Потому что мы лучшие!

Научная деятельность

Научная деятельность Специализированный ученый совет Д 64.050.11.

Научно-исследовательская деятельность

Научные исследования на кафедре проводятся по бюджетной тематике и по хозяйственным договорам и ведутся по двум направлениям: экономичность и надежность паровых и газовых турбин.

По первому направлению широким фронтом ведутся газодинамические теоретические и экспериментальные исследования, позволяющие создать основные принципы проектирования паровых турбин большой единичной мощности и исследования в области теплофизических проблем турбостроения, дающие возможность решать проблемы термической маневренности и эксплуатационной надежности паровых и газовых турбин.

Второе направление — теплофизика, находит широкое применение во многих отраслях техники. Это космическая техника, ядерная и криогенная энергетика, теплоэнергетика, котло и реакторостроение, турбиностроение, химическая и металлургическая промышленность и другие отрасли народного хозяйства.

ДОСТИЖЕНИЯ ПРЕДЫДУЩИХ ПОКОЛЕНИЙ:

    Спроектирована, изготовлена и успешно испытана первая в советском союзе газовая турбина мощностью 1000 л. с.(руководитель проф. В.А Маковский);
Созданы совместно с турбинным заводом последние ступени мощных турбин с лопатками длинной 1030мм (для быстроходных турбин) и 1450мм (для тихоходных паровых турбин), которые по своим характеристикам значительно превосходили аналогичные зарубежные образцы и в настоящее время надёжно работают в турбинах всех тепловых и атомных электростанций и за её пределами (руководитель проф. Я.И. Шнеэ );
Создана школа теплофизических проблем турбиностроения, которой выполнен большой объем физико-технических исследований на стыке теорий турбомашин и тепло-массообмена, связанных с термической маневренностью и эксплуатационной надёжностью турбоагрегатов (руководитель проф. В.М. Капинос).

ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННИКОВ:

Создано новое научное направление в турбиностроении — оптимальное проектирование проточной части осевых турбин, результатом развития которого совместно с  решениями  конкретных оптимальных задач является создание новых профилей, высокоэкономичных ступеней, групп ступеней и проточных частей цилиндров современных паровых турбин. Успешно ведутся  работы по оптимизации проточных частей с учётом их режимов эксплуатации (руководитель проф. А. П. Усатый).
На основе решения обратных задач проводятся работы по аэродинамическому совершенствованию элементов проточной части турбин (руководитель проф. В.П. Субботович).
Разрабатываются новые подходы к созданию систем охлаждения высокотемпературных газовых турбин на основе применения нестандартных хладоагентов (руководитель проф. А.И. Тарасов).

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ КАФЕДРЫ ТУРБИНОСТРОЕНИЯ

Лаборатория является структурным подразделением кафедры и призвана решать широкий спектр научных, конструкторских и технологических проблем в области турбиностроения, включая задачи исследования аэродинамики проточных частей паровых и газовых турбин, теплообмена в элементах высокотемпературных газотурбинных двигателей и систем их охлаждения, а также теплофизические исследования микроструктуры течений рабочего тела в пристеночных областях проточных частей.
Экспериментальная и производственная базы лаборатории оснащены стендами, широкого спектра действия, большинство из которых разработаны и изготовлены специалистами кафедры в ее стенах и являются уникальными не только на Украине, но и за ее пределами. Установки автоматизированы, оснащены системами автоматического сбора информации, имеют уникальные координатные устройства, постоянно модернизируются и оснащаются современной измерительной аппаратурой.
Так, например, лаборатория имеет уникальный исследовательский комплекс для экспериментального изучения аэродинамики и теплообмена в элементах охлаждаемых лопаточных аппаратов высокотемпературных газовых турбин.

