Содержание № 4(40) 2013 г.
МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТРАНСПОРТ
УДК 620. 179. 112
А.М. Дроконов, А.Е. Дроконов
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ЦНД ПАРОВЫХ ТУРБИН
Изложены способы снижения аэродинамических потерь в ступенях большой веерности
паровых турбин
Ключевые слова: паровая турбина, цилиндр низкого давления, ЦНД, турбинная ступень,
экономичность, виброакустическая активность
УДК 629.4.028.086
Е.С. Евтух, В.И. Сакало
ВЛИЯНИЕ РЕЛЬСОВЫХ СТЫКОВ НА НАКОПЛЕНИЕ КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНЫХ
ПОВРЕЖДЕНИЙ В КОЛЕСАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Приведены статистические данные о величинах зазоров в рельсовых стыках, установлен
закон их распреде-ления. Дано уточненное решение для определения значения ударной
силы, возникающей при перекатыва-нии колеса вагона через рельсовый стык. Предложена
методика оценки контактно-усталостной долговечно-сти колеса. Дана оценка влияния
рельсовых стыков на накопление контактно-усталостных повреждений в колесах
железнодорожного подвижного состава
Ключевые слова: рельсовый стык, закон распределения, величина зазора, сила удара,
накопление повреждений, контактно-усталостная долговечность.
УДК 629.4.028.86
Б. Г. Кеглин, С. А. Кравцов, А. П. Болдырев
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОЛИМЕРНЫХ АМОРТИЗАТОРОВ
Приведены результаты экспериментальных исследований полимерных элементов.
Рассчитаны силовые ха-рактеристики полимерных элементов различных форм и
геометрических размеров. Исследовано поведение полимерных элементов различных
конфигураций, а также разработаны новые конструкции элементов, поз-воляющие
значительно увеличить их энергоемкость и повысить эффективность работы
поглощающего ап-парата.
Ключевые слова: поглощающий аппарат автосцепки, термоэластопласт, напряженнодеформированное
состояние, энергоемкость, коэффициент полноты, полимерный элемент,
начальная затяжка.
УДК 629.4:626.25
В.В. Кобищанов, Д.Я. Антипин, Д.Ю. Расин, С.Г. Шорохов
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ МЕР ПОВЫШЕНИЯ ПАССИВНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Проведен анализ безопасности кузова отечественного пассажирского вагона при
аварийных продольных соударениях. Предложены конструктивные решения по
повышению его пассивной безопасности. Методами математического моделирования
оценена эффективность предложенных мероприятий
Ключевые слова: пассивная безопасность, пассажирский вагон, энергопоглощающий
Стр.1
элемент, математиче-ское моделирование, система безопасности, метод конечных
элементов.
УДК 621.867.21
А.В. Лагерев, Е.Н. Толкачев
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПОДВЕСОК ДИСКРЕТНОГО УЧАСТКА КОНВЕЙЕРА
С ПОДВЕСНОЙ ЛЕНТОЙ, РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ПРИВОДОМ И ВЕРТИКАЛЬНОЗАМКНУТОЙ
ТРАССОЙ С ПОМОЩЬЮ ОДНОМАССОВОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ
Разработана одномассовая динамическая модель дискретного участка конвейера с
подвесной лентой. На ее основе сформированы условия обеспечения движения приводной
подвески без скольжения ведущего роли-ка. Оценено влияние конструктивных
параметров подвесок на выполнение полученных условий
Ключевые слова: конвейер с подвесной лентой, дискретный участок, скольжение,
одномассовая динамиче-ская модель, подвеска
УДК 629.05.539.4
В.П. Лозбинев, Г.С. Михальченко, В.И. Сакало
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОЙ ДЛИНЫ НАЧАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ТРЕЩИНОПОДОБНЫХ ДЕФЕКТОВ В НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ КУЗОВОВ
ВАГОНОВ
На основе теории механики разрушения разработана методика расчёта допустимой длины
начальных технологических трещин в несущих элементах вагонов. Предложен способ
обеспечения живучести конструкций кузовов вагонов.
