Динамика, обоснование и практическая реализация конструктивных решений для малоразмерных турбоприводов шлифовальных пневматических машин
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….. 6
1. Перспективы и проблемы применения турбопривода в ручных
шлифовальных пневматических машинах. Конструктивные решения для
малоразмерных турбоприводов ……………………………………………………………….. 16
1.1 Тенденции и перспективы развития ручных шлифовальных
пневматических машин…………………………………………………………… 16
1.2 Барьеры, затрудняющие применение турбопривода в ручных
шлифовальных пневматических машинах……..………………………………… 25
1.3 Конструктивные решения для малоразмерных турбоприводов
ручных шлифовальных пневматических машин……………………….………. 29
1.3.1 Конструктивная схема базовой радиальной двухступенчатой
турбины с двухсторонним рабочим колесом…………………………………… 32
1.3.2 Конструктивная схема базовой турбины с двумя радиальными
ступенями скорости…………………………………………………….…………. 36
1.3.3 Основные конструктивные схемы многоступенчатых турбин с
двумя радиальными ступенями давления………………………………………. 37
1.3.4 Конструктивная схема плавающего уплотнения между ступенями
давления……………………………………………………………………………. 41
1.4 Выводы к главе 1……….……………………………………………… 42
2 Аналитическое и численное исследование многоступенчатых
радиальных турбин с учетом динамики рабочего процесса……………………. 44
2.1 Исследование характеристик центробежной реактивной
турбины…………………………………………….………………………………. 45
2.1.1 Характеристика окружного КПД….………………………….…….. 46
2.1.2 Анализ потерь выходной кинетической энергии …………………. 48
2.1.3 Характеристики расхода и термодинамической степени
реактивности ………………………………………………………………. 51
2.1.4 Характеристика вращающего момента………………………………. 54
2.1.5 Характеристика мощности…………………………………………… 56
2.1.6. Выводы к подразделу 2.1…………………………………………… 60
2.2 Исследование характеристик двухступенчатой ЦРТ-ЦС турбины…. 61
2.2.1 Характеристика окружного КПД…………………………………… 61
2.2.2 Характеристики расхода и степени реактивности………………….. 70
2.2.3 Характеристика вращающего момента……………………………… 71
2.2.4 Выводы к подразделу 2.2……………………………………………. 72
2.3. Обоснование выбора типа турбины для второй ступени
давления……………………………………………………………………………. 73
2.4 Трехмерное численное моделирование турбины с двумя
радиальными ступенями давления………………………………………………. 76
2.4.1 Подход к моделированию…………………………………………… 79
2.4.2 Математическая модель………………………………………………. 79
2.4.3 Расчетная модель…………………………………………………….. 80
2.4.4 Расчетная сетка………………………………………………………. 81
2.4.5 Временная дискретизация…………………………………………… 82
2.4.6 Граничные и начальные условия, сходимость задачи……………… 83
2.4.7 Результаты численного моделирования……………………………. 84
2.4.8 Анализ структуры потока в основных элементах проточной части
исследуемой турбины…………………………………………………………………. 88
2.4.8.1 Первая ступень давления – базовая ЦРТ-ЦС турбина…………… 88
2.4.8.2 Вторая ступень давления – базовая ступень ЦБ-ЦС…………….. 95
2.4.9 Выводы к подразделу 2.4…………………………………………….. 99
2.5 Выводы к главе 2………………………………………………………. 100
3 Экспериментальные исследования малоразмерных модельных
турбоприводов..………………………………………………………….…….….. 102
3.1 Экспериментальная установка, стенд и методика обработки
результатов эксперимента………………………………………………………… 103
3.1.1 Экспериментальная установка……………………………………… 103
3.1.2 Конструктивная схема экспериментального стенда………………. 105
3.1.3 Методика проведения и обработки результатов экспериментов:
расчет параметров, построение характеристик………………………………….. 107
3.2 Экспериментальные исследования модельных турбоприводов…….. 109
3.2.1 Характеристики модельного турбопривода с базовой ЦРТ-ЦС
турбиной…………………………………………………………………………… 110
3.2.2 Характеристики модельного турбопривода с базовой ЦБ-ЦС
турбиной с двумя ступенями скорости…………………………………………………. 113
3.2.3 Характеристики модельного турбопривода с базовой ЦБЦС-РК
турбиной…………………………………………………………………………… 118
3.2.4 Характеристики модельного турбопривода с базовой ЦБ
турбиной…………………..………………………………………………………. 122
3.2.5 Сравнение результатов экспериментальных исследований
модельных турбоприводов……………………………………………………….. 127
3.2.6 Выводы по результатам экспериментальных исследований
модельных турбоприводов с базовыми ЦРТ-ЦС, ЦБ-ЦС, ЦБ и ЦБЦС-РК
турбинами…………………………………………………………………………. 129
3.3 Экспериментальные исследования модельных турбоприводов на
базе приводных турбин с двумя радиальными ступенями давления….………. 130
3.3.1 Характеристики модельного турбопривода с приводной турбиной
с двумя базовыми ступенями давления ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС….………………….. 130
3.3.2 Характеристики модельного турбопривода с приводной турбиной
с двумя базовыми ступенями давления ЦРТ-ЦС+ЦБЦС-РК…………………… 132
3.3.3 Характеристики модельного турбопривода с приводной турбиной
с двумя базовыми ступенями давления ЦРТ-ЦС+ЦБТ……………….………… 134
3.3.4 Сравнение результатов экспериментальных исследований
модельных турбоприводов на базе приводных турбин с двумя радиальными
ступенями давления………………………………………………………………. 136
3.4 Выводы к главе 3………………………………………………………. 139
4 Практическая реализация конструктивных решений для
турбоприводов ручных шлифовальных пневматических машин……………… 140
4.1 Турбопривод мощностью до 750 Вт для базовой модели машины
типоразмерной группы С ..………………………………………………………. 141
4.2 Турбопривод мощностью до 1200 Вт для базовой модели машины
типоразмерной группы B …………….………………………………………….. 143
4.3 Турбопривод мощностью до 300 Вт для базовой модели машины
типоразмерной группы D .……….………………………………………………. 144
4.4 Выводы к главе 4………………………………………………………. 145
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………… 147
Список принятых сокращений и обозначений…………………………… 150
Список литературы………………………………………………………….. 152
Приложения………………………………………………………………….. 161
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, теоретическая
и практическая значимость работы.
В первой главе рассмотрены вопросы повышения технических
характеристик ручных шлифовальных пневматических машин, начиная с анализа предпосылок к применению в них турбопривода и заканчивая разработкой конструктивных схем малоразмерных многоступенчатых турбин. Проведен ретроспективный анализ эволюции основных параметров шлифовальных машин, выявлены тенденции в их развитии, обоснована перспектива применения в них турбопривода. Проведен анализ конструктивных решений, примененных в турбоприводах шлифовальных машин ведущих мировых производителей – фирм Air Turbine Tools (США) и Deprag (Германия-Чехия). Выявлены проблемы и барьеры, затрудняющие применение турбопривода в шлифовальных пневматических машинах.
