Разработка конструкции и исследование рабочих процессов диафрагменного гидродиода, предназначенного для работы в прямозубом роторном насосе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.13, кандидат наук Кайгородов Сергей Юрьевич

• Кайгородов Сергей Юрьевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Кайгородов Сергей Юрьевич

Введение

Глава I. Анализ конструкций гидродиодов и насосов объемного действия, в которых они применяются

1.1. Принципы действия гидродиодов и анализ их основных конструкций

1.2. Анализ конструкций и методов расчета рабочих процессов насосов объемного действия, в которых гидродиоды могут быть использованы для

распределения жидкости

1.2.1 Анализ конструкций насосов объемного действия, в которых

гидродиоды могут быть использованы для распределения жидкости

1.2.2. Анализ рабочих процессов насосов объемного действия, в которых гидродиоды могут быть использованы для распределения жидкости

1.3. Анализ преимуществ и недостатков использования гидродиодов в насосах объемного действия

1.4. Определение основных конструкций и эксплуатационных параметров насосов, в которых установка гидродиодов наиболее предпочтительна

1.5. Анализ методов расчета рабочих процессов и основных характеристик гидродиодов

1.6. Выбор конструкции насоса объемного действия и гидродиода, установленного в нем. Концептуальная модель рабочих процессов насоса объемного действия с установленным в нем на линии нагнетания гидродиодом

1.7. Постановка цели и задач исследования

Глава II. Математическая модель рабочих процессов диафрагменного гидродиода при стационарном течении

2.1. Разработка расчётной схемы гидродиода

2.2. Постановка начальных и граничных условий

2.3. Анализ основных уравнений, используемых для описания течения вязкой жидкости в гидродиоде диафрагменного типа

2.4. Анализ основных моделей турбулентности и выбор моделей для

расчета течения вязкой жидкости в гидродиоде

2.5. Сравнительный анализ полученных результатов и выбор модели турбулентности для исследования гидродиода

2.6. Изображение течения жидкости в гидродиоде

Глава III. Экспериментальное исследование диафрагменного гидродиода

3.1. Описание экспериментальных образцов исследуемых гидродиодов и основные цели экспериментальных исследований

3.2. Описание экспериментальной установки для исследования гидродиодов

3.2.1. Экспериментальная установка для исследования диодности гидродиодов

3.2.2. Экспериментальная установка для визуализации течение рабочей жидкости через гидродиод

3.2.3. Экспериментальная установка для оценки работоспособности гидродиода в составе гидроагрегата

3.3. Методика измерения и приборное оснащение экспериментального

104

стенда

3.3.1. Измерение расхода жидкости

3.3.2. Измерение мгновенного давления и перепада давлений

3.3.3. Методы визуализации течения жидкости и выбор метода

3.4. Анализ физической картины течения жидкости в диафрагменном гидродиоде

3.5. Основные результаты экспериментальных исследований диодности

3.5.1. Анализ влияния угла наклона пластин

3.5.2. Анализ влияния количества пластин

3.5.3. Анализ влияния расстояния между пластинами

3.5.4. Обработка результатов экспериментальных исследований

3.6. Проверка адекватности математической модели турбулентного

течения жидкости в гидродиоде

3.7. Сравнительный анализ рабочих процессов в прямозубом роторном насосе при использовании в линии нагнетания самодействующего клапана

и гидродиода

Глава IV. Математическая модель рабочих процессов в прямозубом роторном насосе с гидродиодом диафрагменного типа, установленным в линии нагнетания, и параметрический анализ

4.1. Математическая модель рабочих процессов

4.1.1. Концептуальная модель рабочих процессов в прямозубом роторном насосе с гидродиодом диафрагменного типа, установленным в линии нагнетания

4.2. Параметрический анализ

4.2.1. Описание объекта исследования

4.2.2. Определение независимых параметров и планирование эксперимента

4.2.3. Определение функций отклика для проведения параметрического анализа

4.2.4. Влияние угловой скорости приводного вала

4.2.5. Влияние давления нагнетания

4.2.6. Влияние углового расстояния между окном нагнетания и

всасывания

4.2.7. Влияние угла наклона пластин

4.2.8. Влияние количества пластин

4.2.9. Влияние расстояния между пластинами

4.3. Определение значимости независимых параметров

Основные выводы по работе

Список литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка конструкции и исследование рабочих процессов диафрагменного гидродиода, предназначенного для работы в прямозубом роторном насосе»

Актуальность темы

В настоящее время насосы объемного действия получили широкое распространение во многих отраслях науки и техники. На их привод затрачивается значительное количество энергии и материальных ресурсов, а для их изготовления требуется высокотехнологичное производство, что обуславливает их относительно высокую стоимость.

Одним из основных направлений развития их конструкции является повышение ресурса и, следовательно, надежности, что достигается заменой самодействующих клапанов в них на устройство распределения жидкости, не имеющих подвижных частей. Среди данных устройств можно выделить конструкцию, которая получила название «гидродиод», обеспечивающую различное гидравлическое сопротивление при течении жидкости в прямом и обратном направлении.

Гидродиоды достаточно давно известны. Обычно их разделяют по принципу работы на два класса: 1 - резисторные; 2 - дефлекторные.

Первые работают за счет деформации обратного потока, что влечёт за собой значительное увеличение гидравлического сопротивления. Вторые - за счет уменьшения обратного потока, обеспечиваемого путем отклонения струи, её турбулизации, или закрутки в проточной камере. Проведенный анализ позволил установить, что использование резисторных гидродиодов в насосах объемного действия предпочтительно, а среди них широкое распространение получил диафрагменный гидродиод, что и обусловило его исследование.

Использование гидродиодов в насосах объемного действия позволяет существенно упростить конструкцию насоса и повысить его надежность. Однако при этом происходит уменьшение объемного и гидравлического КПД, т.е. уменьшается производительность и увеличивается потребляемая мощность.

В связи с этим, задача повышения эффективности использования гидродиода в насосах объемного действия является важной и актуальной, на что и направлена настоящая работа.

Степень разработанности темы

В настоящее время разработаны методики расчета характеристик гидродиодов при стационарном течении в них жидкости. В связи с развитием моделей турбулентности и реализации их в виде пакетов прикладных программ, представляется целесообразным использовать основные существующие модели турбулентности при расчете течения жидкости в гидродиодах.

Необходимо отметить, что течение жидкости в насосе объемного действия через распределительное устройство имеет ярко выраженный нестационарный характер, что не позволяет в данном случае в полной мере использовать существующие рекомендации по расчету течения жидкости в гидродиоде.

В связи с этим, представляется целесообразным после определения наиболее подходящей модели турбулентности, на основе сравнения результатов, полученных экспериментальным и теоретическим путём, разработать математическую модель течения жидкости в гидродиоде, установленном в линии нагнетания прямозубого роторного насоса, с учетом нестационарного течения жидкости в гидродиоде.

Поэтому необходимо провести параметрический анализ влияния основных эксплуатационных и геометрических параметров насоса и гидродиода с целью повышения эффективности работы гидродиодов в составе насоса.

Цель исследования

Исследовать нестационарное течение жидкости в гидродиоде, установленном в линии нагнетания прямозубого роторного насоса, с целью повышения эффективности его использования в этом агрегате.

Задачи исследования

1. Провести анализ существующих принципов действия и конструкций гидродиодов с целью использования их в насосах объемного действия.

2. Провести анализ конструкций насосов объемного действия с целью определения наиболее эффективного использования в них гидродиодов и сформулировать основные принципы их применения.

3. Выбрать наиболее эффективную конструкцию насоса объемного действия для использования в нем диафрагменного гидродиода в линии нагнетания.

4. Разработать математическую модель течения жидкости в диафрагменном гидродиоде на основе применения существующих моделей турбулентности с целью определения наиболее точного описания течения жидкости в гидродиоде путем сравнения полученных результатов расчета с результатами экспериментальных исследований.

5. Разработать конструкцию диафрагменного гидродиода и стенд для исследования течения в нем жидкости, который позволяет проводить не только измерение диодности по расходу и перепаду давления, но также осуществлять визуализацию течения жидкости.

6. Провести экспериментальные исследования для анализа влияния основных геометрических параметров диафрагменного гидродиода (угла наклона пластин, количества пластин, расстояния между пластинами) на характер течения в нём жидкости и на его диодность.

7. Провести сравнительный анализ влияния основных эксплуатационных параметров на рабочие параметры прямозубого роторного насоса при использовании в линии нагнетания трубопровода и гидродиода.

8. Разработать математическую модель течения жидкости через диафрагменный гидродиод, установленный в линии нагнетания прямозубого роторного насоса и провести параметрический анализ влияния основных эксплуатационных параметров насоса и геометрических параметров

гидродиода с целью выдачи рекомендаций по эффективному применению последнего.

9. На основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований разработать новую высокоэффективную конструкцию гидродиода и получить на неё патент РФ.

10. Внедрить полученные результаты в процесс изучения, исследования и проектирования насосов объемного действия, а также в конструкции ПГЭМОД, использующие гидродиоды, установленные в линии нагнетания.

Научная новизна

1. На основе анализа рабочих процессов насосов объемного действия и принципа действия гидродиодов разработаны основные подходы к применению гидродиодов в насосах объемного действия и установлено, что конструкция прямозубого роторного насоса является одной из наиболее подходящих для использования гидродиода в линии нагнетания.

2. Разработана математическая модель течения вязкой жидкости в гидродиоде в стационарной постановке на основе применения основных существующих моделей турбулентности, выбраны граничные и начальные условия, проведен анализ сеточной устойчивости. Проведенный сравнительный анализ результатов, полученных расчетным путем с применением разработанной математической модели, с результатами экспериментов, позволил установить, что модель турбулентности к-ю показывает наилучшие результаты в определении диодности. Относительная погрешность в определении диодности при использовании к-ю модели турбулентности составляет менее 1%. Анализ результатов распределения скоростей в гидродиоде, полученных с применением разработанной математической модели, позволил установить особенности течения жидкости в прямом и обратном направлении и основные зоны вихревых течений и потерь напора.