Ключевые слова: трещина, механика разрушения, допустимая длина трещины
УДК 629.05.539.4
В.П. Лозбинев, Ф.Ю. Лозбинев, Г.А. Федяева, Г.С. Михальченко
АЛГОРИТМ ГРАДИЕНТНОГО МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
КУЗОВОВ ВАГОНОВ
Описан алгоритм градиентного метода оптимизации, удобного для параметрической и
структурной оптимизации несущих систем кузовов вагонов. Предложена процедура
анализа оптимального варианта на глобальность оптимума.
Ключевые слова: несущая система, оптимизация, целевая функция, градиентный метод,
алгоритм, глобаль-ность оптимума.
УДК 621.81
Г.Н. Макаров, М.Д. Малинкович, И.О. Шныриков, О.А. Горленко
ДИНАМИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Рассмотрен процесс зацепления в цилиндрической зубчатой передаче как процесс
автоколебаний, которые происходят под действием квазиупругих динамических сил.
Колеблющийся поверхностный слой зубьев представлен как амортизатор, появляющийся
при работе передачи в результате приспособления зубьев к условиям зацепления. Даны
некоторые рекомендации по смягчению действия сил.
Ключевые слова: цилиндрическая зубчатая передача, поверхностный слой, динамические
силы, зацепление.
Стр.2
УДК 629.05.539.4
В.П. Лозбинев, Ф.Ю. Лозбинев, Г.С. Михальченко, В.И. Сакало
АНАЛИЗ СХОДИМОСТИ ИТЕРАЦИОННОГО ПРОЦЕССА ОПТИМАЛЬНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУЗОВОВ ВАГОНОВ
Проанализировано количество итераций, необходимое для получения оптимального
варианта несущей системы кузова вагона и оценки трудоёмкости процесса оптимизации.
Ключевые слова: метод оптимизации, итерационный процесс, сходимость процесса,
количество итераций
УДК 621.822.1: 621.892.27
Н.Н.Рыбкин, М.В.Зернин
РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ
ГИДРОДИНАМИКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ С
УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ РАДИАЛЬНОЙ ПОДАТЛИВОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Кратко описана вторая версия программного комплекса BBFEM (Bearing Builder Finite
Element Method) с внесенными дополнениями и изменениями интерфейса, в которой
реализована возможность учета радиаль-ной податливости поверхностей. Приведены
примеры расчетов гидродинамики подшипника с несколько различающимися моделями
учета податливости Ключевые слова: подшипник скольжения, параметры гидродинамики,
метод конечных элементов, радиаль-ная податливость поверхностей, гипотеза
винклеровского основания
УДК 629.4.028.086
В.И. Сакало, Е.С. Евтух, Д.Г. Агапов
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ В СИСТЕМЕ «КОЛЕСОЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ
ПУТЬ»
Описана разработанная лабораторная установка для исследования колебаний в системе
«колесо-железнодорожный путь». С её использованием определены жесткость
балластного слоя и коэффициент га-шения колебаний. Идентификация коэффициента
гашения колебаний проведена путем сопоставления ос-циллограмм колебаний,
полученных экспериментальным способом и с помощью компьютерной модели
установки.
Ключевые слова: балластный слой, упругодиссипативные характеристики, жесткость,
коэффициент гашения колебаний, компьютерная модель, идентификация параметров.
УДК 629.4.015:539.3
А.В. Сакало, В.И. Сакало, С.Б. Томашевский
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА НАКОПЛЕНИЕ КОНТАКТНОУСТАЛОСТНЫХ
ПОВРЕЖДЕНИЙ В КОЛЕСЕ ЛОКОМОТИВА
Предложена методика учёта влияния температурных напряжений, возникающих в колёсах
железнодорожного подвижного состава при колодочном торможении, на накопление
контактно-усталостных повреждений в них. Методика программно реализована в модуле
UM Rolling Contact Fatigue программного комплекса «Универсальный механизм».
