Анотація до роботи:

Гасюк О.І. Динаміка багатовитратного ЗК непрямої дії на тиск 25-32МПа у режимі перевантаження ГА підйому вала парової турбіни. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004.

Дисертація присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням спрямованим на поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії у складі гідроагрегату підйому вала парової турбіни. Розроблені математичні моделі: насоса, запобіжного клапану непрямої дії, довгого трубопроводу, гідростатичного підшипника, які відкрили можливість для дослідження динамічних характеристик гідроагрегату підйому валопроводу. Пропонована математична модель з запобіжним клапаном, яка подається стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням 7-го порядку. У роботі наведені результати аналізу коливань тиску у напірному трубопроводі з частотою 3,7Гц. Встановлено об’єм стискуваної робочої рідини у напірному колекторі, який становить 49400см³ , необхідний для нормальної роботи гідроагрегату без коливань. Запропонована математична модель адекватна реальному об’єкту і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента гідроагрегату. Результати роботи передано на ВАТ ”Турбоатом” та ДП “Промгідропневмопривод” та використано відповідно до планів підприємства, а також включено у навчальний процес за дисциплінами: “Об’ємні гідропневмомашини” та ”Динаміка гідропневмосистем”.

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії гідроагрегату підйому валу парової турбіни. Основні результати і висновки дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. Виконаний аналіз конструктивних особливостей запобіжних клапанів непрямої дії і їх функціонування в складі гідроагрегатів, виявлення цілого ряду не врахованих факторів при математичному описі забезпечили розробку більш повної математичної моделі в частині:

-змінності коефіцієнту витрат в функції числа , впливаючого на динамічні характеристики елементів гідроагрегату і гідроагрегату в цілому;

-двохфазності робочої рідини, значно знищуючої об’ємний модуль пружності робочої рідини в зоні низьких тисків;

-обмеження руху запорно-регулюючих елементів керуючого і основного клапанів, відображаючі фактичні особливості їх кінематики та динаміки ;

-показ керівного клапану в динаміці як динамічної ланки, а не як статичного елементу;

-облік системних зразків гідроагрегату та ін.

2. Проведені експериментальні дослідження функціонування багатовитратного запобіжного клапана непрямої дії в статичному і динамічному режимі підтвердили адекватність розроблених статичних і динамічних моделей. Величина відхилення статизма моделі і натурного зразку не перевищило 4,3%, відносна інтегральна оцінка порівняння перехідних процесів в моделі і в натурному зразку склало 3,9%.

3. Виконані дослідження динамічних характеристик гідроагрегатату з гідроциліндром в режимі перевантаження показали: з ростом газової складової в робочій рідині при незмінній решті параметрів збільшується перерегулювання по тиску в напірній магістралі; достатню швидкодію запобіжного клапану непрямої дії: при швидкості і нарощуванні навантаження 1,83*10⁵кН/с із змістом газу без врахування об’єму робочої рідини в трубопроводі перерегулювання по тиску складає 24%; при незмінних параметрах і вмістом газу величина пере регулювання дорівнює 27%; з об’ємом робочої рідини в трубопроводі і лінійному нарощуванні навантаження від 400 до 543кН за 0,1с, перерегулювання по тиску складає 5%; з об’ємом робочої рідини в трубопроводі і лінійному нарощуванні навантаження від 400 до 543кН за 0,1с, перерегулювання по тиску дорівнює 25%;

4. Проведені дослідження гідроагрегата підйому вала парової турбіни показують, що виникаючі в напірному колекторі пульсація тиску, які приводять до вібрації трубопроводу високого тиску, викликаються великим об’ємом стискуваної робочої рідини в гідроагрегаті і нерівномірністю подачі насосу. При зниженні, наприклад, об’єму робочої рідини в напорному трубопроводі з 75300 до 49400см³ і постійній подачі насосу коливання в гідроагрегаті не виникають.

5. Дослідження на математичній моделі динаміки гідроагрегата підйому вала парової турбіни в режимі перевантаження показало, що багатовитратний запобіжний клапан непрямої дії захищає гідроагрегат від закиду тиску не вище 25% від налагодженого.

6. На основі функціональних перетворень з наступним інтерполюванням і екстраполюванням даних безрозмірного коефіцієнту несучої вантажопідйомності і витрат гідростатичного підшипника отримані апроксимуючі функції, відображені поліномами третьої та четвертої ступені, як модулі динамічної математичної моделі гідроагрегату з гідростатичним підшипником.