3. На основе уравнений сохранения массы, энергии и движения при использовании модели турбулентности к-ю разработана математическая

модель течения жидкости через диафрагменный гидравлический диод, установленный в линии нагнетания прямозубого роторного насоса, проведен параметрический анализ влияния основных эксплуатационных параметров насоса и геометрических параметров гидродиода, и выданы рекомендации по его эффективному применению.

Практическая значимость

На основе анализа течения жидкости в гидродиодах, их конструкций и рабочих процессов насосов объемного действия, разработаны новые высокоэффективные конструкции гидродиодов для использования в машинах объемного действия, которые защищены патентами на изобретение РФ:

- Гидродиод / патент № 2760511 Российская Федерация. Гидродиод : заявл. 24.05.2021 / В. Е. Щерба, С.Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 10 с. : ил.

- Гидравлический или пневматический диод / патент № 2593919 Российская Федерация. Гидравлический или пневматический диод: заявл. 03.04.2015 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, Е. Ю. Носов, С.Ю. Кайгородов ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 12 с. : ил.

- Гидравлический и пневматический прямоточный диод / патент № 2598125 Российская Федерация. Гидравлический и пневматический прямоточный диод: заявл. 16.07.2015 / С.Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 9 с. : ил.

- Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды/ патент № 2718196 Российская Федерация. Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды: заявл. 08.10.2019 / С.Ю. Кайгородов ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 9 с. : ил.

2. На основе разработанной принципиальной схемы диафрагменного гидродиода создан экспериментальный образец и стенд для его исследования. Проведено экспериментальное исследование влияния основных геометрических параметров гидродиода (количества пластин, расстояния между пластинами, угла наклона пластин) на диодность и установлены их рациональные значения. Конструкция такого гидродиода защищена патентом РФ на изобретение № 2760511 «Гидродиод».

3. Проведена натурная визуализация течения жидкости внутри гидродиода и раскрыта физическая картина течения в нем жидкости.

4. Проведено исследование рабочих процессов существующего экспериментального образца прямозубого роторного насоса, в результате чего установлены отличия в протекании его рабочих процессов при работе с нагнетательным клапаном, трубопроводом и гидродиодом.

5. Полученные теоретические и экспериментальные результаты внедрены в следующих организациях: ООО «АРМАМАШ» и в ФГБУ «29 КТЦ» при проведении опытно-конструкторских и исследовательских работ, а также в учебный процесс при подготовке бакалавров по направлению 13.03.03 «Энергетическое машиностроение» и магистров по направлению 13.04.03 «Энергетическое машиностроение» при чтении курсов «Объемные гидромашины и гидропередачи», «Математическое моделирование рабочих процессов компрессоров объемного действия», «Математическое моделирование рабочих процессов насосов объемного действия».

Методы исследования

В работе используются методы: математического моделирования и анализа, механики жидкости, планирования эксперимента, оценки погрешностей и обработки результатов экспериментальных исследований.

Объекты исследования

Диафрагменный гидродиод и прямозубый роторный насос.

Предметом исследования являются: течение жидкости в гидродиоде диафрагменного типа при стационарных и нестационарных условиях, а также

рабочие процессы прямозубого роторного насоса с диафрагменным гидродиодом, установленным в линии нагнетания.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Новые высокоэффективные диафрагменные гидродиоды, защищенные патентами РФ на изобретение:

- Гидродиод / патент № 2760511 Российская Федерация. Гидродиод : заявл. 24.05.2021 / В. Е. Щерба, С.Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 10 с. : ил.

- Гидравлический или пневматический диод / патент № 2593919 Российская Федерация. Гидравлический или пневматический диод: заявл. 03.04.2015 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, Е. Ю. Носов, С.Ю. Кайгородов ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 12 с. : ил.

- Гидравлический и пневматический прямоточный диод / патент № 2598125 Российская Федерация. Гидравлический и пневматический прямоточный диод: заявл. 16.07.2015 / С.Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 9 с. : ил.

- Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды/ патент № 2718196 Российская Федерация. Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды: заявл. 08.10.2019 / С.Ю. Кайгородов ; заявитель ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». - 9 с. : ил.

2. Теоретические исследования, включающие:

- математическую модель течения жидкости в диафрагменном гидродиоде при стационарных условиях и использовании различных моделей турбулентности. Выбор модели турбулентности, наиболее адекватно описывающей течение жидкости в гидродиоде и его характеристики;

- математическую модель течения жидкости через диафрагменный гидравлический диод, установленный в линии нагнетания прямозубого роторного насоса на основе k-ю модели турбулентности;

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований диафрагменного гидродиода в стационарных и нестационарных условиях, характерных для работы в линии нагнетания прямозубого роторного насоса.

Достоверность результатов подтверждается использованием фундаментальных законов сохранения энергии, массы и количества движения, законов Ньютона и Гука и сравнением результатов экспериментальных и теоретических исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях: VI Всероссийской научной конференции для молодых ученых, студентов и школьников «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии»; II международной научно -практической конференции «Механика и машиностроение»; Всероссийской научно -практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы энергетики»; VII Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной науки: теория, технология, методология и практика», а также на семинарах кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, из них 5 - цитируемые в базах «Scopus» и «Web of Science».

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из оглавления, введения, четырех глав, основных выводов по работе, списка литературы из 171 наименования, одного приложения. Общий объем диссертации - 214 страниц, 99 рисунков, 20 таблиц.

Глава I. Анализ конструкций гидродиодов и насосов объемного действия, в которых они применяются

В современной технике, частью которой являются гидравлические системы, имеется устойчивая тенденция к совершенствованию конструкций на предмет улучшения массогабаритных характеристик с сохранением основных исполняемых функций.

При проектировании гидросистем часто возникает необходимость изменения направления потоков рабочей жидкости для осуществления изменения направления движения исполнительных механизмов различных машин, последовательность их включения и выключения, производить разгрузку насоса и гидросистем от давления, изменять расход рабочей жидкости и т.п. [1-20].

Для регулирования основных параметров гидропривода и гидроагрегатов используется гидравлическая аппаратура, которая в соответствии с выполняемыми функциями делится на аппаратуру для распределения и управления потоками рабочей жидкости, регулирования ее давления, расхода, и вспомогательную гидравлическую аппаратуру [6,10]. Для осуществления этих функций существует множество конструктивных решений, в том числе - гидравлические диоды (гидродиоды).

Гидродиоды появились в начале XX века [21,22] и в настоящее время имеют различное конструктивное воплощение. Их работа заключается в том, что благодаря форме каналов для прохода рабочей среды, последняя при течении через гидродиод в обратном направлении испытывает увеличенное сопротивление движению. Так возникает «диодность», под которой понимают отношение расходов, сопротивлений или перепадов давлений при течении рабочей среды в прямом и обратном направлении.

Гидравлическую аппаратуру по исполняемым функциям можно разделить на исполняющую функции распределения потоков рабочей

жидкости и регулирования параметров гидравлических агрегатов (давления и расхода).

Функции распределение и регулирование потоков рабочей жидкости могут выполняться направляющими гидрораспределителями [1-20 и др.], представляющими собой устройства, изменяющие направление движения жидкости, благодаря чему обеспечивается смена направления потоков, и нужная последовательность включения различных механизмов.

Основным устройством для регулирования давления рабочей жидкости является гидравлический клапан (гидроклапан) давления [1-20 и др.], работа которого основана на изменении проходного сечения за счёт изменения положения запорно-регулирующего элемента под воздействием потока жидкости (как непосредственно, так и опосредованно).

Основным элементом для регулирования расхода является дроссель [1-20 и др.], предназначенный для создания гидравлического сопротивления потоку за счёт изменения его проходного сечения, что дает возможность создания необходимого перепада давлений на тех или иных элементах гидросистемы и менять скорость потока.

В работах [22-60], рассматривается возможность замены гидравлических клапанов на гидравлические диоды, что обеспечивает высокую работоспособность и надежность, хотя и влечёт за собой некоторые ограничения в функциональности и характеристик систем.

1.1. Принципы действия гидродиодов и анализ их основных

конструкций

Одним из технических решений, способных выполнять функции распределения и регулирования давления и расхода жидкости, является гидравлический диод.

Под термином «гидравлический диод» или «гидродиод» понимается устройство, устанавливаемое на пути потока, и имеющее разное

гидравлическое сопротивление в прямом (меньшее) и в обратном (большее) направлении течения потока жидкости [22-23].

Гидродиоды конструктивно могут быть выполнены с подвижными и неподвижными рабочими элементами. Параметр, по которому оценивается работа гидродиода - диодность, которая представляет собой отношение обратного гидравлического сопротивления к прямому. В некоторых источниках информации под диодностью понимают отношение расходов или же отношение перепадов давлений при течении жидкости через гидродиод в прямом и обратном направлении [23,61].

Гидродиод обычно представляют, как сочетание обратного клапана любого типа с обводным каналом. В такой схеме при течении в прямом направлении жидкость проходит через открывающийся обратный клапан, имеющий незначительное сопротивление. При течении жидкости в обратном направлении обратный клапан закрывается, вследствие чего поток направляется в обводной канал, который может иметь нужное или допустимое для технологического процесса гидравлическое сопротивление [22].