Применение методики продемонстрировано на примере расчёта повреждений в колесе
электровоза.
Ключевые слова: температурное поле, температурные напряжения, контактноусталостные
повреждения, накопление повреждений, колодочное торможение
Стр.3
УДК 620.9
А.С. Стребков, С.В. Жавроцкий
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИЛОВОГО ПОТЕНЦИАЛА ТОПЛИВНОГО ГАЗА
Рассмотрены термодинамические аспекты использования силового потенциала газового
потока на различ-ных режимах газопотребления. Установлено, что энергоэффективность
производства электрической энергии при замене дроссельных регуляторов
утилизационными турбодетандерными установками сопоставима с показателями
турбоагрегатов тепловых электростанций. Показано, что в условиях сезонного изменения
потребления газа результаты работы УТДУ во многом зависят от оптимального выбора
номинальных параметров установки.
Ключевые слова: энергоэффективность, топливный газ, турбодетандерный агрегат,
переменный режим ра-боты, перепад давлений, эффект Джоуля-Томсона, удельный
расход теплоты, производство электроэнергии
УДК 621.891
В.П.Тихомиров, О.А.Горленко, М.А.Измеров, А.Н.Прокофьев
МЕХАНИКА КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛОСКИХ ВОЛНИСТЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Для обеспечения качества неподвижных разъёмных торцовых уплотнений разработана
модель герметично-сти, которая учитывает волнистость поверхностей, расчёт параметров
контактирования и определение рас-хода уплотняемой среды через зазор
Ключевые слова: герметичность, волнистость, утечка, уплотнение, механика контактного
взаимодействия
УДК 621.81.539.376
А.В. Тотай, О.А. Горленко, В.П. Федоров, А.Н. Прокофьев
МИКРОЛЕГИРОВАНИЕ АЗОТОМ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ ПРИ ФИНИШНЫХ МЕТОДАХ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТАМИ НА
ОСНОВЕ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований явления
массопереноса при об-работке сталей и чугунов резцами из композита 10. Установлен
эффект насыщения поверхностного слоя азотом, что расширяет возможности
технологического управления периодом приработки прецизионных пар трения.
Ключевые слова: оже-спектроскопия, диффузия химических элементов, композиционные
сверхтвердые ма-териалы, субструктура поверхности, микролегирование, кубический
нитрид бора.
УДК 621.787.4
О.Н. Федонин, С.В. Степошина, А.Н. Прокофьев
ОЦЕНКА ДИАПАЗОНОВ ПРИМЕНИМОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗАВИСИМО-СТЕЙ
ДЛЯ РАСЧЕТА СИЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ОТДЕЛОЧНУЮ, ОТДЕ-ЛОЧНОУПРОЧНЯЮЩУЮ
И УПРОЧНЯЮЩУЮ ОБРАБОТКУ ППД
Рассмотрены результаты экспериментальной проверки диапазонов применимости
существующих зависимо-стей для расчета силы, обеспечивающей отделочную,
отделочно-упрочняющую и упрочняющую об-работку поверхностным пластическим
деформированием.
Стр.4
Ключевые слова: поверхностное пластическое деформирование, ППД, отделочная
обработка, отделочно-упрочняющая обработка, упрочняющая обработка.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 004.424.4
В.К. Гулаков, В.Н. Матюшин
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТРИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ В
ПРИБЛИЖЁННОМ ПОИСКЕ НА ОСНОВЕ ОБОБЩЁННОГО ГИПЕРПЛОСКОСТНОГО
РАЗБИЕНИЯ МНОЖЕСТВА ОБЪЕКТОВ
Рассмотрены три метрические структуры данных, использующие обобщённое
гиперплоскостное разбиение, – деревья GH, GNAT и mm-GNAT. Дано их теоретическое
описание. Проведено экспериментальное сравне-ние с целью оценки эффективности при
выполнении приближённого поиска. Описан ряд опытов, подтвер-ждающих
теоретические свойства описываемых структур данных
Ключевые слова: метрические структуры данных, методы поиска, деревья, большая
размерность, эффектив-ность алгоритмов, приближённый поиск, обобщённое
гиперплоскостное разбиение.