С целью преодоления барьеров разработаны новые конструктивные решения для турбоприводов на базе многоступенчатых турбин (рисунок 1).
Конструктивная схема первой базовой турбины (патент на ПМ RU 139138) представлена на рисунке 1а. Первая ступень – центробежная реактивная турбина 2 (ЦРТ), вторая ступень – центростремительная (ЦС)
турбина 3. Сокращенное название (конструктивная формула) – ЦРТ-ЦС турбина. Лопаточные венцы обеих ступеней ЦРТ-ЦС турбины размещены на двух сторонах единого диска рабочего колеса (РК). Турбина также содержит промежуточный направляющий аппарат 1 (ПНА), охватывающий РК по наружному диаметру.
Конструктивная схема второй базовой турбины (патент на ПМ RU 110132) представлена на рисунке 1б. Первая ступень – ЦБ турбина 2, вторая ступень – ЦС турбина 4. Конструктивная формула – ЦБ-ЦС турбина. Лопаточные венцы обеих ступеней ЦБ-ЦС турбины размещены на двух сторонах единого диска РК. Турбина также содержит ПНА 1, охватывающий РК по наружному диаметру.
Для шлифовальных машин повышенной мощности разработаны три базовые конструктивные схемы турбин с двумя ступенями давления.
Конструктив– ная формула первой схемы –
ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС,
второй схемы –
ЦРТ-ЦС+ЦБ. В
третьей схеме в
качестве второй
ступени давления
применена
одноступенчатая
турбина (патент на
ПМ RU 193555).
Конструктивная
формула – ЦРТ-
ЦС+ЦБЦС-РК.
Разработан также
новый тип
уплотнения вала между ступенями давления (патент на ПМ RU 193118), поскольку все известные схемы уплотнений для полноразмерных турбин не применимы вследствие габаритных ограничений. Рабочий процесс и внешние характеристики этих турбин требуют всестороннего исследования.
а – ЦРТ-ЦС турбина: 1 – ПНА; 2- ЦРТ; 3– РК ЦСТ.
б – ЦБ-ЦС турбина: 1- ПНА; 2 – РК ЦБТ; 3- СА ЦБТ; 4 – РК ЦСТ.
Рисунок 1 – Конструктивные схемы базовых турбин.
Вторая глава посвящена аналитическому и численному исследованию многоступенчатых радиальных турбин. Первоочередным являлось исследование характеристик первой ступени ЦРТ-ЦС турбины (то есть ЦРТ). Результаты исследования характеристик ЦРТ представлены на рисунках 2 и 3.
а – КПД ЦРТ б 1 – расход ЦРТ; 2 – степень реактивности ЦРТ
Рисунок 2 – Характеристики ЦРТ.
а – характеристика момента ЦРТ б – характеристика мощности ЦРТ Рисунок 3 – Характеристики ЦРТ.
Выводы по исследованию характеристик ЦРТ:
1. Выявлено радикальное отличие характеристик ЦРТ от аналогичных характеристик традиционных лопаточных турбин, имеющих неподвижный СА.
2. Ключевым фактором, определяющим своеобразный вид характеристик ЦРТ, является компрессорный эффект, возникающий во вращающихся каналах РК, вследствие чего при увеличении окружной скорости U2 возрастает расход газа и располагаемый перепад энтальпий в РК.
3. Во всех характеристиках ЦРТ каждому значению U2 / C0 соответствуют свои значения расхода и располагаемого перепада энтальпий. В области больших значений U2 / C0 основная часть располагаемого перепада энтальпий в соплах создается за счет работы кориолисовых сил инерции, при этом расход газа и перепад энтальпий в РК могут увеличиться более чем на порядок.
9
С целью исследования двухступенчатой ЦРТ-ЦС турбины были определены аналитические выражения для определения основных характеристик – окружного КПД, крутящего момента и мощности. Результаты аналитического исследования характеристик двухступенчатой ЦРТ-ЦС турбины представлены на рисунке 4.
а – характеристики окружного КПД: б – характеристики вращающего
1 – для ЦРТ; 2 – для ЦРТ-ЦС турбины момента: 1 – для ЦРТ; 2 – для ЦСТ; 3 –
для ЦРТ-ЦС турбины Рисунок 4 – Характеристики ЦРТ-ЦС турбины.
Основные выводы по исследованию характеристик ЦРТ-ЦС турбины: Максимальный КПД ЦРТ-ЦС турбины достигается при 2 = 0,28.
0
Следовательно, ее характеристика весьма близка к характеристике осевой турбины с двумя ступенями скорости, у которой оптимальное отношение
2 ≅ 0,25. При этом в осевой турбине удельная работа первого РК в три раза 0
больше, чем второго, то есть вторая ступень создает лишь 25% от мощности всей турбины. У ЦРТ-ЦС турбины отношение удельных работ ступеней 1 =
2 1,5, то есть распределение работ между ступенями у ЦРТ-ЦС турбины в 2 раза
более равномерное, чем у осевой турбины с двумя ступенями скорости, при этом первая ступень (ЦРТ) создает 60% мощности, а вторая (ЦС) – 40% мощности всей ЦРТ-ЦС турбины.
Отметим также, что окружный КПД и пусковой вращающий момент ЦРТ-ЦС турбины более чем в 2 раза превышают аналогичные показатели ЦРТ.
Трехмерное численное моделирование ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбины.
Для решения задачи численного моделирования использовался коммерческий пакет Ansys CFX. Задача решалась с применением подхода
осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса в нестационарной постановке. Была использована неструктурированная тетраэдрическая сетка с пристенными призматическими элементами. Конструктивная схема исследуемой турбины и трехмерная расчетная модель ее проточной части представлена на рисунке 5.
аб
а – конструктивная схема ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбины; б – трехмерная
модель исследуемой турбины. 1 – РК ЦРТ-ЦС турбины; 2 – ПНА первой ступени; 3 – СА; 4 – РК ЦБ-ЦС турбины; 5 – ПНА второй ступени
Рисунок 5 – Схема и трехмерная модель ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбины.
В результате трехмерного численного моделирования были определены: вращающий момент, мощность и внутренний КПД турбины и ее ступеней, а также приближенные к реальным значениям коэффициенты скорости φ и Ψ. Результаты расчета параметров приведены в таблице 1.
Обозначение ступени/турбины
ЦРТ-ЦС
ЦБ-ЦС (ЦРТ-ЦС)+(ЦБ-ЦС)
ЦРТ
ЦС часть первой ступени ЦБ часть второй ступени ЦС часть второй ступени (ЦРТ-ЦС)+(ЦБ-ЦС)
π*
2,19 3,36 7,20 M, Нм 0,169 0,111 0,172 0,142 0,594
H0, Дж/кг
58 966
79 734 127 297 N, Вт 442,2 290,5 450,1 371,6 1554,3
Таблица 1
H*, Дж/кг б/у
22 202
24 898
47 100 0,37
φ ψ
— 0,72 0,63 0,7 0,84 0,61
— 0,52
0,377 0,312
Рассмотрим последовательно (по ходу потока) структуру потока и режимы течения в элементах проточной части исследуемой ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбины.