Конструкции гидродиодов могут быть весьма разнообразны [21-23,62-77 и др.]. Например, - обратный клапан с поворачивающейся заслонкой также может быть снабжен отверстием в самой заслонке, и тем самым его уже можно рассматривать, как гидродиод. С точки зрения понятия «диодность», можно рассматривать любой обратный клапан как гидродиод, который в начале своей эксплуатации имеет бесконечно большую диодность. В связи с неизбежным износом уплотняющих поверхностей и потерей герметичности в закрытом положении, значение диодности становится конечным, и со временем уменьшается.

По принципу работы гидравлические диоды различают на резисторные (работают за счет деформации обратного потока, приводящей к значительному увеличению его гидравлического сопротивления),

и дефлекторные (уменьшение обратного потока организуется за счет отклонения струи, ее турбулизации, или закрутки в проточной камере).

Первый патент на струйный диод принадлежит Н. Тесла, опубликован в 1916 году, как «клапанный трубопровод» (рисунок 1.1.1, патент США № 1.329.559), и впервые описан в [21].

Обратное направление движения Прямое направление движения

Рисунок 1.1.1 - Гидродиод Тесла и действующие в нем потоки

жидкости

В конструкции такого гидродиода при прохождении жидкости в обратном направлении в результате разделения потока и последующего разворота одной из его частей и соударением с другой частью потока образуется высокое гидравлическое сопротивление. При течении рабочей жидкости в прямом направлении поток преимущественно не разделяется, что обусловлено углом и формой выхода из поворотного канала.

Наиболее вероятные для практического использования являются резисторные гидродиоды диафрагменного типа [22,77], так как они обладают относительно небольшими габаритными размерами и простотой изготовления.

В диафрагменном резисторном диоде (рисунок 1.1.2) в плоском или цилиндрическом канале располагаются тонкие пластины или диафрагмы, наклоненные в сторону прямого тока жидкости.

При протекании рабочей жидкости в прямом направлении поток практически не испытывает гидравлического сопротивления, а возникающее местное сопротивление определяется в основном площадью проходного сечения отверстия диафрагмы.

1

/

2

1

2

шжшшш;

ШШШШШ!

а

б

Рисунок 1.1.2 - Схема резисторного гидродиода диафрагменного типа, а - протекание прямого потока, б - протекание обратного потока: 1 - канал; 2 - набор фасонных диафрагм

При течении жидкости в обратном направлении поток делится, при этом часть жидкости закручивается в направлении противоположном движению потока и препятствует течению основного потока.

В результате образования «вихрей» при движении жидкости через гидродиод в обратном направлении, живое сечение гидродиода уменьшается. Данное явление приводит к увеличению гидравлического сопротивления. Таким образом, конструкция такого гидродиода является упрощенным вариантом конструкции диода, запатентованной Н. Тесла.

Вихревой диод был изобретен в 1929 году [22] и имеет цилиндрическую вихревую камеру 2 (рисунок 1.1.3), снабженную трубкой в центре 4 и тангенциальным входом (выходом) 1. В таком гидродиоде при течении жидкости в обратном направлении поток закручивается, в результате чего под действием центробежных сил жидкость стремиться к стенкам камеры, и в ее центре давление становится существенно ниже, чем давление жидкости на выходе, что лает возможность временно практически полностью остановить («запереть») обратный поток рабочей жидкости.

При движении жидкости через такой гидродиод в прямом направлении, его гидравлическое сопротивление ниже и обусловлено лишь местными сопротивлениями. Существуют и другие разновидности вихревых диодов (см., например, [66-70]).

3

4

2 1

5.

4

2 1

Рисунок 1.1.3 - Схема резисторного гидродиода с вихревой камерой, а -

обратный поток, б - прямой поток: 1 - тангенциальный вход (выход); 2 - вихревая камера; 3 - направление обратного потока; 4 - трубка; 5 - направление обратного потока

К разновидностям диафрагменных гидродиодов можно отнести сопловой и диффузорный диоды (рисунок 1.1.4, 1.1.5). Данные гидродиоды, как и диоды диафрагменного типа (рисунок 1.1.2), могут быть выполнены в виде набора цилиндрических вставок в трубопровод.

SSSSSSSS^SSSSSSSSS

Рисунок 1.1.4 -Схема соплового гидродиода при течении жидкости в прямом (а) и обратном (б)

направлении

а

б

Рисунок 1.1.5 - Схема диффузорного гидродиода при течении жидкости в прямом (а) и обратном (б) направлении

а

б

Резисторные струйные диоды достаточно широко применяются в системах пневмоавтоматики, их работа также основана на создании высокого сопротивления обратному течению потока рабочей среды за счет его деформации или закрутки. Подробный анализ их работы дан, например, в [22].

Характеристики струйных диодов с изогнутыми каналами (рисунок 1.1.6) по данным [22] выше характеристик диода Тесла и диафрагменных диодов.

а

б

Рисунок 1.1.6 - Схема струйного диода с изогнутыми каналами при прямом (а) и обратном (б) течении

Форма диода (рисунок 1.1.7), называемого «аэродинамическим клапаном» [22,62], соответствует трубе Вентури, которая в данной конструкции имеет отклоняющий выступ 3 вблизи узкого сечения 4 и тороидальный отражатель 1.

1 . _ 2 3 Прямой

поток

братный поток

Рисунок 1.1.7 -Аэродинамический клапан:

1 - тороидальный отражатель;

2 - острый край; 3 - отклоняющий выступ; 4 - узкое сечение

При течении жидкости в прямом направлении она поступает через кольцевую щель при минимальном сопротивлении со стороны тороидального отражателя 1. Восстановление потенциальной энергии потока происходит без существенных потерь в постепенно расширяющейся части трубки. При движении жидкости в обратном направлении она в зауженной части (при увеличенной скорости) встречает отклоняющий выступ, вследствие чего отрывается от стенки, сужается еще более и направляется на тороидальный отражатель 1, на котором меняет направление примерно на 270°. При этом происходит соударение потоков и потеря энергии. Острый край тороидального отражателя 2 позволяет дополнительно сжать поток примерно на 30%.

Рассмотренные гидродиоды для повышения обратного сопротивления используют эффекты соударения потоков, сужения - расширения, отклонения потоков.

Существуют также и лопастные, вихревые диоды, в которых для увеличения обратного сопротивления используют закрутку потока, которая создается специальными лопастями или за счет тангенциального входа потока в цилиндрическую камеру [22].

Лопастной диод (рисунок 1.1.8) имеет конструкцию в форме трубки, внутри которой соосно установлен цилиндр-обтекатель и лопасти в пространстве между цилиндром и внутренними стенками трубки.

«шшш

— |—[V

шшшш

Рисунок 1.1.8 - Лопастной струйный диод

При течении жидкости в прямом направлении, поток движется между рядами трубок и потери напора связаны в основном с образование вихрей за кромками лопаток. При течении жидкости в обратном направлении, поток закручивается, так как первые встреченные им лопатки имеют малый угол наклона, а в дальнейшем этот угол возрастает и достигает такой величины, что сходящий с лопаток поток направляется в сторону, противоположную направлению движения потока в пространствах между смежными рядами лопаток.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кайгородов Сергей Юрьевич, 2022 год

Список литературы

1. Элементы гидропривода : справ. / Е. И. Абрамов, К. А. Колесниченко, В. Т. Маслов. - 2-е изд., перераб. и доп . - Киев : Техшка, 1977. - 320 с.

2. Городецкий, К. И. Конструирование и расчет составных частей объемного гидропривода : учеб. пособие / К. И. Городецкий, Л. Н. Крумбольдт, Н. А. Щельцин ; Московский гос. техн. ун-т. - Москва : Изд-во МАМИ, 1994. - 139 с.

3. Галдин, Н. С. Основы гидравлики и гидропривода : учеб. пособие / Н. С. Галдин ; Сиб. автомобильно-дорожная акад. - Омск : Изд-во СибАДИ, 2006. - 145 с. - ISBN 5-93204-305-9.

4. Башта, Т. М. Гидравлические следящие приводы / Т. М. Башта. - Москва : Машгиз, 1960. - 282 с.

5. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы : справ. / В. К. Свешников. -3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1995. - 448 с. - ISBN 5217-02463-1.

6. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы : учеб. для машиностроительных вузов / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов [и др.]. - 2-е изд., перераб. - Москва : Машиностроение, 1982. - 422 с.

7. Гейер, В. Г. Гидравлика и гидропривод : учеб для вузов / В. Г. Гейер, В. С. Дулин, А. Н. Заря. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Недра, 1991. - 331 с. - ISBN 5-247-01007-8.

8. Лепешкин, А. В. Гидравлика и гидропневмопривод : учеб. Ч. 2. Гидравлические машины и гидропневмопривод / А. В. Лепешкин, А. А. Михайлин, А. А. Шейпак ; Московский гос. индустриальный ун-т. - Москва : Изд-во МГИУ, 2003. - 352 с. - 5-276-00480-3.

9. Схиртладзе, А. Г. Гидравлические и пневматические системы / А. Г. Схиртладзе, В. И. Иванов, В. Н. Кареев. - 2-е изд., доп. - Москва : Станкин : Янус-К, 2003. - 544 с. - ISBN 5803701351.

10. Кожевников, С. Н. Аппаратура гидро- пневмо- и электроавтоматики металлургических машин : учеб. пособие / С. Н. Кожевников. - Москва ; Киев : МАШГИЗ, 1961. - 550 с.

11. Башта, Т. М. Машиностроительная гидравлика : справ. пособие / Т. М. Башта. - Москва : Машиностроение, 1971. - 671 с.

12. Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика / А. Д. Альтшуль, П. Г. Киселев. - Москва : Стройиздат, 1975. - 327 с.

13. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. - Москва ; Ленинград : Госэнергоиздат, 1960. - 464 с.

14. Горшков, A. М. Насосы / A. М. Горшков. - Москва : Горэнергоиздат, 1947. - 188 с.