УДК 004.78.33
Г.И. Коновалова
ОПТИМАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Разработан оптимальный механизм системы поддержки принятия решений на
операционном уровне управ-ления машиностроительным предприятием, позволяющий с
помощью предложенного оптимизационного метода принять наилучшее управленческое
решение в реальных заводских условиях. В процедуре опера-тивного управления
производством интегрированы процессы планирования, учета, контроля и анализа производства,
максимально учтена роль человеческого фактора. Для реализации данного
механизма на практике предложена информационная модель.
Ключевые слова: метод, механизм, критерий оптимальности, машиностроительное
предприятие, оператив-ное управление производством, информационная модель.
УДК 624.046.2:62-41:510.67
А.В. Коробко, М.Ю. Прокуров
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРУШАЮЩИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ШАРНИРНО И СВОБОДНО
ОПЁРТЫХ ПО КОНТУРУ ПЛАСТИНОК, НАГРУЖЕННЫХ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ
СИЛОЙ В ЦЕНТРЕ, ПУТЁМ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИХ ФОРМЫ
Определены границы возможного распределения всего множества значений
разрушающих нагрузок для шарнирно и свободно опёртых пластинок с произвольным
выпуклым контуром, нагруженных сосредото-ченной силой в центре, в зависимости от
интегральной геометрической характеристики формы пластинки – коэффициента формы.
С помощью метода интерполяции по коэффициенту формы определена разрушаю-щая
нагрузка для пластинок произвольного вида. Ключевые слова: пластинки, шарнирное
опирание, свободное опирание, сосредоточенная сила, разрушаю-щая нагрузка,
коэффициент формы, геометрическое моделирование.
УДК 004.057.4
М.Ю. Рытов, К.А. Мегаев
Стр.5
ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ОБМЕНА ДАННЫМИ В СРЕДЕ КОРПОРАТИВНОГО
ПОРТАЛА С АГРЕГИРОВАННЫМ ТРАФИКОМ
Предложена имитационная модель обмена данными в среде корпоративного портала,
базирующаяся на событийном методе, воспроизводящая логику ее функционирования и
системные параметры и отличающаяся возможностью анализа агрегированного трафика.
Ключевые слова: имитационное моделирование, задержка, джиттер, голосовой трафик,
агрегация
УДК 629.4+62-83
Г.А. Федяева, Г.С. Михальченко, В.В.Кобищанов, Е.А. Комяжко
ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРФЕЙСА UM MATLAB IMPORT ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПООСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ЛОКОМОТИВА
Представлены методика и результаты моделирования электромеханической системы
поосного регулирова-ния магистрального грузового тепловоза на основе совмещения
программных комплексов Matlab/Simulink и «Универсальный механизм» с
использованием интерфейса UM Matlab Import
Ключевые слова: программные комплексы, Matlab, UM, UM Matlab Import,
электромеханическая система, грузовой магистральный тепловоз, поосное регулирование,
моделирование динамики.
УДК 629.4
Г.А. Федяева, А.Н. Тарасов, Г.С. Михальченко, Н.Н. Сидорова
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ТЯГОВОЙ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ МАНЕВРОВО-ВЫВОЗНОГО ТЕПЛОВОЗА ТЭМ9H
Представлены расчетная схема и математическая модель механической части тяговой
электропередачи гибридного маневрового тепловоза с опорно-осевым подвешиванием
тяговых двигателей и упругим зубчатым колесом редуктора.
Ключевые слова: маневровый тепловоз, тяговая электропередача, механическая
подсистема, упругое зубчатое колесо, математическая модель, расчетная схема
УДК 648.8;796:378
В.А. Шкаберин, В.И. Аверченков
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ
МОНИТОРИНГА УРОВНЯ ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМАХ
Описаны основные технические требования к конструкции лазерного датчика для
измерения уровня воды. Представлены основные принципы создания и структурная схема
автоматизированной системы для мониторинга уровня воды в открытых водоемах. .
