Реєстраційний номер
0825U002455, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
30-06-2025
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Створення методів тривимірного моделювання теплового стану апаратів щіткотримачів електричних генераторів для забезпечення підвищення потужності основних агрегатів
Здобувач
Коврига Антон Євгенійович,
Керівник Третяк Олексій Володимирович
Опонент Пешко Віталій Анатолійович
Опонент Єгоров Андрій Володимирович
Рецензент Лисиця Олексій Юрійович
Рецензент Широкий Юрій Вячеславович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут"
Опис
Дисертаційну роботу присвячено актуальному питанню підвищення надійності роботи турбогенераторів та пошуку ресурсів для забезпечення підвищення потужності турбогенераторів шляхом створення нових методів тривимірного розрахунку теплового стану вузлів та деталей апарату щіткотримачів та інших елементів конструкцій турбогенераторів. Було виконано розрахунок розподілу температур в межах щітково-контактного апарату для визначення можливості надійної роботи турбогенератора з щітково-контактним апаратом, обладнаним додатковими фільтруючими елементами в системі повітряного охолодження. В частині визначення температури елементів щітково-контактного апарату було встановлено, що запаси по температурам дозволяють забезпечити безпечну роботу щітково-контактного апарату з встановленими додатковими фільтрами у складі турбогенератора без обмежень за навантаженнями та режимами роботи.
Метою дисертаційної роботи є розробка методів моделювання теплового стану апаратів щіткотримачів турбогенератора при роботі у всіх припустимих режимах роботи з забезпеченням підвищення його потужності з вирішенням сукупності задач вентиляції та теплопровідності у тривимірній постановці з використанням методу скінчених елементів.
Перший розділ дисертаційної роботи присвячений загальному аналізу впливу вибраної системи охолодження турбогенератора на його габаритно-вагові показники та конструкцію основних елементів. Розглянуті найбільш поширені системи охолодження та значення електромагнітних навантажень, прийнятні для кожної з використовуваних систем охолодження. Також зазначені конструктивні особливості основних вузлів турбогенератора, які забезпечують циркуляцію охолоджуючих речовин та оптимальні умови відведення температури від активних частин для забезпечення вимог нормативно-технічної документації до умов експлуатації турбогенератора.
Другий розділ дисертаційної роботи присвячений аналізу існуючих методів та алгоритмів розрахунку теплового стану конструктивних частин турбогенераторів. Визначені особливості аналітичного розрахунку вентиляційної системи з використанням аналогії гідравлічних та електричних ланцюгів, а також властивості потоку з точки зору забезпечення оптимальних умов теплопередачі.
У третьому розділі розглянуті результати розрахунку теплового стану щітково-контактного апарату турбогенераторів аналітичним методом та у тривимірній постановці на основі попередньо виконаного моделювання розрахункових вузлів. Визначений розподіл потоків охолоджуючого повітря, тиск повітря в системі, тепловий стан повітря та струмопровідних частин щітково-контактного апарату з встановленими фільтрами в системі охолодження. На основі обчислень підтверджена можливість безпечної експлуатації апарату в усіх дозволених режимах експлуатації турбогенератора з дотриманням умов за допустимими температурами.
У четвертому розділі представлені методи випробувань турбогенератора, в тому числі теплових випробувань, що проводяться для оцінки фактичних запасів температур активних частин турбогенератора відносно визначених нормативно-технічною документацією граничних значень температур. Аналіз результатів випробувань дозволяє визначити недоліки в експлуатації турбогенератора, надати рекомендації щодо усунення виявлених недоліків системи охолодження, виявити наявні резерви для можливого підвищення потужності турбогенератора.
На прикладі результатів теплових випробувань існуючого турбогенератора показано, що порушення в системі охолодження, зокрема забруднення теплообмінних пристроїв, можуть негативно вплинути на експлуатаційні характеристики турбогенератора, особливо в літній період роботи з максимальними температурами охолоджуючих середовищ, та зрештою привести до обмеження потужності машини.
Результатом проведеної науково-дослідної роботи стали розроблені ефективні методи дослідження теплового стану вузлів та елементів конструкцій турбогенераторів, зокрема їх щітково-контактного апарату, при роботі у всіх припустимих режимах.
Дата реєстрації
2025-06-23
Додано/оновлено в НРАТ
2025-06-23 / 2026-07-01