15. Орлов, Ю. М. Объемные гидравлические машины. Конструкция, проектирование, расчет / Ю. М. Орлов. - Москва : Машиностроение, 2006. -222 с. - ISBN 5-217-03335-5.

16. Френкель Н.З. Гидравлика / Н. З. Френкель. - Москва : Госэнергиздат, 1956. - 456 с.

17. Чугаев Р. Р. Гидравлика : учебник для вузов / Р. Р. Чугаев. - Ленинград : Энергоиздат, 1982. - 672 с.

18. Башта, Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем / Т. М. Башта. - Москва : Машиностроение, 1974. - 606 с.

19. Аникин, Ю. В. Насосы и насосные станции : учеб. пособие / Ю. В. Аникин, Н. С. Царев, Л. И. Ушакова. - Екатеринбург : Изд-во Уральского унта, 2018. - 136 с. - ISBN 978-5-7996-2378-4.

20. Орлов, Ю. М. Авиационные объемные гидромашины с золотниковым распределением / Ю. М. Орлов ; Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь : Изд-во ПГТУ, 1993. - 251 с.

21. Patent № 1329559 US, 1РС F15C 1100. Valvular Conduit : № 79,703 : аррНсайоп 21.02.2016 : publ. 03.02.1920 I Nicola Tesla.

22. Лебедев, И. В. Элементы струйной автоматики I И. В. Лебедев, С. Л. Трескунов, В. С. Яковенко. - Москва : Машиностроение, 1973. - 359 с.

23. Носов, Е. Ю. Повышение эффективности работы гидропневматических агрегатов с катящимся ротором : специальность 05.04.13 «Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты» : дис. ... канд. техн. наук / Е. Ю. Носов ; Ом. гос. техн. ун-т. - Омск, 2009. - 180 с.

24. Гидродиодное регулирование рабочей жидкости в грузоподъемных машинах военного назначения / И. В. Цветков, С. А. Перов, С. Ю. Кайгородов, О. В. Литвинов // Наука и военная безопасность. - 2020. - № 3 (22). - С. 84-87.

25. Носов, Е. И. Экспериментальное исследование характера стационарного потока жидкости через гидродиоды / Е. Ю. Носов, А. Г. Краморов // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2007. - № 3 (60). -С. 50-52.

26. Оверко, В. М. Повышение надежности водоотливных установок шахт в переходных режимах работы / В. М. Оверко, В. М. Овсянников // Науковi пращ ДонНТУ. Сер. Прничо-електромехашчна. - 2010. - Вып. 20 (176). - С 85-91.

27. Оверко, В. М. Влияние количества гидравлически диодов в напорном трубопроводе на эффективность защиты водоотливных установок от гидравлических ударов / В. М. Оверко, В. М. Овсянников // Науковi пращ ДонНТУ. Сер. Прничо-електромехашчна. - 2008. - Вып. 16 (142). - С. 210215.

28. Прямозубый роторный насос с гидродиодами / С. Ю. Кайгородов, Е. А. Павлюченко, Е. А. Лысенко, Е. Ю. Носов // Сборник научных трудов SWorld. - 2013. - Т. 13, № 4. - С. 57-61.

29. Patent № US4482346A US, 1РС A61M 5/00. Apparatus for infusing medication into the body : аррНсайоп 30.07.1982 : риЬ1. 13.11.1984 / R. H. Reinicke.

30. Patent № US8308452B2 US, 1РС F04B 7/03. Dual Chamber Valveless MEMS Micropump : аpp1ication 11.09.2006 : риЬ1. 13.11.2012 / F. Amirouche, Е. Zordan.

31. А Valve-Less Diffuser Micropump for Microfluidic Analytical Systems / Н. Andersson, Wouter van der Wijngaart, P. Nilsson [et al.] // Proceedings of the of

the ^TAS 2000 Symposium : conference, 14-18 May 2000. - Enschede, The Netherlands : Springer, 2000. - P. 95-98. // Sensors and Actuators. B-Chemical. -2001. - Vol. 72, no. 3. - P. 259-265.

32. Eladi, P. B. Design and Development of a Piezoelectrically Actuated Micropump for Drug Delivery Application / P. B. Eladi, D. Chatterjee, A. DasGupta // Micro and Smart Devices and Systems. Springer Tracts in Mechanical Engineering / K. Vinoy, G. Ananthasuresh, R. Pratap, S. Krupanidhi. - New Delhi : Springer, 2014. - P. 127-141.

33. Fan, B. Simulation of a Piezoelectrically Actuated Valveless Micropump / B. Fan, G. Song, F. Hussain // Smart Materials and Structures. - 2005. - Vol. 14, no. 2. - P. 400-405.

34. Three-Dimensional Electro-Fluid-Structural Interaction Simulation for Pumping Performance Evaluation of a Valveless Micropump / D. H. Ha, P. P. Van, N. S Goo, C. H. Han // Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences. - 2009. - Vol. 37, no. 8. - P. 744-750.

35. Kirshner, J. Design Theory of Fluidic Components / J. Kirshner. - New York : Academic Press, 2012. - 492 p.

36. MEMS-Based Micropumps in Drug Delivery and Biomedical Applications / A. Nisar, A. Nitin, M. Banchong, T. Adison // Sensors and Actuators. B: Chemical. -2008. - Vol. 130, no. 2. - P. 917-942.

37. Woias, P. Micropumps - past, progress and future prospects / P. Woias // Sensors and Actuators. B: Chemical. - 2005. - Vol. 105, no 1. - P. 28-38.

38. Patent № 4482346 US, IPC A61M 5/00. Apparatus for infusing medication into the body : application 30.07.1982 : publ. 13.11.1984 / R. H. Reinicke.

39. Stemme, E. A Valveless Diffuser/Nozzle-Based Fluid Pump / E. Stemme, G. Stemme // Sensors and Actuators. A: Physical. - 1993. - Vol. 39, no. 2. - P. 159167.

40. Tsui, Y. Modeling of Valveless Micropump / Y. Tsui, Sh. Wu // Numerical Heat Transfer, Part A: Applications // International Journal of Computation and Metodology. - 2009. - Vol. 56, no. 9. - P. 727-745.

41. Tesar, V. Little Known Principles of Fluidics Pumping / V. Tesar // Proceedings of the International Conference «Experimental Fluid Mechanics». -Liberec, Czech Republic, 2010. - P. 716.

42. Tesar, V. Pump for Extremely Dangerous Liquids / V. Tesar // Chemical Engineering Research and Design. - 2001. - Vol. 89, no. 7. - P. 940-956.

43. Tesar, V. Safe Pumping of Hazardous Liquids - A Survey of No-Moving-Part Pump Principles / V. Tesar // Chemical Engineering Journal. - 2011. - Vol. 168, no. 1. - P. 23-24.

44. Tesar, V. Valve-less Rectification Pumps / V. Tesar // Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. - New York : Springer, 2014. - P. 1-20.

45. Verma, P. Parametric characterization of piezoelectric valveless micropump / P. Verma, D. Chatterjee // Microsystem Technology. - 2011. - Vol. 17, no. 12. -P. 1727-1737 .

46. Zimmerman, W. B. J. Microfluidics: History, Theory and Applications / W. B. J. Zimmerman // Courses and Lectures. - Wien : Springer Science & Business Media, 2006. - Vol. 466. - P. 301.

47. Whitesides, G. M. The Origins and the Future of Microfluidics / G. M. Whitesides // Nature. - 2006. - Vol. 442 (7101). - P. 368-373.

48. CFD Simulations of Flows in Valveless Micropumps / Q. Yao, D. Xu, L. S. Pan [et al.] // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. - 2007. - Vol. 1, no. 3. - P. 181-188.

49. Discharge Characteristics of an Oil Feeder Pump Using Nozzle Type Fluidic Diodes for a Horizontal Com-pressor Depending on the Driving Speed / M. Takibayashi, H. Iwata, A. Sakazume, H. Hata // International Compressor Engineering Conference. - Purdue Univ Office Pubns, 1988. - P. 597.

50. NuVision Engineering Incorporation. - URL: http://www.nuvisioneng.com (date accessed: 15.08.2015).

51. Fallows, P. Applications of Power Fluidics Technology in Nuclear Plants / P. Fallows, M. Williams, P. Murray // Proceedings of waste Management Symposium (WM'05), February 27 - March 3. - Tuczon, 2005. - P. 1-12. - URL:

https://xcdsystem.com/wmsym/archives//pdfs/5186.pdf (date accessed: 16.08.2015).

52. Priestman, G. H. Development and Potential of Power Fluidics for Process Flow Control / G. H. Priestman, J. R. Tippetts // Chemical Engineering Research and Design. - 1984. - Vol. 62, no 2. - Р. 67-80.

53. Ranade, V. V. Industrial Wastewater Treatment, Recycling and Reuse / V. V. Ranade, V. M. Bhandari. - Oxford : Elsevier, 2014. - 576 p.

54. Spiridonov, E. K. Computational Model and Characteristics of a Double-Acting Valveless Piston Pump / Е. К. Spiridonov, D. F. Khabarova // Chemical and Petroleum Engineering. - 2016. - Vol. 52, no. 7-8. - Р. 539-546.

55. Spiridonov, E. K. The Operational Process and the Characteristics of Inertial Piston Pump with Fluidic Dioedes / Е. К. Spiridonov, D. F. Khabarova // Proceedings 3rd International Rotating Equipment Conference. Pump Users International Forum 2016. - Dusseldorf : VDMA, 2016. - Р. 439-450.

56. Спиридонов, Е. К. Гидродинамика и характеристики бесклапанного насоса с гидродиодами / Е. К. Спиридонов, Д. Ф. Хабарова // Наука ЮУрГУ : материалы 66-й науч. конф. Секции технических наук (Челябинск, 15-17 апр. 2014 г.) / Южно-Уральский гос. ун-т. - Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2014. - 1 DVD-ROM (46,3 Мб).