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОМПЛЕКС КАФЕДРЫ ТУРБИНОСТРОЕНИЯ

Научно-исследовательский комплекс экспериментальных установок НТУ «ХПИ» по изучению газодинамических и теплофизических процессов в турбомашинах был создан на основе совместного Постановления Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР и Минвуза УССР № 420 от 20.09.66 о создании при кафедре турбиностроения отраслевой научно-исследовательской лаборатории со следующими научными направлениями: «Газодинамика проточной части», «Теплообмен в паровых и газовых турбинах», «Оптимизация циклов газотурбинных установок». В дальнейшем в соответствии с Постановлением Совета Министров УССР №385 от 07.08.1975 года и Минвуза УССР № 463 от 18.08.75 на базе комплекса при кафедре турбиностроения была создана проблемная научно-исследовательская лаборатория по научным направлениям: «Исследование газодинамики проточной части турбомашин» и «Тепло-массоперенос в паровых и газовых турбинах».
По своим техническим возможностям и оснащению научно-исследовательский комплекс не имеет аналогов в Украине.
Комплекс состоит из двух основных частей: компрессорного хозяйства и лабораторно-экпериментальных базы.
В состав компрессорного хозяйства входят: центробежный нагнетатель НЗЛ 900-312 производительностью 970 м3/мин с приводным электродвигателем мощностью 3500 кВт, с возбудителем, редуктором, системами смазки и охлаждения; два центробежных нагнетателя НЗЛ 360-21-1 производительностью 276 м3/мин с приводными электродвигателями мощностью 700 кВт и 800 кВт; три воздуходувки ТВ-50-1,2 производительностью 50 м3/мин; две воздуходувки типа 80.14.М.01 производительностью 96 м3/мин; три поршневых компрессора — М160-20/8; ВП-20/8; ВП-50/8; электроэнергетическое силовое оборудование, состоящее из двух подстанций, трансформаторов и щитов управления; водяные насосы; маслонасосы; маслобаки; холодильники; влагоотделители; буферные емкости; воздухозаборники; ресиверы; камеры глушения; запорная арматура и др.
Лабораторно-экспериментальная база включает: три экспериментальные воздушные турбины; две крупномасштабные экспериментальные установки по исследованию теплообмена и вторичных течений в межлопаточных каналах турбомашин; установку по изучению режимов работы тягодутьевых машин; крупномасштабную аэродинамическую трубу для исследования элементов турбомашин при до- и сверхзвуковых скоростях течения и больших расходах; два стенда плоских решеток; стенд для исследования кольцевых решеток; тарировочное сопло; теневой прибор ИАБ-451 для визуализации скачков уплотнения в сверхзвуковых потоках; два стенда по исследованию сверхзвуковых течений, аэродинамический стенд для испытаний турбинных решеток профилей диффузорного типа; воздушную высокоскоростную аэродинамическую трубу для исследований аэродинамики и локального теплообмена в плоских решетках с учетом влияния степени турбулентности набегающего потока; жидкометаллический стенд для исследования локального теплообмена в охлаждаемых лопатках высокотемпературных газовых турбин; экспериментальную установку по исследованию подшипников, стенд для исследования теплоотдачи и гидродинамики в полостях роторов паровых и газовых турбин; учебно-лабораторные экспериментальные установки: три стенда по исследованию теплообмена, пять стендов по исследованию газодинамики (тарировка пневматических зондов, течение в плоской решетке, структура потока за решеткой, визуализация потока, работа лабиринтового уплотнения).
Основная часть научно-исследовательского комплекса экспериментальных установок размешается в четырехэтажном здании кафедры турбиностроения, занимая площадь около 900м2. Энергетическое оборудование установлено в цокольном помещении компрессорной площадью более 1000м2. Отдельно расположены насосная, градирня с бассейном, лаборатория газовых турбин, склад и гараж для передвижной исследовательской лаборатории. Общая протяженность воздуховодов с установленной запорной и регулирующей арматурой в количестве 63 шт. составляет около 5 км.
В составе кафедры турбиностроения НТУ «ХПИ» работают более 50 сотрудников. Научные исследования на кафедре ведут  8профессоров, 4 доцента, 4 старших преподавателя, ассистента, 16 старших научных сотрудников. Исследования проводятся по бюджетной тематике и по хозяйственным договорам и ведутся по двум направлениям: экономичность и надежность парогазотурбостроения и теплофизика.