Первая ступень – ЦРТ-ЦС турбина. На рисунке 6 приведено мгновенное поле чисел Маха во вращающихся каналах РК ЦРТ. Числа Маха определяются в соответствии с цветовой шкалой.
Белая область соответствует
сверхзвуковому потоку. Как видно
из рисунка 6, в «горле» происходит
локальное ускорение потока до
сверхзвуковой скорости, далее
следует косой скачок, который
генерируется толстой кромкой на
выходе из сопла. Косой скачок
переходит затем в прямой. Теневая зона за толстой кромкой и наличие зоны смешения приводит к тому, что фактически наружный обвод канала после «горла» формируется самим потоком. При этом проходное сечение уменьшается по мере удаления от кромки, что в условиях сверхзвукового течения приводит к торможению потока. Все вышесказанное определяет низкий коэффициент скорости рабочих каналов ЦРТ.
ПНА первой ступени. Для ПНА ЦРТ-ЦС турбины основными факторами, ограничивающими его эффективность, являются: парциальный выход рабочего тела из ЦРТ и, как следствие, высокие затраты на «выколачивание» – ударные потери при взаимодействии активной струи и пассивного газа в канале ПНА. Мгновенные линии тока (рисунок 7) показывают, что заполнение каналов ПНА происходит синхронно с
вращением РК. При этом
каналы ПНА, заполненные
пассивным газом, имеют
относительно большое
сопротивление. В итоге, в
начальный момент времени
(когда канал ЦРТ находится напротив канала ПНА), часть рабочего тела перетекает в соседний канал (область 1 на рисунке 7). В левой части канала ПНА начинается вытеснение пассивного газа высокоскоростным потоком из ЦРТ (область 2). При достижении активной струей выхода из канала ПНА в левой части канала далее задействуется эжекционный механизм, при котором высокоскоростным потоком эжектируется пассивный газ ПНА. Через некоторое время реализуется течение в ПНА, когда сечение канала полностью
Рисунок 6 – Поле чисел Маха.
Рисунок 7 – Линии тока в ПНА.
заполнено высокоскоростным потоком. Оно сохраняется некоторое время даже после того, как канал ЦРТ проворачивается и занимает положение напротив следующего канала ПНА (область 3). Интересным является также эффект эжекции пассивного потока из предыдущего канала ПНА в канал с развитым течением (область 4).
ЦС ступень. Анализ полей скорости в ЦС РК, приведенных на рисунке 8, показывает, что первая ступень работает в режиме «синхронизации». Поток из ЦРТ поочередно заполняет
каналы ПНА. Поток из каналов
ПНА далее следует в ЦС РК.
Учитывая, что ЦРТ и ЦС части
расположены на разных
сторонах одного диска, имеем
эффект синхронизации:
заполнены только те каналы ЦС
РК, которые находятся
напротив каналов ЦРТ. По
условию периодичности,
течению в одном канале СА
соответствует течение в трех каналах РК, причем только один из трех каналов ЦС РК заполнен потоком рабочего тела. Полученную картину отражают осредненные поля скорости на рисунке 8 снизу: видно, что два из трех каналов имеют средние скорости течения близкие к нулевым, что означает, что они не заполнены полностью потоком никогда. Таким образом, течение в ЦС РК характеризуется заполнением только той части каналов, которые находятся напротив каналов ЦРТ, причем во времени характер течения импульсный.
Рассмотрим результаты исследования структуры потока в элементах проточной части второй ступени давления – в ЦБ-ЦС турбине.
ЦБ ступень. Мгновенное поле чисел Маха в СА ЦБ ступени представлены на рисунке 9. Ввиду увеличенного перепада на сопловой аппарат сверхзвуковое течение реализуется сразу после «горла» центробежного СА исследуемой турбины. Несмотря на наличие косого и прямого скачка, аналогичных имеющимся в первой ступени, сверхзвуковое течение сохраняется и на выходе из СА. Как и в случае с первой ступенью, за «горлом» сопла формируется канал, внутренний обвод которого образован стенкой соплового аппарата, а наружный является газодинамическим. Однако, в отличие от первой ступени,
Рисунок 8 – Поля скорости в ЦС ступени.
13
сформированный канал является расширяющимся, что позволяет поддерживать сверхзвуковую скорость. Величина коэффициента скорости ЦБ РК по результа– там CFD равна Ψ=0,5. Есть
две основные причины,
определяющие столь
низкую эффективность РК.
Во-первых, избыточный
перепад на вторую ступень
приводит к реализации
сверхзвукового течения на
входе в РК центробежной
ступени. Поскольку
профилирование каналов
не соответствует такому режиму течения, то он является нерасчетным, возникают 2 скачка уплотнения, переводящие поток в дозвуковой, что сопровождается повышенными потерями кинетической энергии, не приемлемыми для ступени скорости. Вторая причина кроется в отсутствии бандажного покрывного диска рабочего колеса.
ПНА базовой ЦБ-ЦС ступени. Режим течения в ПНА второй ступени существенно отличается от такового в первой ступени (рисунок 10). Ввиду существенной величины утечек в безбандажном РК структура потока на входе в ПНА является существенно не
Рисунок 9 – Поле скорости в СА ЦБ ступени.
упорядоченной: из средней
части канала РК (напротив
зазора) поток входит в ПНА
почти радиально, в то время как
напротив профильной части РК
выход в целом соответствует
лопаточным углам ПНА. В
результате вторичных течений
происходит запирание входной
части ПНА. Давление на входе составляет около 0,15 МПа, далее происходит его падение до 0,11 МПа на расстоянии примерно половины длины канала ПНА до разворота потока. Далее давление сохраняется неизменным до выхода потока из ПНА. Во-вторых, больший удельный объем рабочего тела второй ступени и большая степень парциальности центробежной части при сходной
Рисунок 10 – Линии тока в ЦБ РК и ПНА.
геометрии ПНА приводит к лучшей заполненности каналов. Мгновенные линии тока, приведенные на рисунке 10, демонстрируют высокую пространственную и временную равномерность потока в ПНА второй ступени.
ЦС ступень. Течение в ЦС РК благодаря высокой равномерности потока в ПНА также является более равномерным. Поля скорости на рисунке 11, показывают, что значительная часть рабочего тела уходит в зазоры над центростремительными лопат-
ками РК, что приводит к
снижению эффективности
работы ступени.
Выводы по результатам
численного моделирования
турбины с двумя радиальными
ступенями давления сведены в
таблицу 2, в которой приведены
источники повышенных потерь
для всех элементов проточной
части турбины и даны предложения по их устранению.