57. Спиридонов, Е. К. Расчетная модель и характеристики бесклапанного поршневого насоса одностороннего действия / Е. К. Спиридонов, Д. Ф. Хабарова // Вестник Южно-уральского государственного университета. Сер. Машиностроение. - 2014. - Т. 14, № 4. - С. 13-22.

58. Спиридонов, Е. К. Принципиальные схемы и характеристики бесклапанных насосов с вытеснителем возвратно-поступательного перемещения / Е. К. Спиридонов, Д. Ф. Хабарова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2016. - Т. 18, № 1-2. - С. 309313.

59. Спиридонов, Е. К. Расчетная модель и характеристики бесклапанного поршневого насоса двустороннего действия / Е. К. Спиридонов, Д. Ф.

Хабарова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2016. - № 8. - С. 20-24.

60. Хабарова, Д. Ф. Экстремальные характеристики и расчет бесклапанных поршневых насосов с гидравлическими диодами / Д. Ф. Хабарова, Е. К. Спиридонов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2018. - № 55. -С. 52-60.

61. Кайгородов, С. Ю. Влияние конструктивных параметров гидродиода на его диодность / С. Ю. Кайгородов // Вестник машиностроения. - 2018. - № 12. - С. 42-43.

62. Patent № 2727535 US, 1РС F02K 7/067. Aerodynamic check valve : аррНсайоп 17.01.1950 : publ. 20.12.1955 / E. T. Linderoth. - 3 р.

63. Patent № 4259988А US, 1РС F15C 1/16. Vortex diode check valve with flexible diaphragm : арр^а^п 17.09.1979 : publ. 07.04.1981 / Param I. Singh. -4 р.

64. Tanney, J. W. fluidicdevices / J. W. Tanney // Engngdigest. - 1966. - Vol. 10. - P. 60-64.

65. Patent № US4187874A US, 1РС F6K 15/0. Fluid diode : арр!^^ 01.11.1977 : р^к 12.02.1980 / J. Essebaggers.

66. Патент №UA 75770 Украша, МПК F1 6 L 55/04. Струменевий дюд / А.П.Кононенко, В.М. Оверко, М.В.Оверко, А.М.Гончаров (Украша). -заявлено 12.06.12; опубл. 10.12.12, Бюл. № 23

67. Патент № 199491 Российская Федерация, МПК F15C 1/16, G05D 7/01. Вихревой диод : № 2020112077 : заявл. 23.03.20 : опубл. 03.09.20 / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков, А. Н. Щербо [и др.].

68. Патент № 2740487 Российская Федерация, МПК F15C 1/16. Вихревой гидропневматический диод : № 2020118995 : заявл. 09.06.20 : опубл. 14.01.21 / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

69. Патент № 199636 Российская Федерация, МПК F15C 1/16. Вихревой диод повышенной диодности : № 2020115387 : заявл. 06.05.20 : опубл. 11.09.20 / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

70. Baker, P. J. A comparison of fluid diodes / P. J. Baker // Proceedings of the 2nd Cranfield Fluidics Conference. - Cambridge, England, 1967. - Р. 88-126.

71. Патент № 2598125 Российская Федерация, МПК G05D 7/01. Гидравлический и пневматический прямоточный диод : № 2015129270/11 : заявл. 16.07.15 : опубл. 20.09.16 / С. Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский, В. Е. Щерба ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

72. Патент № 2593919 Российская Федерация, МПК G05D 7/01. Гидравлический или пневматический диод : № 2015112264/28 : заявл. 03.04.15 : опубл. 10.08.16 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, Е. Ю. Носов, С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

73. Патент № 2718196 Российская Федерация, МПК G05D 7/01. Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды : № : 2019131679 : заявл. 08.10.2019 : опубл. 31.03.2020 / С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

74. Патент № 206313 U1 Российская Федерация, МПК G05D 7/01, F16K 21/02, F16K 15/00. Гидропневматический диод : № 2021116230 : заявл. 04.06.2021 : опубл. 06.09.2021. / С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

75. Patent № 20040031249 US, 1РС B01D 45/12. Fluid diode Vents for fluid systems : аpplication 15.07.2003 : publ. 19.02.2004 / John L. Broughtin. - 3 р.

76. Патент №UA 61576 Украша МКИ 15/00 Зворотний клапан / Оверко В.М., Овсянников В.П. Лямпорт О.С. заявл. - 17.11.2010; опубл. 25.07.2009, Бюл. №14.

77. Letham, D. L. Fluidic system design / D. L. Letham // Mashing design. - 1966. - Vol. 18. - P. 210-218.

78. Патент № 192060 Российская Федерация, МПК F28F 99/00. Система охлаждения теплонапряженных компонентов нагревающихся устройств : №

20199115640 : заявл. 22.05.19 : опубл. 03.09.19 / С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

79. Хiaomi introduces loop liquidcool technology. - URL: https://www.mi.com/global/discover/article?id=2571_(date accessed: 15.08.2015).

80. Патент № 2578776 Российская Федерация, МПК F04B 39/06. Способ работы машины объемного действия и устройство для его осуществления : № 2015112262/06 : заявл. 03.04.2015 : опубл. 27.03.2016 / В. Е. Щерба, А. П. Болштянский, Д. А. Кузеева, Е. Ю. Носов, С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

81. Патент № 2578748 Российская Федерация, МПК F04B 39/06. Поршневой компрессор с автономным жидкостным охлаждением : № 2015105837/06 : заявл. 19.02.2015 : опубл. 27.03.2016 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, С. Ю. Кайгородов, Д. А. Кузеева ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

82. Патент № 2592955 Российская Федерация, МПК F04B 19/06. Поршневая гибридная машина объемного действия : № 2015107366/06 : заявл. 03.03.2015 : опубл. 27.07.2016 / А. П. Болштянский [и др.].

83. Патент № 2683051 Российская Федерация, МПК F04B 19/06. Способ работы поршневого насос-компрессора и устройство для его осуществления : № 2018118098 : заявл. 16.05.2018 : опубл. 26.03.2019 / С. Ю. Кайгородов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

84. Патент № 2578744 Российская Федерация, МПК F04C 3/02, F04C 18/50. Ротационная гибридная машина объемного действия : № 2015107327/06 : заявл. 03.03.2015 : опубл. 27.03.2016 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, С. Ю. Кайгородов, А. В. Григорьев ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

85. Wada, T. Study on a Fluidic Pump with Vortex Diodes / Т. Wada, М. Tagaki, А. Shimizu // Fluid Control and Measurment. - Tokyo : Pergamon Press, 1986. -Р. 421-426.

86. Патент № 2578752 Российская Федерация, МПК F04C 3/02, F04C 18/50. Ротационная машина объемного действия : № 2014144934/06 : заявл. 06.11.2014 : опубл. 27.03.2016 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, А. В.

Григорьев, Д. А. Кузеева, Г. А. Нестеренко, Е. В. Носов ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

87. Патент № 113543 Российская Федерация, F04C 3/02, F04C 18/50. Машина объемного действия : № 2011109309/06 : заявл. 11.03.2011 : опубл. 20.02.2012 / А. П. Болштянский [и др.].

88. Патент № 2520744 Российская Федерация, МПК Б04С 3/02. Роторный насос объемного действия : № 2013122240/06 : заявл. 14.05.2013 : опубл. 27.06.2014 / А. П. Болштянский, В. Е. Щерба, Г. А. Нестеренко, Е. А. Павлюченко, Е. В. Носов, А. В. Григорьев ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т.

89. Григорьев, А. В. Моделирование и расчет рабочих процессов прямозубого насоса : специальность 05.04.13 «Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты» : дис. ... канд. техн. наук / А. В. Григорьев. - Омск, 2013. - 170 с.

90. Расчет процессов сжатия и расширения поршневого насоса с газовым демпфером / В. Е. Щерба, Г. А. Нестеренко, А. К. Кужбанов [и др.] // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2012. - № 2 (110). - С. 148-152.

91. Анализ деформационного, массообменного и теплового взаимодействий в процессе сжатия в насосах объемного действия / В. Е. Щерба, В. В. Шалай,

A. Ю. Кондюрин [и др.] // Вестник машиностроения. - 2018. - № 10. - С. 1620.

92. Термодинамические основы расчета процессов сжатия и расширения в насосе объемного действия / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, Е. А. Павлюченко [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2015. - № 3. - С. 2527.

93. Обобщенный термодинамичекий подход к расчету процессов всасывания и нагнетания в насосах и в компрессорах объемного действия / В. Е. Щерба,

B. В. Шалай, А. В. Григорьев [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2015. - № 6. - С. 26-29.

94. Щерба, В. Е. Сравнительный анализ методов расчета процесса нагнетания в насосе объемного действия / В. Е. Щерба // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2021. - № 11. - С. 33-38.

95. Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров объемного действия : учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры / В. Е. Щерба. - 2-е изд., доп. - М. : Издательство Юрайт, 2019. - 323 с.

96. Щерба, В. Е. Термодинамические основы рабочих процессов машин объемного действия, предназначенных для сжатия двухфазных двухкомпонентных рабочих тел / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, А. В. Занин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2019. - № 6. - С. 17-21.

97. Анализ процесса нагрева жидкости в процессе сжатия в рабочей полости компрессорной секции поршневой гибридной энергетической машины / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, А. В. Занин, А. С. Тегжанов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2019. - № 7. - С. 25-31.

98. Анализ деформационного, массообменного и теплового взаимодействия в процессе сжатия в насосах объемного действия / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, А. Ю. Кондюрин [и др.] // Вестник машиностроения. - 2018. - № 10. - С. 1620.

