кута повороту рульового колеса і кута повороту подовжньої осі автомобіля, який виконує екстрене гальмування, виходячи з повороту. Встановлено залежність яку потрібно виконати для підвищення керованості на прикладі повороту легкового автомобіля. Оцінку керованості виконано по відхиленню подовжньої осі автомобіля і відношення кутів повороту керованих коліс і кутів уводу шин до бази автомобіля. При цьому необхідно враховувати швидкість обертання рульового колеса. Практична реалізація поставленої задачі на легкових автомобілях можлива при використанні швидкодіючих мікропроцесорних систем керування з традиційним гідравлічним приводом як робочих гальмівних механізмів, так і гідропідсилювача рульового керування. Визначення показників керованості з використанням наведеної методики дозволить більш ретельно обґрунтовувати параметри виконуючих пристроїв привода і елементів ходової системи та розробити ефективний алгоритм керування.