Таблица 2 Выявленные потери Способ устранения
Для первой ступени – ЦРТ-ЦС турбины
Для второй ступени – ЦБ-ЦС турбины
Рисунок 11 – Поля скорости в ЦС РК.
Потери на «выколачивание» при поступлении потока из каналов ЦРТ в каналы ПНА, заполненные пассивным рабочим телом.
Разработка новой схемы ЦРТ с осевым выходом потока в камеру смешения для обеспечения полного подвода рабочего тела к ПНА.
Потери вследствие утечки рабочего тела над лопатками РК и через осевой зазор между корпусом и лопатками.
Установка покрывного диска (бандажа) на лопатки ЦС РК.
Потери вследствие утечки через осевые зазоры между корпусом и лопатками ЦБ РК и ЦС РК.
Установка покрывных дисков для ЦБ РК и ЦС РК.
Потери на «выколачивание» при поступлении потока из каналов ЦБ РК на входе в ПНА.
Проектирование ПНА с камерой смешения на входе и уменьшенной высотой лопатки.
Потери на скачках уплотнений вследствие нерасчетных скоростей потока из-за некорректного распределения перепада энтальпий между ступенями.
Оптимизация разделения перепадов энтальпий между первой и второй ступенями за счет рационального выбора площади проходного сечения СА второй ступени.
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям турбоприводов с базовыми турбинами. Приведены принципиальная схема экспериментальной установки, конструктивная схема стенда, методика проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных.
Всего было проведено экспериментальное исследование 7 различных вариантов модельных турбоприводов с многоступенчатыми радиальными турбинами. Сводные экспериментальные характеристики турбоприводов приведены на рисунке 12.
а – турбины со ступенями скорости;
б –турбины со ступенями давления
Рисунок 12 – Характеристики эффективного КПД модельных турбоприводов
16
На рисунке 12а приведены сводные экспериментальные характеристики четырех модельных турбоприводов со следующими турбинами: ЦРТ-ЦС турбиной, ЦБ-ЦС турбиной, ЦБ турбиной и турбиной с ЦБЦС-РК. На рисунке 12б приведены сводные экспериментальные характеристики трех модельных турбоприводов с основными типами двухступенчатых турбин со ступенями давления: ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбиной; ЦРТ-ЦС+ЦБ турбиной; ЦРТ-ЦС+ЦБЦС- РК турбиной.
Выводы по экспериментальным исследованиям турбоприводов:
1. Из анализа характеристик модельных турбоприводов с базовыми ступенями турбин (рисунок 12 а), следует, что КПД ЦРТ-ЦС турбины выше,
чем КПД остальных вариантов турбин во всем диапазоне изменения . 0
2. Из результатов исследований турбоприводов на базе турбин с двумя ступенями давления (рисунок 12 б) следует, что наличие второй ступени
давления во всех случаях увеличивает КПД турбины в целом. При ≤ 0,175 0
0
большей величины КПД достигает ЦРТ-ЦС+ЦБ турбина.
Четвертая глава посвящена результатам практической реализации
конструктивных решений, использованных в турбоприводах модельного ряда ручных пневматических шлифовальных машин. Созданный в НГТУ модельный ряд шлифовальных машин состоит из четырех типоразмерных групп (B,C,D,E) и предназначен для выполнения широкого спектра работ – от операций грубой зачистки заготовок до высокоточного шлифования фасонных поверхностей.
На рисунке 13 приведена машина типоразмерной группы B, в которой применяется турбина с двумя ступенями давления ЦРТ-ЦС+ЦБ.
1 – первая ступень давления – ЦРТ-ЦС турбина; 2 – вторая ступень давления – ЦБ турбина; 3 – диафрагма
Рисунок 13 – Турбопривод машины типоразмерной группы В. 17
наибольший КПД имеет ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС турбина, затем, с увеличением
На рисунке 14 приведена машина типоразмерной группы C, в которой применяется ЦРТ-ЦС турбина, выполненная согласно патенту на ПМ RU 139138.
1 – ЦРТ-ЦС турбина
Рисунок 14 – Базовая модель машины из типоразмерной группы С
В типоразмерной группе D применяется турбина с двумя ступенями давления ЦРТ-ЦС+ЦБЦС-РК – рисунок 15. В качестве второй ступени применена турбина с центробежным сопловым аппаратом и рабочим колесом турбины, выполненная согласно патенту на ПМ RU 193555.
1 – первая ступень – ЦРТ-ЦС турбина; 2 – вторая ступень – турбина с ЦБЦС-РК; 3 – диафрагма.
Рисунок 15 – Продольное сечение машины типоразмерной группы D
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена обоснованию и практической реализации конструктивных решений для малоразмерных турбоприводов шлифовальных пневматических машин. В работе рассмотрены проблемы, затрудняющие применение турбоприводов в шлифовальных пневматических машинах, проанализированы причины, препятствующие широкому
распространению турбошлифовальных машин, производимых фирмами Air Turbine Tools и Deprag.
С целью преодоления барьеров были разработаны и защищены патентами на ПМ конструктивные схемы многоступенчатых турбин со ступенями скорости и со ступенями давления. Обоснованность принятых конструктивных решений подтверждена аналитическими, численными и экспериментальными исследованиями рабочего процесса базовых ступеней турбин и модельных турбоприводов.
Проведены успешные производственные испытания созданных турбошлифовальных машин на крупнейших заводах отечественной промышленности, таких как завод «Красное Сормово», Горьковский автомобильный завод, «ОКБМ Африкантов», Российский федеральный ядерный центр, ПКО «Теплообменник», Балтийский судостроительный завод, ПАО «Пролетарский завод», судостроительный завод «Вымпел», судостроительный Зеленодольский завод им. А.М. Горького, Выборгский судостроительный завод, Воронежское авиастроительное объединение, Павловский завод Инструм-Рэнд, ОАО «Гидротермаль» и многих других (Отзывы в приложении А).
Основные выводы и результаты диссертационной работы:
1. Разработаны конструктивные схемы базовых радиальных турбин с использованием двусторонних рабочих колес и три конструктивные схемы малоразмерных турбоприводов на базе турбин с двумя ступенями давления для трех типоразмерных групп ручных шлифовальных пневматических машин.
2. Проведены аналитические исследования характеристик центробежной реактивной турбины. Выявлены их радикальные отличия от аналогичных характеристик традиционных лопаточных турбин вследствие проявления компрессорного эффекта во вращающемся рабочем колесе. Доказано, что вследствие увеличения окружной скорости U2 возрастает расход газа и располагаемый перепад энтальпий в каналах ЦРТ.
3. Проведены аналитические исследования характеристик двухступенчатой радиальной турбины, имеющей в качестве первой ступени ЦРТ, а в качестве второй ступени ЦС турбину. Обоснована целесообразность применения этой конструктивной схемы базовой ступени турбины.
4. Посредством коммерческого пакета программ ANSIS CFX проведено трехмерное численное моделирование турбины с двумя базовыми
радиальными ступенями давления. В результате были получены данные о характеристиках турбины и уровне аэродинамических потерь в элементах проточной части, намечены пути совершенствования.