99. Щерба, В. Е. Обобщенный подход к расчету неравномерности подачи в насосах объемного действия / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, Е. А. Павлюченко // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2019. - № 5. - С. 31-35.

100. Тегжанов, А.-Х. С. Разработка и исследование бескрейцкопфной поршневой гибридной энергетической машины с интенсивным охлаждением компримируемого газа : специальность 05.04.13 «Гидравлические машины, гидропневмоагрегаты» : автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.-Х. С. Тегжанов ; Ом. гос. техн. ун-т. - Омск, 2019. - 25 с.

101. Баженов, А. М. Разработка и исследование поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида : специальность 05.04.13 «Гидравлические машины, гидропневмоагрегаты» :

автореф. дис. ... канд. техн. наук / А. М. Баженов ; Ом. гос. техн. ун-т. -Омск, 2019. - 23 с.

102. Designing High-Perfomance Micro-Pumps Based on No-Moving-Parts Valves / R. L. Bardell, N. R. Sharma, F. K. Foster, M. A. Afromowitz // ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. - Dallas, TX, USA, 1997. - Vol. 354. - Р. 47-54.

103. Holland, F. A. Fluid Flow for Chemical Engineers / F. A. Holland, R. Bragg. - 2nd ed. - London : Hodder Headline PLC, 1995. - 384 p.

104. Zobel, R. Experiments on a Hydraulic Reversing Elbow / R. Zobel // UKAEA Risley Translation. - 1939. - Vol. 8 (439). - Р. 1-47.

105. Anduze, M. Analysis and Testing of a Fluidic Vortex Microdiode / М. Anduze, S. Colin, R. Cean // Journal of Micromechanics and Microengineering. -2001. - Vol. 11, no. 2. - Р. 108-112.

106. Khabarova, D. F. Experimental Investigation of Fluidic Diodes / D. F. Khabarova, A. V. Podzerko, Е. К. Spiridonov // Procedia Engineering. - 2017. -Vol. 206. - Р. 93-98.

107. Kirshner, J. M. Design Theory of Fluidic Components / J. M. Kirshner, S. Katz. - London : Academic Press Inc., 2012. - 492 p.

108. Vortex Diode Analysis and Testing for Fluoride Salt-Colled High-Temperature Reactors / G. L. Yoder, Y. Elcassadgi, G. De Leon [et al.]. - UT-Buttelle, 2011. - 40 р.

109. Simulation Analysis of Flow Characteristics in the Vortex Diode with Double Tangential Tube / L. Zhang, Y. Dai, Y. Li [et al.] // Open Journal of Modelling and Simulation. - 2017. - Vol. 5. - Р. 174-181.

110. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021660969, Российская Федерация. Программа для определения оптимальных геометрических параметров вихревого гидродиода по коэффициенту сопротивления на расширение : № 2021660064 : заявл. 18.06.2021 : опубл. (зарег.) 05.07.2021 / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков, А. А. Шапошков, П. Д. Новиков, А. С. Тетенькин ; Ом. гос. техн. ун-т.

111. Кайгородов, С. Ю. Использование гидродиодов при гемотрансфузии / С. Ю. Кайгородов // Актуальные вопросы биомедицинской инженерии : сб. материалов VI Всерос. науч. конф. для молодых ученых, студентов и школьников (Саратов, 24 окт. - 12 дек. 2016 г.). - Саратов : Саратовский гос. техн. ун-т им. Гагарина Ю. А., 2017. - С. 100-102.

112. Анализ решений, направленных на увеличение степени диодности по расходу при работе струйных диодов / С. Ю. Кайгородов, А. А. Шапошков, Н. Е. Волков, С. В. Рыжаков // Механика и машиностроение. Наука и практика : материалы II Междунар. науч.-практ. конф. / Санкт-Петербургский филиал науч.-исслед. центра «МашиноСтроение». - Санкт-Петербург : СПб НИЦ МС, 2019. - № 2. - С. 51-53.

113. Цветков, И. В. Проблемы и пути повышения эффективности работы гидравлических систем / И. В. Цветков, С. Ю. Кайгородов // Еигав1а8е1епее : сб. ст. XXIX Междунар. науч.-практ. конф. 2020. - Москва : ООО «Актуальность.РФ», 2020. - Ч. 1. - С. 119-121.

114. Анализ рациональной работы и эффективности гидропневмодиодов / А. А. Шапошков, С. Ю. Кайгородов, А. А. Гуров, Л. А. Талипова // Актуальные вопросы энергетики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (Омск, 21 мая 2020 г.) / Ом. гос. техн. ун-т. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2020. - С. 23-26.

115. Гидродиодное регулирование рабочей жидкости в грузоподъемных машинах военного назначения / И. В. Цветков, С. А. Перов, С. Ю. Кайгородов, О. В. Литвинов // Наука и военная безопасность. - 2020. - № 3 (22). - С. 84-87.

116. Кайгородов, С. Ю. Методика расчета применения сопловых гидродиодов в конструкции двухтрубного гидравлического амортизатора / С. Ю. Кайгородов, А. А. Шапошков, И. В. Цветков // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. - 2020. - Т. 4, № 4. - С. 82-89.

117. Разработка и исследование вихревого гидродиода повышенной диодности для специальной техники военного назначения / И. В. Цветков, С. Ю. Кайгородов, Е. А. Павлюченко, А. К. Кужбанов // Вопросы оборонной техники. Сер. 16. Технические средства противодействия терроризму. - 2021. № 5-6 (155-156). - С. 131-142.

118. Кайгородов, С. Ю. Работа поршневого насоса с гидравлическим диодом на нагнетании / С. Ю. Кайгородов // Вестник машиностроения. -2021. - № 7. - С. 3-5.

119. Модернизация системы охлаждения компрессорной установки ВШВ-3/100 / В. С. Виниченко, Н. В. Кондратьев, С. Ю. Кайгородов, Т. А. Манаенкова // Актуальные вопросы энергетики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (Омск, 14-15 мая 2021 г.) / Ом. гос. техн. ун-т. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2021. - С. 66-71.

120. Кайгородов, С. Ю. Экспериментальное исследование характеристик вихревого диода повышенной диодности / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков // Вестник машиностроения. - 2021. - № 9. - С. 47-49.

121. Шапошков, А. А. Гидравлический амортизатор с гидродиодами / А. А. Шапошков, С. Ю. Кайгородов // Актуальные вопросы современной науки: теория, технология, методология и практика : сб. науч. ст. по материалам VII Междунар. науч.-практ. конф. (Уфа, 14 дек. 2021 г.). - Уфа : ООО «Науч.-изд. центр «Вестник науки», 2021. - С. 24-29.

122. Kaigorodov, S. Y. Influence of the design parameters of a hydraulic diode on its performance / S. Y. Kaigorodov // Russian Engineering Research. - 2019. -Vol. 39, no. 3. - Р. 220-221.

123. Kaigorodov, S. Y. Working-liquid flow through a rectangular resistive fluid diode / S. Y. Kaigorodov // Russian Engineering Research. - 2020. - Vol. 40, no. 6. - Р. 480-482.

124. Kaigorodov, S. Y. Influence of the cross section on the diodicity of a fluidic diode / S. Y. Kaigorodov // Russian Engineering Research. - 2021. - Vol. 41, no. 6. - Р. 482-483.

125. Kaigorodov, S. Y. Experimental study of characteristics of vortex diode / S. Y. Kaigorodov, а. А. Shaposhkov, I. V. Tsvetkov // Chemical and Petroleum Engineering. - 2021. - Vol. 57, no. 3-4. - Р. 227-230.

126. Kaigorodov, S. Y. Piston pump with a hydraulic diode in the injection system / S. Y. Kaigorodov // Russian Engineering Research. - 2021. - Vol. 41, no. 10. P. 877-879.

127. Патент № 2760722 Российская Федерация, МПК F04C 2/356, F04C 3/02. Прямозубый насос : № 2021108319 : заявл. 29.03.2021 : опубл. 29.11.2021 / В. Е. Щерба, А. П. Болштянский, С. Ю. Кайгородов ; Ом. гос. техн. ун-т.

128. Патент № 2761701 Российская Федерация, МПК F04C 2/356. Прямозубая машина объемного действия : № 2021108349 : заявл. 29.03.2021 : опубл. 13.12.2021 / В. Е. Щерба, А. П. Болштянский, С. Ю. Кайгородов ; Ом. гос. техн. ун-т.

129. Патент № 2761704 Российская Федерация, МПК F04C 2/344. Роторная машина объемного действия : № 2021108306 : заявл. 29.03.2021 : опубл. 13.12.2021 / В. Е. Щерба, А. П. Болштянский, С. Ю. Кайгородов ; Ом. гос. техн. ун-т.

130. Кайгородов, С. Ю. Исследование влияния формы поперечного сечения гидродиода на его диодность / С. Ю. Кайгородов. - DOI: 10.36652/0042-46332020-4-56-58 // Вестник машиностроения. - 2021. - № 4. - С. 56-58.

131. Патент № 2760511 Российская Федерация, МПК G05D 7/01. Гидродиод : № 2021114581 : заявл. 24.05.2021 : опубл. 25.11.2021 / В. Е. Щерба, С. Ю. Кайгородов, А. П. Болштянский ; Ом. гос. техн. ун-т.

132. Математическое моделирование рабочих процессов поршневого насоскомпрессора / В. Е. Щерба, А. В. Григорьев, В. С. Виниченко, Д. А. Ульянов // Вакуумная наука и техника : материалы XVII науч. -техн. конф. -Москва : Изд-во МИЭМ, 2010. - С. 117-122.

133. Гликман, Б. Ф. Математические модели пневмогидравлических систем / Б. Ф. Гликман. - Москва : Наука, 1986. - 366 с.