Ключевые слова: мониторинг уровня воды, автоматизированная система, структурная
схема, датчик уровня воды, беспроводная связь.
ЭКОНОМИКА И МЕНЕДЖМЕНТ
ББК 65.29
О.В. Бабич
СОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕДУРЫ РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ
Стр.6
Дано определение понятия «реструктуризация предприятия». Предложена схема
проведения процедуры реструктуризации промышленного предприятия в рамках
стратегического управления.
Ключевые слова: стратегическое управление, стратегия, реструктуризация предприятия,
этапы реструктуризации
УДК 658.562
О.А. Горленко, В.В. Мирошников
РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА
Описаны пути современного развития менеджмента качества: внедрение новых версий
стандартов ИСО 9000, интеграция систем менеджмента, применение математических
методов моделирования и оптимиза-ции,байесовых сетей, системы управления знаниями,
усовершенствованного FMEA-анализа, создание про-фессиональных стандартов.
Ключевые слова: менеджмент качества, интеграция, моделирование, оптимизация,
управление знаниями, FMEA-анализ, профессиональные стандарты.
УДК 332.8
В. В. Евенко, А. В. Зевако, А. Г. Подвесовский
ИННОВАЦИИ В ПОДГОТОВКЕ РУКОВОДИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЖИЛИЩНОКОММУНАЛЬНОГО
ХОЗЯЙСТВА И ОЦЕНКА ИХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО
КАПИТАЛА
Рассмотрены проблемы профессионального образования управленческих кадров в сфере
ЖКХ Российской Федерации. Изучен зарубежный опыт подготовки специалистов в
данной отрасли. Обоснована необходи-мость введения в России образовательных
программ для руководителей УК и ТСЖ. Предложена модель оценки интеллектуального
потенциала руководителей УК и ТСЖ.
Ключевые слова: жилищно-коммунальное хозяйство, управляющая компания,
товарищество собственников жилья, руководители, инновации, профессиональная
подготовка, образование, интеллектуальный потенци-ал.
УДК [316/334/22+331/108] (07)
Т.П. Можаева, В.А. Ерохина, О.А. Горленко
ОБОСНОВАНИЕ КАЧЕСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОЦЕНКИ
УДОВЛЕТВОРЕННОСТИ ПЕРСОНАЛА ПРЕДПРИЯТИЕМ
Рассмотрен подход к обоснованию состоятельности измерительного инструмента
(анкеты), применяемого при оценке удовлетворенности персонала своим трудовым
положением в системе менеджмента качества предприятия. Аргументирована
целесообразность применения статистических методов для подтверждения качества
используемого в исследовании измерительного инструмента.
Ключевые слова: мониторинг, качество, измерительный инструмент, алгоритм оценки,
валидность, надеж-ность, статистическое обоснование.
ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 658.562
О.А. Горленко, В.В. Мирошников
ОЦЕНКА И СЕРТИФИКАЦИЯ КВАЛИФИКАЦИИ ВЫПУСКНИКОВ УЧРЕЖДЕНИЙ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ОБЛАСТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ,
СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ
Стр.7
Рассмотрены вопросы создания в нашей стране систем профессиональных стандартов и
независимой оценки качества профессионального образования. Проанализированы
проблемы реализации этих систем с точки зрения управления качеством, стандартизации
и метрологии. Предложены методология разработки профессиональных стандартов и
проект регионального центра сертификации персонала в данной отрасли
Ключевые слова: профессиональные стандарты, сертификация квалификации, управление
качеством, стан-дартизация, метрология.
УДК 656.562
В.В. Мирошников, И.Г. Манкевич, О.А. Горленко
МЕТОДИКА СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ
Рассмотрены вопросы компетентности студентов. Предложена методика структурного
анализа компетен-ций, на основании которой можно судить об обеспечении компетенций
дисциплинами выбранного направ-ления подготовки. Приведен пример опытной проверки
описанной методики.