5. Проведены экспериментальные исследования четырех базовых радиальных турбин со ступенями скорости и трех основных типов турбин с двумя радиальными ступенями давления в составе модельных турбоприводов. Получены характеристики эффективного КПД, вращающего момента и мощности указанных типов турбин. Результатами исследований подтверждена эффективность разработанных конструктивных схем малоразмерных турбоприводов.
6. Разработана конструкция малоразмерных плавающих уплотнений ротора турбопривода между смежными ступенями давления и на входе сжатого воздуха в центробежную реактивную турбину, защищенная патентом.
7. Все конструктивные решения были практически реализованы в турбоприводах модельного ряда ручных шлифовальных пневматических машин.
При дальнейшей разработке турбоприводов целесообразно использовать
результаты трехмерного численного моделирования для повышения аэродинамической эффективности решеток и ступеней базовых турбин.
С целью развития метода модельных турбоприводов следует провести исследования по определению относительных частных КПД, учитывающие отклонения основных конструктивных параметров турбины от параметров модельного образца.
Актуальность темы исследований
Малоразмерные турбоприводы с приводными турбинами диаметром до 100
мм и мощностью до 10 кВт широко применяют в различных областях техники:
в судовых [12, 43, 51, 53] и авиационных [9, 28, 46, 47, 49]
энергетических установках – турбоприводы насосов, электрогенераторов,
компрессоров и вентиляторов;
в энергетических установках автономных космических и подводных
аппаратов [4, 52, 59] – турбопривод электрогенераторов;
в криогенном машиностроении [19, 63] – расширительные турбины
водородных и гелиевых детандеров;
в газовой промышленности [6, 7, 10, 45, 54, 61] – турбины
электрогенераторов систем автономного электроснабжения и установок катодной
защиты трубопроводов, турбоприводы газовых шаровых задвижек магистральных
трубопроводов [11];
в двигателестроении – турбоприводы пневматических стартеров
двигателей [29] и турбины агрегатов наддува ДВС [23, 42, 57];
в станкоинструментальной промышленности – турбоприводы
высокоскоростных пневматических шпинделей [66, 69] и пневматического
инструмента различного назначения [33, 34, 67-73].
В настоящее время в связи с непрерывным повышением требований к
характеристикам ручных шлифовальных пневматических машин особую
актуальность приобрела проблема использования в них малоразмерного
турбопривода.
Сегодня для привода шлифовальных пневматических машин применяют,
главным образом, ротационно-пластинчатые двигатели, которые имеют
относительно небольшую частоту вращения, что сдерживает рост
производительности процесса шлифования.
В разделе 1 проведен ретроспективный анализ эволюции основных
параметров шлифовальных пневматических машин, который выявил тенденции и
перспективы их развития, обосновал целесообразность применения в них
турбопривода. Применение малоразмерного турбопривода позволяет создать
новый класс мощных высокоскоростных шлифовальных машин, обладающих
повышенными технико-экономическими характеристиками, позволяющими
повысить производительность процесса шлифования, при этом уменьшить
температуру нагрева обрабатываемой заготовки и шлифовального круга, снизить
уровень шума и вибрации, устранить пары смазочного масла (масляный туман) из
отработавшего воздуха [34].
Однако использование в турбоприводе традиционных одноступенчатых
осевых и радиальных турбин приводит, вследствие особенностей их рабочего
процесса, к неприемлемо высокой рабочей частоте вращения ротора машины.
Известным из теории турбин конструктивным решением обеспечивающим
понижение оптимальной частоты вращения ротора является использование
многоступенчатых турбин.
Серьезным барьером на этом пути является отсутствие приемлемой
конструктивной схемы малоразмерной многоступенчатой турбины, обладающей
необходимыми для пневматических шлифовальных машин характеристиками и
при этом достаточно технологичной в изготовлении и сборке.
Возможным решением этой проблемы является применение в турбоприводе
шлифовальных машин многоступенчатых турбин с радиальными ступенями
давления, последовательно размещенными вдоль оси турбопривода. При этом
необходимо иметь в виду, что процессы течения газа в проточной части таких
турбин имеют своеобразный характер и в настоящее время исследованы еще
недостаточно.
Таким образом, разработка и обоснование новых конструктивных решений
Диссертационная работа посвящена обоснованию и практической
реализации конструктивных решений для малоразмерных турбоприводов
шлифовальных пневматических машин. В работе рассмотрены проблемы,
затрудняющие применение турбоприводов в шлифовальных пневматических
машинах, проанализированы причины, препятствующие широкому
распространению турбошлифовальных машин, производимых фирмами Air
Turbine Tools и Deprag.
С целью преодоления барьеров были разработаны и защищены патентами
на ПМ конструктивные схемы многоступенчатых турбин со ступенями скорости и
со ступенями давления. Обоснованность принятых конструктивных решений
подтверждена аналитическими, численными и экспериментальными
исследованиями рабочего процесса базовых ступеней турбин и модельных
турбоприводов.
Проведены успешные производственные испытания созданных
турбошлифовальных машин на крупнейших заводах отечественной
промышленности, таких как завод «Красное Сормово», Горьковский
автомобильный завод, «ОКБМ Африкантов», Российский федеральный ядерный
центр, ПКО «Теплообменник», Балтийский судостроительный завод, ПАО
«Пролетарский завод», судостроительный завод «Вымпел», судостроительный
Зеленодольский завод им. А.М. Горького, Выборгский судостроительный завод,
Воронежское авиастроительное объединение, Павловский завод Инструм-Рэнд,
ОАО «Гидротермаль» и многих других (Отзывы в приложении А). Также
результаты диссертационной работы внедрены в практику научно-
исследовательской деятельности и учебный процесс кафедры «Энергетические
установки и тепловые двигатели» ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный
технический университет им. Р.Е. Алексеева» (акты в приложениях Б и В).
Внедрение результатов настоящего исследования в практику деятельности ЗАО
«ИНСТРУМ-РЭНД» (Нижегородская обл., г. Павлово) оформлено актом
приложения Г.
Основные выводы и результаты диссертационной работы:
1. Разработаны конструктивные схемы базовых радиальных турбин с
использованием двусторонних рабочих колес и три конструктивные схемы
малоразмерных турбоприводов на базе турбин с двумя ступенями давления
для трех типоразмерных групп ручных шлифовальных пневматических
машин.
2. Проведены аналитические исследования характеристик центробежной
реактивной турбины. Выявлены их радикальные отличия от аналогичных
характеристик традиционных лопаточных турбин вследствие проявления
компрессорного эффекта во вращающемся рабочем колесе. Доказано, что
вследствие увеличения окружной скорости U2 возрастает расход газа и
располагаемый перепад энтальпий в каналах ЦРТ.
3. Проведены аналитические исследования характеристик двухступенчатой
радиальной турбины, имеющей в качестве первой ступени ЦРТ, а в качестве
второй ступени ЦС турбину. Обоснована целесообразность применения этой
конструктивной схемы базовой ступени турбины.