134. Основы работы в ANSYS 17 / Н. Н. Федорова, С. А. Вальгер, М. Н. Данилов, Ю. В. Захарова. - Москва : ДМК Пресс, 2017. - 209 с. - SBN 978-597060-425-0.

135. Зиганшин, А. М. Вычислительная гидродинамика. Постановка и решение задач в процессоре Fluent : метод. пособие для учеб. и науч. работы студентов направления 270800 «Строительство» (квалификация «бакалавр» и «магистр») и аспирантов специальности 05.23.03 / А. М. Зиганшин. - Казань : Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2013. - 79 с. - ISBN 978-5-78290400-5.

136. Денисов, М. А. Компьютерное проектирование. ANSYS : учеб. пособие / М. А. Денисов. - Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. - 77 с. - ISBN 978-5-7996-1126-2.

137. Menter, F. R. Two-equation Eddy-viscosity turbulence models for engineering applications / F. R. Menter // AIAA Journal. - 1994. - Vol. 32, no. 8. - Р. 269-289.

138. Menter, F. R. Review of the shear-stress transport turbulence model experience from an industrial perspective / F. R. Menter // International Journal of Computational Fluid Dynamics. - 2009. - Vol. 23. - Р. 305-316.

139. Снегирев, А. Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений : учеб. пособие / А. Ю. Снегирев. - Санкт-Петербург : Изд-во Политехн. ун-та, 2008. - 142 с. -ISBN 978-5-7422-2317-7.

140. Арбузов, М. А. Механика жидкости и газа. Расчет вязкого течения в типовых элементах гидромашин : учеб. пособие / М. А. Арбузов, А. А. Жарковский. - Санкт-Петербург : Изд-во Политехн. ун-та, 2016. - 80 с. -ISBN 978-5-7422-5360-0.

141. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. -Москва : Наука, 1987. - 840 с. - ISBN 5-7107-6327-6.

142. Емцев, Б. Т. Техническая гидродинамика / Б. Т. Емцев. - Москва : Машиностроение, 1987. - 440 с.

143. Липанов, А. М. Численный эксперимент в классической гидромеханике турбулентных потоков / А. М. Липанов, Ю. Ф Кисаров, И. Г. Ключников ; Рос. акад. наук. Урал. отд-ние. Ин-т прикладной механики. - Екатеринбург : Изд-во УрО РАН, 2001. - 161 с. - ISBN 5-7691-1140-2.

144. Механика жидкости и газа. Спецглавы : учеб. пособие / В. Е. Щерба, В. В. Шалай, Е. А. Павлюченко, Е. Ю. Носов ; Ом. гос. техн. ун-т. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2020. - 90 с. - ISBN 978-5-8149-2989-1.

145. Фрик, П. Г. Турбулентность: модели и подходы / П. Г. Фрик. - Пермь : Изд-во Перм. гос. техн. ун-т, 1998. - Ч. 1. - 108 с.

146. Белов, И. А. Моделирование турбулентных течений : учеб. пособие / И. А. Белов, С. А. Исаев ; Балт. гос. техн. ун-т. - Санкт-Петербург : Изд-во БГТУ, 2001. - 108 с.

147. Мазо, А. Б. Моделирование турбулентных течений несжимаемой жидкости : учеб. пособие / А. Б. Мазо. - Казань : Изд-во КГУ, 2007. - 106 с.

148. Макаров, А. А. Инженерные и теоретические задачи применения лабиринтных уплотнений в высокоскоростных роторных машинах / А. А. Макаров, Н. Н. Зайцев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2015. - № 42. - С. 61-81.

149. Клаузер, Ф. Турбулентный пограничный слой / Ф. Клаузер // Проблемы механики. - Москва : Изд-во иност. лит, 1959. - Вып. 2. - C. 297-340.

150. Кайгородов, С. Ю. Экспериментальное исследование характеристик вихревого гидропневматического диода / С. Ю. Кайгородов, И. В. Цветков // Вестник машиностроения. - 2021. - № 12. - С. 3-6.

151. Кайгородов, С. Ю. Стенд для исследования проточных элементов машин объемного действия / С. Ю. Кайгородов, О. И. Пилюгин, А. О. Гаврилов. - International Scientific Review. - 2015. - № 4 (5). - C. 23-31.

152. Кайгородов, С. Ю. Экспериментальное подтверждение возможности применения гидравлического диода в линии нагнетания прямозубого

роторного насоса / С. Ю. Кайгородов. - DOI: 10.36652/0042-4633-2020-4-5658 // Вестник машиностроения. - 2020. - № 4. - С. 56-58.

153. Фарзане, Н. Г. Технологические измерения и приборы : учеб. / Н. Г. Фарзане, Л. В. Илясов, А. Ю. Азим-Заде. - Москва : Высшая школа, 1989. -456 с. - ISBN 5-06-000099-0.

154. Измерение электрических и неэлектрических величин : учеб. пособие / Н. Н. Евтихеев, Я. А. Купершмидт, В. Ф. Папуловский, В. Н. Скугоров. -Москва : Энергоатомиздат, 1990. - 350 с. - ISBN 5-283-00624-7.

155. Дайчик, М. Л. Методы и средства натурной тензометрии : справ. / М. Л. Дайчик, Н. И. Пригоровский, Г. Х. Хуршудов. - Москва : Машиностроение, 1989. - 240 с. - ISBN 5-217-00392-8.

156. Глаговский, Б. А. Электротензометры сопротивления / Б. А. Глаговский, И. Д. Пивен. - Ленинград : Энергия, 1972. - 56 с.

157. Клокова, Н. П. Терморезисторы. Теория, методики расчета, разработки / Н. П. Клокова. - Москва : Машиностроение, 1990. - 224 с.

158. Келим, Ю. М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики / Ю. М. Келим. - Москва : Высшая школа, 1991. - 304 с. - ISBN 5-06-002035-5.

159. Розенблит, Г. Б. Датчики с проволочными преобразователями / Г. Б. Розенблит, П. И. Виленский, Я. И Горелик. - Москва : Машиностроение, 1989. - 240 с.

160. Котур, В. И. Электрические измерения и электрические приборы / В. И. Котур, М. А. Скомская, Н. Н. Храмова. - Москва : Энергоатомиздат, 1986. -400 с.

161. Белозеров, А. Ф. Оптические методы визуализации газовых потоков / А. Ф. Белозеров. - Казань : Изд.-во КГТУ, 2007. - 747 с.

162. Принципы построения и функциональное содержание системы визуализации для анализа скалярных и векторных полей, заданных на двумерных регулярных сетках : препринт / Д. В. Могиленских, И. В. Павлов,

В. В. Федоров [и др.]. - Снежинск : Изд-во РФЯЦ - ВНИИТФ, 2000. - № 172. - 26 с.

163. Могиленских, Д. В. Методы трехмерного графического представления двумерных данных результатов решения задач математической физики / Д.

B. Могиленских, И. В. Павлов, Е. И. Сапожникова // Забабахинские научные чтения : тр. V Междунар. конф., 21-25 сент. 1998 г. - Снежинск : Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. - Ч. 1. - С. 136-137.

164. Бондарев, А. Е. Функции визуализации в вычислительной аэрогазодинамике / А. Е. Бондарев, Е. Н. Бондарев // Полет. - 2000. - № 10. -

C. 53-60.

165. Гудзовский, А. В. Визуализация свободно-конвективных течений жидкости в полости / А. В. Гудзовский, С. В. Клименко // Труды международной конференции по компьютерной графике «ГРАФИКОН» / Московский гос. ун-т. - Москва : Изд-во МГУ, 1998. - С. 31-38.

166. Бондарев, А. Е. О трассировке вихревых структур / А. Е. Бондарев, Е. Н. Бондарев // Научная визуализация в прикладных задачах : сб. науч. тр. / Московский гос. ун-т. - Москва : Изд-во МГУ, 2003. - С. 4-13.

167. Кайгородов, С. Ю. Визуализация течения рабочей жидкости через резистивный гидродиод прямоугольного сечения / С. Ю. Кайгородов // Вестник машиностроения. - 2020. - № 3. - С. 65-66.

168. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента / Х. Шенк ; пер. с англ. Е. Г. Коваленко ; под ред. Н. П. Бусленко. - Москва : Мир, 1972. -382 с.

169. Косарев, Е. Л. Методы обработки экспериментальных данных : учеб. пособие / Е. Л. Косарев ; Моск. физико-техн. ин-т. - Москва : Изд-во МФТИ, 2003. - 256 с. - ISBN 5-7417-0216-3.

170. Бояршинова, А. К. Теория инженерного эксперимента : текст лекций / А. К. Бояршинова, А. С. Фишер ; Южно-Уральский гос. ун-т. - Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2006. - 84 с.

171. Мухачев, В. А. Планирование и обработка результатов эксперимента : учеб. пособие / В. А. Мухачев. - Томск : Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2007. - 118 с.