Ключевые слова: компетенция, компетентность, структурный анализ, дидактический
анализ.
УДК 681.3:378 (063)
Л.Ю. Ханипова
ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ СОВРЕМЕННОГО ВУЗА
Показано, что внедрение организационно-управленческих инноваций является адекватной
реакцией образовательной организации высшего образования на изменения,
происходящие как во внутренней, так и во внешней среде вуза.
Ключевые слова: образование, управление, качество, бизнес-процесс, менеджмент
качества, организацион-но-управленческие инновации, информационнокоммуникационные
технологии.
Стр.8
Вестник Брянского государственного технического университета. 2013. № 4(40)
МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТРАНСПОРТ
УДК 620. 179. 112
А.М. Дроконов, А.Е. Дроконов
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ЦНД ПАРОВЫХ ТУРБИН
Изложены способы снижения аэродинамических потерь в ступенях большой веерности паровых турбин.
Ключевые слова: паровая турбина, цилиндр низкого давления, ЦНД, турбинная ступень, экономичность,
виброакустическая активность.
Рост мощности турбоагрегатов связан с необходимостью пропуска через проточную
часть больших объемов рабочего тела высоких параметров, что в условиях недостаточной
эффективности цилиндров низкого давления (ЦНД), оборудованных преимущественно
ступенями большой веерности, вызывает значительные потери энергии, а потому требуется
аэродинамическое совершенствование последних, например путем оптимизации форм
внешних обводов со свойственными им высокими степенями расширения теплоносителя.
Возникающие при этом нестационарные периферийные течения в направляющих аппаратах
(НА) существенно деформируют структуру потока в проточной части, в связи с чем
необходимо тщательное изучение характера течения теплоносителя в этой области с глубоким
анализом сопутствующих ему вторичных физических процессов.
Следует также учитывать, что рациональное проектирование ступеней большой веерности
связано с необходимостью достижения их высокой тепловой экономичности в
сочетании с оптимизацией виброакустических характеристик, весогабаритных показателей
и стоимости изготовления.
Рассмотрим некоторые направления модернизации отсеков ЦНД паровых турбин,
которые будут способствовать их аэродинамическому совершенствованию [1].
Как правило, увеличение проходных сечений отсеков низкого давления достигается за
счет резкого раскрытия внешних обводов проточной части, для чего многие конструкции
НА оснащены входными безлопаточными кольцевыми диффузорными участками. При
этом следует отметить, что в диафрагмах со штампованными сопловыми лопатками (СЛ)
диффузорность канала может быть сохранена и в области соплового аппарата (СА).
С учетом актуальности рассматриваемой проблемы в БГТУ выполнено исследование
влияния предвключенных диффузорных участков диафрагм на работу турбинной ступени.
Параметры потока в одной из таких моделей приведены на рис.1 в сечениях на входе
теплоносителя в СА (сеч.0), в межвенцевом зазоре (сеч.1) и за ступенью (сеч.2), для
которых проиллюстрированы значения относительных полных давлений (соответственно
Р ,,
потерь энергии (ζ) по высоте проточной части для НА с различными углами раскрытия
периферийной области (
01 2РР ) и углы радиальных течений энергоносителя за НА ( 1
) представлен на рис.2.
Как свидетельствуют эпюры давления на входе в СА 0
Р , теплоноситель, перемещаясь
в пределах предвключенного конического участка, распределяется вдоль высоты канала
неравномерно, что свидетельствует о наличии отрыва потока в области внешнего обвода,
сопровождающегося значительными радиальными и окружными перетеканиями
(рис.1).
В связи с этим обстоятельством течение в межвенцевом зазоре и за ступенью становится
крайне нестационарным. При этом срывные явления наблюдаются в обширной области,
достигая в моделях с большими углами раскрытия до трети высоты рабочих лопаток
у периферии, что свидетельствует о значительных потерях энергии в таких отсеках
(рис. 2).
5
). Характер распределения
γ
α
Стр.9