4. Посредством коммерческого пакета программ ANSIS CFX проведено
трехмерное численное моделирование турбины с двумя базовыми
радиальными ступенями давления. В результате были получены данные о
характеристиках турбины и уровне аэродинамических потерь в элементах
проточной части, намечены пути совершенствования.
5. Проведены экспериментальные исследования четырех базовых радиальных
турбин со ступенями скорости и трех основных типов турбин с двумя
радиальными ступенями давления в составе модельных турбоприводов.
Получены характеристики эффективного КПД, вращающего момента и
мощности указанных типов турбин. Результатами исследований подтверждена
эффективность разработанных конструктивных схем малоразмерных
турбоприводов.
6. Разработана конструкция малоразмерных плавающих уплотнений ротора
турбопривода между смежными ступенями давления и на входе сжатого
воздуха в центробежную реактивную турбину, защищенная патентом.
7. Все конструктивные решения были практически реализованы в турбоприводах
модельного ряда ручных шлифовальных пневматических машин.
При дальнейшей разработке турбоприводов целесообразно использовать
результаты трехмерного численного моделирования для повышения
аэродинамической эффективности решеток и ступеней базовых турбин.
С целью развития метода модельных турбоприводов следует провести
исследования по определению относительных частных КПД, учитывающие
отклонения основных конструктивных параметров турбины от параметров
модельного образца.
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
СОКРАЩЕНИЯ
ПМ Полезная модель
ЦРТ Центробежная реактивная турбина
ЦСТ (ЦС) Центростремительная турбина
ЦБТ (ЦБ) Центробежная турбина
ЦРТ-ЦС Двухступенчатая турбина, состоящая из ЦРТ и ЦС ступеней
РК Рабочее колесо
ПНА Промежуточный направляющий аппарат
ЦБ-ЦС Базовая турбина, состоящая из ЦБ и ЦС ступеней скорости
ЦРТ-ЦС+ЦБ-ЦС Турбина с двумя ступенями давления: ЦРТ-ЦС и ЦБ-ЦС
ЦРТ-ЦС+ЦБ Турбина с двумя ступенями давления: ЦРТ-ЦС и ЦБ
СА Сопловой аппарат
ЦБЦС-РК Центробежно-центростремительное РК
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Ne Эффективная мощность двигателя
Удельная мощность двигателя
Безразмерный параметр, выражающийся отношением
линейной скорости лопаток турбины к теоретической
скорости истечения потока рабочего тела, соответствующей
перепаду энтальпий в турбине
U окружная скорость лопаток турбины
C0 Абсолютная скорость потока рабочего тела
i Энтальпия
S Энтропия
W Относительная скорость потока
угол между векторами скоростей W и U
T Абсолютная температура
P Абсолютное давление
h Перепад энтальпий
Коэффициент скорости в межлопаточных каналах рабочего
колеса
т Термодинамическая ступень реактивности турбины
G Расход рабочего тела
M Вращающий момент
N Мощность
u Окружной КПД
Коэффициент скорости
χ Степень радиальности рабочего колеса
1.Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин: монография / В.Х.
Абианц. – М. : Машиностроение, 1979. – 246 с.
2.Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика: в 2 ч. / Г.Н.
Абрамович. – М. : Наука, 1991. – Ч. 1. – 600 с.
3.Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных
условий : монография / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. – М. :
Наука, 1986. – 279 с.
4.Алексеев Г.Н. Основы теории энергетических установок подводных
подвижных аппаратов : монография / Г.Н. Алексеев. – М.: Наука, 1974. – 295 с.
5.Батурин О.В. Расчетное определение характеристик элементарных
лопаточных венцов турбины : учеб. Пособие / О.В. Батурин, В.Н. Матвеев. –
Самара : Изд-во Самарс. Гос. Аэрокосм. Ун-та, 2007. – 118 с.
6.Беседин С.Н. Микротурбинные установки /Монография. СПб.: Изд-
во: Петрополь, 2019.- 265с.
7.БесединС.Н.Созданиеперспективныхмалогабаритных
газотурбинных установок с независимыми частотами вращения компрессора и
турбины./С.Н Беседин, В.А. Рассохин, В.В. Барсков, В.А. Осипов.//Вестник
Брянского Государственного Технического Университета.-2017.-№8(61).- С 12-18.
8.БесединС.Н.,РассохинВ.А.,РаковГ.Л.,ФокинТ.А.
Экспериментальный стенд и методика исследования турбомашин газотурбинных
установок малой мощности // Известия Самарского научного центра Российской
академии наук. – 2010. – Т. 12, № 1(2). – С. 284–289.
9.Быков Н.Н. Выбор параметров и расчет маломощных турбин для
привода агрегатов : монография / Н.Н. Быков, О.Н. Емин. – М. : Машиностроение,
1972. – 228 с.
10.Вскипающие адиабатные потоки / [В. А. Зысин, Г. А. Баранов, В. А.
Барилович, Т. Н. Парфенова ; под общ. Ред. В. А. Зысина]. – Москва : Атомиздат,
1976. – 150 с.
11.Ванеев С.М. Струйно-реактивные двигатели для привода шаровых
кранов /С.М. Ванеев, С.К. Королев, Ю.Л. Рухлов, Ю.Т. Федотов, И.А. Бостан
//Гидравлическиемашиныигидропневмоагрегаты:теория,расчет,
конструирование. Тематический сборник научных работ./Под ред. И.А. Ковалева.
– К.: ИСДО, 1994, с.233-239.
12.ВласовЕ.Н.Исследованиедвухвенечныхступенейсудовых
вспомогательных турбин: автореф. Дис. … канд. Техн. Наук / Е.Н. Власов. – Л.,
1965. – 21 с.
13.ГавриковИ.Ф.Определениегазодинамическиххарактеристик
кольцевых решеток соплового аппарата и рабочего колеса турбинной ступени по
результатам испытаний // Тр. ЦИАМ. – 1981. – № 938.
14.ГайнутдиновВ.Г.,КасумовЕ.В.Поискрациональных
конструктивных параметров с применением метода конечных элементов // В
сборнике: Поиск эффективных решений в процессе создания и реализации
научныхразработоквроссийскойавиационнойиракетно-космической
промышленности Международная научно-практическая конференция. 2014. С.
67-70.
15. ГайнутдиноваТ.Ю.,ГайнутдиновВ.Г.Орасчетно-
экспериментальных исследованиях при выборе проектных параметров винтовой
системы для вертикального взлета и посадки // Известия высших учебных
заведений. Авиационная техника. 2018. № 1. С. 11-16.
16. Гайнутдинов В.Г., Абдуллин И.Н., Никитин М.И., Торбин А.В.,
Кучукбаев А.Ф. Стенд для испытаний подъемной тяги винтов беспилотного
летательного аппарата // Патент на полезную модель RU 186022, U1. Опубл.
26.12.2018.