7. Запропонована математична модель багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії, включаючи рівняння витрат і руху керуючого і основного клапанів, обмеження запорно-регулюючих елементів клапану, змінності коефіцієнту витрат та ін., може бути використана для дослідження динаміки гідроагрегатів інших технологічних об’єктів на стадії проектування.

Основні наукові положення і результати, викладені в дисертаційній роботі, мають практичну цінність при проектуванні і модернізації запобіжних клапанів непрямої дії на високий тиск і пропускну можливість і впровадженні на підприємствах України (ВАТ „Турбоатом”, ДП “Промгідропневмопривод”, НДІ ”Гідропривод”, ЗАТ “Реммашстрой”, ЗАТ НПП “Регулятор”, ВАТ “Проммашина”), а також використовуються в навчальному процесі по дисциплінам «Динаміка гідропневмосистем» і «Об’ємні гідропневмомашини» (НТУ „ХПІ”).

Публікації автора:

1. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Динамика системы гидростатического подъема паровой турбины с высокорасходным предохранительным клапаном непрямого действия // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: Зб. наук. пр. – Кіровоград: КДТУ, 2000 – Вип..7 – С.141 – 144.

Здобувачем запропонована математична модель запобіжного клапану непрямої дії для дослідження гідроагрегату підйому вала парової турбіни.

2. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Динамика гидропривода в режиме перегрузки с предохранительным клапаном непрямого действия //Вестник Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». Машиностроение.– Сумы: СумГУ. – 2000. – Вып.38.-Т.1.- С.93-97.

Здобувачем запропонована математична модель запобіжного клапану непрямої дії для дослідження ГА кар’єрного екскаватора.

3. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Математическая модель гидросистемы в режиме перегрузки с предохранительным клапаном непрямого действия (на примере гидросистемы подъема вала паровой турбины) // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ – 2000. – Вып.101.- С.139-144.

Здобувачем доповнена модель апроксимуючими рівняннями безрозмірного коефіцієнта витрати і несучої можливості гідростатичного підшипника.

4. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Исследование статических характеристик предохранительного клапана непрямого действия // Вісник Національного технічного університету «ХПІ»: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ «ХПІ».- 2001. – Вип.7.- С.134-138.

Здобувачем виконано дослідження статичних характеристик запобіжного клапану непрямої дії і зроблено вибір раціональних параметрів для представників двох типорозмірів.

5. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Статические характеристики высокорасходного предохранительного клапана непрямого действия // Вісник Національного технічного університету «ХПІ»: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ «ХПІ».- 2001. – Вип.129. –Ч.2.- С.3-9.

Здобувачем виконано аналіз основних параметрів ЗК – твердості пружини управляючого клапану і діаметра клапану на статичну характеристику і зроблено вибір оптимальних параметрів.

6. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Динамика системы гидростатического подъема вала паровой турбины // Вісник Національного технічного університету «ХПІ»: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ «ХПІ».- 2002. – Вип.9. – Т.12.- С.113–118.

Здобувачем обґрунтовано результати дослідження динаміки ГА підйому з запобіжним клапаном непрямої дії без урахування двохфазної РР та хвильових процесів у довгому трубопроводі.

7. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Математическая модель системы гидростатического подъема вала паровой турбины // Вестник Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». Машиностроение.– Сумы: СумГУ. – 2002. – Вып.42. –Т.2.- С.92-95.

Здобувачем уточнена математична модель ГА підйому: рівняннями двохфазної РР та хвильовими процесами у довгому трубопроводі.

8. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Математическая модель гидроподъема валопровода турбоагрегата // Вісник Сумського державного университету «СумДУ». – Суми: «СумДУ». – 2003. – Вип.13.- С.113–118.

Здобувачем доповнена математична модель в частині хвильових процесів у довгому трубопроводі.

9. Лурье З.Я., Гасюк А.И. Динамика высокорасходного предохранительного клапана на примере режима перегрузки системы гидростатического подъема вала паровой турбины // Вісник Національного технічного університету «ХПІ»: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ «ХПІ». – 2004. – Вип.12.- C.23–28.

Здобувачем наведена повна математична модель та результати дослідження динаміки запобіжного клапана непрямої дії у складі системи гідростатичного підйому вала парової турбіни.