Приложение

Таблица 1

Влияние количества и расстояния между пластинами одиночных

диодов на диодность гидродиода

Кол-во пластин с каждой стороны, К, шт. Расстояние между местами крепления пластин О, мм А р, Па Расход в прямом направлении, л/с Расход в обратном направлении, л/с Диодность по расходу, Дб

20 10 20000 0,177 0,136 1,300

20 10 40000 0,223 0,173 1,290

19 10 20000 0,172 0,133 1,290

19 10 40000 0,210 0,162 1,300

18 10 20000 0,160 0,124 1,290

18 10 40000 0,200 0,156 1,280

17 10 20000 0,170 0,132 1,290

17 10 40000 0,220 0,171 1,290

16 10 20000 0,150 0,116 1,290

16 10 40000 0,200 0,154 1,300

15 10 20000 0,120 0,094 1,280

15 10 40000 0,240 0,185 1,300

14 10 20000 0,160 0,125 1,280

14 10 40000 0,230 0,178 1,290

13 10 20000 0,140 0,108 1,300

13 10 40000 0,200 0,156 1,280

12 10 20000 0,150 0,117 1,280

12 10 40000 0,200 0,155 1,290

11 10 20000 0,160 0,123 1,300

11 10 40000 0,210 0,163 1,290

10 10 20000 0,180 0,141 1,280

10 10 40000 0,213 0,165 1,290

9 10 20000 0,175 0,137 1,280

9 10 40000 0,220 0,169 1,300

8 10 20000 0,129 0,100 1,290

8 10 40000 0,227 0,177 1,280

7 10 20000 0,152 0,120 1,270

7 10 40000 0,225 0,177 1,270

6 10 20000 0,128 0,103 1,240

6 10 40000 0,260 0,211 1,230

5 10 20000 0,120 0,099 1,210

5 10 40000 0,210 0,172 1,220

4 10 20000 0,170 0,142 1,200

4 10 40000 0,257 0,220 1,170

3 10 20000 0,165 0,150 1,110

3 10 40000 0,270 0,240 1,120

2 10 20000 0,152 0,140 1,100

2 10 40000 0,219 0,200 1,110

1 10 20000 0,160 0,157 1,020

1 10 40000 0,211 0,207 1,020

10 21 20000 0,110 0,090 1,220

10 21 40000 0,190 0,153 1,240

9 21 20000 0,130 0,105 1,240

9 21 40000 0,200 0,163 1,230

8 21 20000 0,170 0,139 1,220

8 21 40000 0,230 0,187 1,230

l 21 20000 0,128 0,105 1,220

l 21 40000 0,241 0,198 1,220

6 21 20000 0,125 0,104 1,200

6 21 40000 0,223 0,187 1,190

5 21 20000 0,119 0,101 1,180

5 21 40000 0,200 0,168 1,190

4 21 20000 0,160 0,145 1,100

4 21 40000 0,212 0,194 1,090

3 21 20000 0,177 0,169 1,050

3 21 40000 0,200 0,192 1,040

2 21 20000 0,180 0,170 1,070

2 21 40000 0,215 0,200 1,080

l 33 20000 0,190 0,168 1,130

l 33 40000 0,217 0,192 1,130

6 33 20000 0,180 0,162 1,110

6 33 40000 0,213 0,190 1,120

5 33 20000 0,175 0,159 1,100

5 33 40000 0,220 0,200 1,100

4 33 20000 0,129 0,122 1,060

4 33 40000 0,227 0,212 1,070

3 33 20000 0,152 0,146 1,040

3 33 40000 0,225 0,216 1,040

2 33 20000 0,128 0,125 1,020

2 33 40000 0,260 0,255 1,020

5 45 20000 0,120 0,112 1,070

5 45 40000 0,210 0,194 1,080

4 45 20000 0,170 0,163 1,040

4 45 40000 0,257 0,245 1,050

3 45 20000 0,165 0,160 1,030

3 45 40000 0,270 0,262 1,030

2 45 20000 0,181 0,177 1,020

2 45 40000 0,210 0,206 1,020

4 57 20000 0,175 0,170 1,030

4 57 40000 0,223 0,217 1,030

3 5l 20000 0,120 0,118 1,020

3 57 40000 0,227 0,223 1,020

2 57 20000 0,152 0,149 1,020

2 57 40000 0,220 0,216 1,020

3 69 20000 0,128 0,125 1,020

3 69 40000 0,260 0,255 1,020

2 69 20000 0,120 0,119 1,020

2 69 40000 0,210 0,206 1,020

2 80 20000 0,170 0,167 1,020

2 80 40000 0,257 0,252 1,020

2 93 20000 0,160 0,157 1,020

2 93 40000 0,270 0,265 1,020

2 105 20000 0,180 0,178 1,010

2 105 40000 0,210 0,206 1,020

2 117 20000 0,175 0,172 1,020

2 117 40000 0,200 0,196 1,020

2 128 20000 0,182 0,180 1,010

2 128 40000 0,215 0,211 1,020

2 140 20000 0,172 0,169 1,020

2 140 40000 0,221 0,217 1,020

2 152 20000 0,128 0,127 1,010

2 152 40000 0,226 0,222 1,020

2 164 20000 0,151 0,150 1,010

2 164 40000 0,224 0,220 1,020

УТВЕРЖДАЮ Директор ООО «АРМАМАШ» к.т.н., доцент Парадеев В.Д.

Комиссия в составе:

Председатель: Главный инженер Шипенок Александр Иванович

Члены комиссии: Начальник производства Линник Василий Григорьевич

Главный конструктор Вохмин Григорий Анатольевич

составили настоящий акт о том, что результаты научной работы выполненной старшим преподавателем кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» Омского государственного технического университета Кайгородовым Сергеем Юрьевичем использованы в практической деятельности ООО «АРМАМАШ», являющегося партнером ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет», при разработке бесклапанных энергетических машин в виде:

1. Конструкций гидравлических диодов, подтверждённые рядом патентов на полезные модели и изобретения.

2. Математических моделей при проектировании диафрагменного гидравлического диода и инерционного клапана в составе прямозубого роторного насоса.

3. Экспериментальных исследований работы гидравлического диода в составе поршневого и роторного прямозубого насоса.

Использование указанных результатов позволяет оптимизировать конструкцию на стадии проектирования и повысить качество изготовления продукции ООО «АРМАМАШ».

Научная работа имеет практическую ценность и реализована в ООО

Шипенок А.И. Линник В.Г. Вохмин Г.А.

АКТ

реализации результатов исследования на тему: «Улучшение качественных характеристик гидравлических систем и агрегатов военного назначения»

Комиссия в составе:

Председателя: главного конструктора Дейкуна A.B.

должность, фамилия и инициалы

Членов: начальника конструкторского отдела капитана Новикова П.Д.

должность, фамилия и инициалы

начальника технологического отдела капитана Тетенькина A.C.

должность, фамилия и инициалы

рассмотрела представленные результаты исследования, выполненного старшим преподавателем кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» Омского государственного технического университета Кайгородовым Сергеем Юрьевичем и РЕШИЛА:

1. Технические решения «Вихревые диоды» (Патенты РФ №199491 от 03.09.2020 г., №199636 от 11.09.2020 г.), «Гидравлический или пневматический диод» (Патенты РФ №2593919 от 10.08.16 г.), «Гидравлический и пневматический прямоточный диод» (Патенты РФ №2598125 от 20.09.16 г.), «Способ работы поршневого насос-компрессора и устройство для его осуществления» (Патенты РФ №2683051 от 26.03.19 г.), «Система охлаждения теплонапряженных компонентов нагревающихся устройств» (Патенты РФ №192060 от 03.09.19 г.), «Гидропневматический диод с закольцованным движением рабочей среды» (Патенты РФ №2718196 от 31.03.20 г.) научно обоснованы и предназначены для установки в гидравлическую систему объектов агрегатов и узлов, с целью сокращения времени затухания пиковых (критических) значений параметров в зоне переходных процессов системы.

2. Полученные результаты научного исследования имеют научную и практическую ценность, повышают эффективность применения, надежность системы, эксплуатационный ресурс и качественные показатели работы гидравлической системы и могут быть реализованы ФГБУ «29 КТЦ» Минобороны России при подготовке проектов технических заданий на разработку ремонтной документации серийных образцов БТВТ, а так же в

«УТВЕРЖДАЮ»

ектор по

ательной деятельности государственного кого университета

АХ". Полынский

АКТ

использования в учебном процессе материалов диссертационной работы старшего преподавателя кафедры «Еидромеханика и транспортные машины» Омского государственного технического университета Кайгородова Сергея Юрьевича

Результаты, полученные в кандидатской диссертации старшего преподавателя С.Ю. Кайгородова:

- разработаны новые высокоэффективные конструкции гидродиодов для использования в машинах объемного действия, которые защищены патентами на изобретение РФ;

разработан экспериментальный образец гидродиода и экспериментальный стенд для его исследования. Проведено экспериментальное исследование влияния основных геометрических параметров (количества пластин, расстояния между пластинами, угла наклона пластин) на диодность устройства и установлены рациональные их значения. Конструкция такого гидродиода защищена патентом на изобретение № 2760511 «Гидродиод»;

- разработана математическая модель рабочих процессов ПТЭМОД;

- проведена натурная визуализация течения жидкости внутри гидродиода и раскрыта физическая картина течения в нем жидкости;

- проведена натурная визуализация течения жидкости внутри гидродиода и раскрыта физическая картина течения в нем жидкости;

- проведено исследование рабочих процессов существующего экспериментального образца прямозубого роторного насоса с нагнетательным клапаном и гидродиодом в линии нагнетания, в результате чего установлены отличия в протекании рабочих процессов прямозубого роторного насоса при работе его с гидродиодом и с нагнетательным клапаном.

Результаты используются в лекционных курсах и практических занятиях ниже перечисленных дисциплин, для подготовки бакалавров, по направлению 13.03.03 «Энергетическое машиностроение»:

• «Объёмные гидромашины и гидропередачи» раздел «Роторные гидромашины»;

• «Механика жидкости и газа» раздел «ламинарное и турбулентное течение жидкости»;

• «Конструкции гибридных энергетических машин»;

• «Математические и компьютерное моделирование» раздел «Современные инструментальные средства и технологии компьютерного моделирования» для подготовки магистров, по направлению 13.04.03 «Энергетическое машиностроение»;

• «Математическое моделирование рабочих процессов компрессоров объемного действия» раздел «Способы схематизации рабочих процессов».

Заведующий кафедрой У"

«Гидромеханика и транспортные машины», УтГ

д.т.н. профессор [/ _ В.Е. Щерба