17.ГоловинН.М.Принципыпостроениямногорежимных
многоступенчатых малорасходных турбин [Текст]: Автореферат диссертации на
соискание ученой степени кандидата техничесХких наук/ СПб: Санкт-
Петербургский государственный технический университет, 1998, 16с.
18.ГОСТ 12634-80. Машины ручные шлифовальные пневматические.
Технические условия. Официальное издание М.: Издательство стандартов, 1985
год, 6 с.
19.Григорьев В.А., Радько В.М., Калабухов Д.С. Выбор диапазонов и
уровнейварьированияфакторовпланаэкспериментаприиспытаниях
одноступенчатыхтурбинсверхмалоймощности//ВестникСамарского
государственного аэрокосмического университета. – 2011. – № 6(30) – С. 92–106.
20.ГрачеваС.М.Исследованиеособенностейрабочегопроцесса
воздушной центробежной микротурбины : Автореф… канд. Техн.наук: 05.07.05 /
Грачева С. М.; Куйбыш. Авиа. Ин-т. 1975 г.
21.Гусаров С.А. Оценка канальных потерь в решетках осевых
малоразмерных турбин // Труды МАИ. 2012. №53. С.11.
22.ДавыдовА.Б.Расчетиконструированиетурбодетандеров:
монография / А.Б. Давыдов, А.Ш. Кобулашвили, А.Н. Шерстюк и др. – М. :
Машиностроение, 1987. – 230 с.
23.Давыдков, Б.Н. Системы и агрегаты надува транспортных двигателей:
учебное пособие /Б.Н. Давыдков, Ю.Н. Каминский .- М.: Издательство МАМИ ,
2011.- 126с.
24.Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин : монография / М.Е.
Дейч. – М. : Энергоатомиздат, 1996. – 528 с.
25.Дейч М.Е. Техническая газодинамика : монография / М.Е. Дейч. – М.
: Энергия, 1974. – 592 с.
26.Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и
науке : монография / Н. Джонсон, Ф. Лион. – М. : Мир, 1980. – 612 с.
27.ДмитриеваИ.Б.,МатвеевВ.Н.,НечитайлоС.А.Методика
регрессионного анализа экспериментальных и расчетных характеристик сопловых
аппаратовцентростремительныхмикротурбин//ВестникСамарского
государственного аэрокосмического университета им. Академика С.П. Королева
(Нац. Исслед. Ун-та). – 2006. – № 2–2. – С. 265–269.
28.Емин О.Н. Воздушные и газовые турбины с одиночными соплами:
монография / О.Н. Емин, С.Н. Зарицкий.- М.: Машиностроение, 1975. – 216 с.
29.Инструм-Рэнд. Каталог «Пневмостартеры».
30.Исследование рабочего процесса в ступени осевой турбины с
помощью универсального программного комплекса Ansys CFX : метод. Указания
/ сост. О.В. Батурин, Д.А. Колмакова, В.Н. Матвеев, Г.М. Попов, Л.С. Шаблий. –
Самара : Изд-во Самар. Гос. Аэрокосм. Ун-та, 2011. – 100 с.
31.Кириллов И.И. Теория турбомашин : монография / И.И. Кириллов. –
Л. : Машиностроение, 1972. – 536 с.
32.Кириллов И.И. Теория турбомашин. Примеры и задачи / И.И.
Кириллов, А.И. Кириллов. – Л. : Машиностроение, 1974. – 320 с.
33.Кузнецов Ю.П., Химич В.Л., Хрунков С.Н., Чуваков, А.Б. Погодин
Р.А. Исследование характеристик радиальной реактивной турбины // Известия
высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. №4. С. -__
34.Кузнецов Ю.П., Химич В.Л., Хрунков С.Н. Чуваков А.Б., Погодин
Р.А. Тенденции и перспективы развития ручных шлифовальных пневматических
машин. // Морские интеллектуальные технологии. 2021.
35.Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б., Погодин Р.А. Малоразмерная турбина
// Патент на полезную модель RU 193 555, U1. Опубл. 01.11.2019., бюл. №31.
36.Кузнецов Ю.П., Турбинный привод // Патент на полезную модель RU
139 138, U1. Опубл. 10.04.2014., бюл. № 10.
37.Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б. Многовенечная радиальная турбина
//Патент на полезную модель RU 110 132, U1. Опубл. 10.11.2011, бюл. № 31.
38.Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б., Погодин Р.А. Турбомашина // Патент
на полезную модель RU 193 118, U1. Опубл. 15.10.2019., бюл. № 29.
39.Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б., Погодин Р.А. Уплотнение ротора
турбины// Патент на полезную модель RU 202 076, U1. Опубл. 28.01.2021., бюл.
№4.
40.Кузнецов Ю.П. Турбинный привод // Патент на полезную модель RU
147 331, опубл. 10.11.2014., бюл. № 31.
41.Курзон А.Г. Теория судовых паровых и газовых турбин : монография
/ А.Г. Курзон. – Л. : Судостроение, 1970. – 592 с.
42.Г.М. Кухарёнок АГРЕГАТЫ НАДДУВА Учебно-методическое
пособие. Минск, БНТУ, 2012.
43.Левенберг В.Д. Судовые малорасходные турбины: монографии / В.Д.
Левенберг. – Л. : Судостроение, 1976. – 192 с.
44.Лепеха А.И. Роторно-вихревая машина// Патент RU 2 359 155, C1.
Опубл. 20.06.2009., бюл. № 17.
45.Мальханов В.П. Турбодетандерные агрегаты в системах подготовки и
распределения природного газа /В.П. Мальханов//М.: Нефть и газ.-2004.-229с.
46.Матвеев В.Н. Методы повышения энергетической эффективности
многорежимных центростремительных микротурбинных приводов [Текст]: /В.Н.
Матвеев. – Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет,
1999.- 32с.
47.Матвеев В.Н. Проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых
автономных осевых турбин турбонасосных агрегатов ЖРД : учеб. Пособие / В.Н.
Матвеев, А.В. Сулинов. – Самара : Самар. Гос. Аэрокосм. Ун-т, 2011. – 85 с.
48.Михальцев В.Е., Моляков В.Д. Теория и проектирование газовой
турбины : учеб. Пособие по курсу «Лопаточные машины газотурбинных и
комбинированных установок. Газовые турбины». Ч. 2: Теория и проектирование
многоступенчатой газовой турбины / под редакцией М.И. Осипова. – М. : Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 116 с.
49.Наталевич А.С. Воздушные микротурбины: монография / А.С.
Наталевич. – М. : Машиностроение, 1979. – 192 с.
50.Овсянников Б.В. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных
ракетных двигателей: монография / Б.В. Овсянников, Б.И. Боровский. – М. :
Машиностроение, 1979. – 344 с.
51.Перспективные корабельные турбоустановки, где горение топливной
смеси происходит в режиме детонации [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.bash.ru/index. Php/new-innovasii/1463-2012-11-07-06-36.