За время существования комплекса кафедрой турбиностроения проведен большой объем экспериментальных и теоретических исследований. Основные научные разработки проводились в тесном сотрудничестве с научно-производственным объединением атомного турбиностроения «Харьковский турбинный завод». Проведены эксперименты по выравниванию градиента давления в межвенцовом зазоре и созданию новых высокоэкономичных ступеней с «обратной закруткой» для турбин ПВК-150, ПВК-200, К-300-240, К-500-240 и К-100-130 (10 турбин для Кубы и КНДР).
Созданы высокоэкономичные, широкорежимные последние ступени для быстроходных и тихоходных турбин, отвечающие повышенным требованиям надежности, маневренности и экономичности, что явилось важным этапом в развитии отечественного турбиностроения. Последние ступени с рабочей лопаткой 1030 мм используются в турбинах мощностью 220 МВт (К-220-44-2), мощностью 500 МВт (К-500-240-2 и К-500-65), мощностью 750 МВт (К-750-65); с рабочей лопаткой 1450мм — в турбинах мощностью 500 МВт (К-500-60/1500) и в турбинах мощностью 1 млн. кВт (К-1000-60/1500).
Научно-исследовательская работа кафедры охватывала так же широкий круг проблем, связанный с созданием влажнопаровых турбин для АЭС типа К-220-44, К-500-65 К-500-60/1500, К-750-65, К-1000-60.
С целью повышение к.п.д. и надежности цилиндров низкого давления проведены масштабные исследования по проблеме создания широкорежимных выхлопных патрубков. По конструкциям разрабатываемых патрубков получено 13 авторских свидетельств и 10 патентов.
Обширные расчетно-теоретические и экспериментальные исследования проведены в области теплофизических проблем турбостроения с целью повышения маневренности и эксплутационной надежности турбоустановок. Проведены исследования в области теории теплопроводности, электротепловой аналогии, контактного и конвективного теплообмена на поверхностях турбинных лопаток, полотнах дисков, в лабиринтовых уплотнениях, в подшипниках скольжения, при течении двухфазного потока. Создан новый тип прибора для измерения относительного удлинения роторов турбин, который используется на 14 ТЭС и АЭС стран СНГ, а также в Китае и Болгарии.
Результаты исследований в области охлаждения элементов высокотемпературных газовых турбин внедрены в ЦИАМ, ЦКТИ, ВТИ, ИТТФ НАН Украины, Харьковском турбинном заводе, ЛМЗ, НЗЛ, ЗМКБ «Прогресс», СПБ «Машпроект», Уральском турбомоторном заводе, а также во всех предприятиях авиационного моторостроения бывшего СССР.
Выполнен ряд научных разработок для блочных электростанций Украины: Ладыженской ГРЭС, Славянской ГРЭС, Зуевской ГРЭС и др. Внедрение рекомендаций кафедры турбиностроения на ЗУГРЭС обеспечивает экономию 3% годового потребления топлива на электростанции. Продолжается научные работы по оптимальному проектированию проточных частей и исследованию работы ступеней при нерасчетных режимах. Выполняются разработки по модернизации турбин ТЭС и АЭС, отработавших полностью или частично свой ресурс.
Развиваются зарубежные научные связи кафедры с Польшей (Варшавский технический университет) и Кореей (Компания «Самсунг Аэроспейс», Корейский Институт Машиностроения и Материалов).
Устойчивое поступательное экономическое развитие Украины требует увеличения производства электрической энергии, однако, существующее энергетическое оборудование большинства ТЭС крайне изношено, морально устарело, имеет низкую экономичность и нуждается в скорейшей модернизации. В этих условиях НТУ «ХПИ», имеющий в своей структуре большое количество квалифицированных специалистов и научно-исследовательский комплекс экспериментальных установок по изучению газодинамических и теплофизических процессов в турбомашинах, способен сыграть важную роль в научном обеспечении комплексной модернизации турбинного оборудования энергетической отрасли страны.
Отмечая уникальность комплекса, отсутствие аналогов на Украине и его значение для развития научного потенциала страны и энергетики Украины в целом, Министерство образования и науки Украины приняло решение от 25 мая 2006 года о включении научно- исследовательского комплекса экспериментальных установок Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» по изучению газодинамических и теплофизических процессов в турбомашинах в Государственный Реестр объектов, составляющих национальное достояние Украины.

Кафедра приглашает к сотрудничеству все заинтересованные организации для проведения совместных разработок на хоздоговорной основе.

Предстоящие События:

no event

Facebook