52.Петровичев М.А. Система энергоснабжения бортового комплекса
космических аппаратов / М.А. Петровичев, А.С. Гуртов // Учебное пособие –
Федер. Агентство по образованию, Самар. Гос. Аэрокосм. Ун-т им. С. П.
Королева. – Самара: Изд-во СГАУ, 2007. – 87 с.
53.Разработка и исследование унифицированной проточной части
повышенной экономичности для турбоприводов вспомогательных механизмов :
отчет / Ленингр. Корабл. Ин-т. ; рук. А.М. Топунов. – Л., 1981. – 214 с. – № НГ 7-
404-81. – Инв. № 0182.1025710.
54.Разработка и создание автономных энергетических установок малой
мощности с расширительной турбиной на базе турбин конструкции ЛПИ для
магистральных газопроводов и газораспределительных станций [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://stc-mtt.ru/pics/File/article2.pdf.
55.РассохинВ.А.ТурбиныконструкцииЛПИ:преимущества,
характеристики,опытразработкииприменение/В.А.
Рассохин//Энергомашиностроение.ТрудыСПбГПУ.-№491.Изд.
Политехнического университета.- СПб.- 2004.
56.Рассохин В.А., Забелин Н.А., Матвеев Ю.В., Харисов И.С. Методика
проведения экспериментальных исследований ступеней турбоустановок малой
мощности на стендах СПбГПУ // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука
и образование. – 2012. – № 1(142). – C. 119–122.
57.Синявский В.В., Иванов И.Е. Форсирование двигателей. Системы
агрегата наддува. Учебное пособие. Москва, МАДИ, 2016.
58.СмирновМ.В.Безлопаточныетурбинныеступенидля
турбодетандеров малой мощности: Автореферат диссертации на соискание
ученой степени кандидата технических наук. – СПб, 2019.
59.Теория и расчет энергосиловых установок космических летательных
аппаратов / Л.А. Квасников, Л.А. Латышев, Н.Н. Пономарев-Степной, Д.Д.
Севрук, В.Б. Тихонов. — Изд. Второе, перераб. И доп. — М.: Изд-во МАИ, 2001.
— 480 с.
60.Фокин Г.А. Автономные источники электрической и тепловой
энергии для магистральных газопроводов и распределительных станций /Г.А.
Фокин//Монография. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015.
61.ФилимоновЛ.Н.Высокоскоростноешлифование.М.:
Машиностроение, Леннгр. Отд-ние, 1979. – 248 с.
62.Чехранов С.В. Экспериментальные исследования двухступенчатых
малорасходных турбин с частичным облопачиванием рабочего колеса // Вестник
ТОГУ, 2013. №3(30), с. 73-80.
63.ШерстюкА.Н.Радиально-осевыетурбинымалоймощности:
монография / А.Н. Шерстюк, А.Е. Зарянкин. – М.: Машиностроение, 1976. – 208 с.
64.Шураев О.П., Валиулин С.Н., Бевза Д.И. Расчетное исследование
возможности улучшения термического состояния элементов газотрубного котла-
утилизатора//ВестникАстраханскогогосударственноготехнического
университета. Серия: Морская техника и технология. 2017. № 1. С. 68-75.
65.Экспериментальноеопределениехарактеристикмалоразмерных
лопаточных машин : учеб. Пособие / сост. О.В. Батурин и др. – Самара : Изд-во
Самар. Гос. Аэрокосм. Ун-та, 2006. – 128 с.
66.Юферева В.А., Одинцов А.А. Использование маломощной турбины
для аварийного расхолаживания реактора // Научная сессия МИФИ. –2007. – Т. 8.
– С. 151.
67.Air turbine tools. Ручные пневматические шлифовальные машинки.//
vetki.ru:официальныйдилервРоссии:сайт.2020.URL:
http://www.vetki.ru/assets/files/PDFs/Vendors/AirTurbine_HandToolsSeries_RUS.pdf
(дата обращения: 30.11.2020).
68.Ata tools. Пневматический инструмент// instek.ru: дистрибьютер
инструментавРоссии:сайт.2020.URL:https://instek.su/f/katalog-
pnevmoinstrumenta-ata-2011.pdf (дата обращения 30.11.2020)
69.AtlasCopco.Промышленныйинструментдляпроизводства,
технического обслуживания и ремонта. Каталог // Производитель инструмента:
сайт.2020.URL:https://www.atlascopco.com/content/dam/atlas-copco/local-
countries/russia/documents/9833-2001-01-f-m-bolting-2020-rus-web.pdf(дата
обращения: 30.11.2020).
70.BANKO. Пневматические шлифовальные машины, каталог.
71.BIAX Professional Power. Шлифовальные машины, напильники,
машинки для удаления грата. Каталог// s-t-group.com: официальный дилер в
России: сайт.2020.URL:https://www.s-t-group.com/catalogs/stock/biax/Catalog_01.pdf
(дата обращения: 30.11.2020).
72.Deprag industrial. Каталог промышленный инструмент Deprag.
73.PFERD. Инструмент дляобработкиповерхностей иотрезки
материалов//Производительинструмента:сайт.2020.URL:
https://www.pferd.com/ru-ru/index.htm (дата обращения 30.11.2020).
74. Pinto, R.N. Computational Fluid Dynamics in Turbomachinery: A Review of State
of the Art [Текст] / R.N. Pinto, A. Afzal, L.V. D’Souza, Z. Ansari, A. D.
Mohammed Samee //Archives of Computational Methods in Engineering. 2017. V.
24. P. 467-479.
75. Castillon, L. Numerical simulations of technological effects encountered on
turbomachinery configurations with the chimera technique [Электронный
документ] / L. Castillon, S. Péron, C. Benoit, G. Billonnet. Режим доступа:
http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2010/PAPERS/088.PDF(Дата
обращения 29.09.2020).
76. Gerhold, T. Overview of the hybrid RANS code TAU [Текст] // MEGAFLOW-
Numerical flow simulation for aircraft design. – Berlin: Springer. 2005. P. 81-92.
77. Hellström, J.G.I. Parallel CFD simulations of an original and redesigned hydraulic
turbine draft tube [Электронный документ] / J.G.I. Hellström, B.D. Marjavaara,
T.S. Lundström. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2006.08.013
(Дата обращения 29.09.2020).
78. Bochette NJ (2005) Computational analysis of flow through a transonic compressor
rotor. Ph.D. thesis, Naval Postgraduate School, Monterey.
79. L. He , J. Yi. Two-Scale Methodology for URANS/Large Eddy Simulation
Solutions of Unsteady Turbomachinery Flows. J. Turbomach. Oct 2017, 139(10):
101012 (14 pages).
80. Jasak H, Beaudoin M (2011) Openfoam turbo tools: from general purpose CFD to
turbomachinery simulations. In: ASME-JSME-KSME 2011 joint fluids engineering
conference. American Society of Mechanical Engineers, pp 1801–1812
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (8 отзывов)
5 (9 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.9 (20 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
4.7 (18 отзывов)
5 (8 отзывов)
