Выбор конструктивных параметров струйно-реактивной ступени малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины с учетом динамики рабочих процессов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат наук Крайнов, Артем Александрович

• Крайнов, Артем Александрович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Крайнов, Артем Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования

1.1 Области применения воздушных малоразмерных турбин

1.2 Состояние вопроса исследования малоразмерных турбин 17 1.3. Рабочие процессы струйно-реактивных турбин. 24 1.4 Постановка задач исследования 30 ГЛАВА 2. Теоретические исследования динамики рабочих процессов малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины

2.1 Описание кинематической схемы привода

2.2 Элементы проточной части малоразмерного турбинного привода

2.2.1 Струйно-реактивная ступень давления

2.2.2 Центростремительная ступень скорости

2.2.3 Характеристики центробежно-центростремительной пневматической малоразмерной турбины со струйно-реактивной ступенью давления и

центростремительной ступенью скорости

2.2.4 Выводы к подразделу

2.3 Выбор направления совершенствования двухступенчатого малоразмерного турбинного привода

2.3.1 Определение степеней влияния элементов проточной части двухступенчатой СРТ-ЦС малоразмерной турбины на ее характеристики

2.3.2 Оценка влияния СРТ на характеристики пневматического СРТ-ЦС привода

2.3.3 Оценка влияния ПНА на характеристики пневматического СРТ-ЦС привода

2.3.4 Влияние рабочего колеса на характеристики СРТ-ЦС малоразмерной

турбины

2.3.5 Сравнение влияния элементов проточной части СРТ-ЦС малоразмерной турбины на ее характеристики

2.3.6 Выводы и рекомендации. 75 ГЛАВА 3 Проведение экспериментальных исследований с целью совершенствования струйно-реактивной ступени малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины

3.1 Использование метода теории планирования эксперимента для экспериментального

совершенствования турбинной ступени

3.2 Реализация эксперимента по совершенствованию СА численным методом с помощью программного комплекса АКБУБ СБХ

3.2.1 Методика численного анализа истечения вязкого газа через модельный ряд сопел в программном комплексе ANSYS

3.2.2 Оценка и критерии эффективности сопла при численном моделировании

3.2.3 Результаты численного моделирования

3.2.3.1 Результаты численного расчета течения газа через сопловой канал с геометрическими параметрами базовой точки

3.2.3.2 Результаты численного расчета течения газа через сопловой канал с геометрическими параметрами первой точки

3.2.3.3 Результаты численного расчета течения газа через сопловой канал с геометрическими параметрами второй точки

3.2.3.4 Результаты численного расчета течения газа через сопловой канал с геометрическими параметрами третьей точки

3.2.3.5 Результаты численного расчета течения газа через сопловой канал с геометрическими параметрами четвертой точки

3.2.4 Выводы к поразделу

3.3 Натурные испытания с целью проверки адекватности численного расчета рабочих процессов в сопловом аппарате СРТ

3.3.1 Описание опытной установки и методики проведения эксперимента

3.3.2 Результаты

3.3.3 Выводы к подразделу

3.4 Эксперимент по совершенствованию СРТ+ЦС малоразмерной турбины

3.4.1 Описание опытной установки и методики проведения эксперимента

3.4.2 Результаты первой серии экспериментов

3.4.3 Результаты второй серии экспериментов

3.4.4 Выводы к подразделу. 115 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 117 ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ГРС - газораспределительная станция.

ДВГРУ - Дальневосточный государственный рыбохозяйственный университет

ДВС - двигатель внутреннего сгорания.

ДВФУ - Дальневосточный федеральный университет

ИПМ РАН - Институт проблем машиностроения Российской академии наук.

КНИТУ-КАИ - Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева (Казанский авиационный институт).КПД -коэффициент полезного действия.

НГТУ - Нижегородский государственный технический университет ПНА - промежуточный направляющий аппарат. РК - рабочее колесо.

РПШМ - ручная пневматическая шлифовальная машина. СА - Сопловой аппарат

СГАУ - Самарский государственный аэрокосмический университет (в н.в. Самарский национальный исследовательский университет им. ак. С.П. Королева).

СГУ - Сумской государственный университет

СК - Сегнерово колесо

СПбГПУ - Санкт Петербургский государственный политехнический университет СРТ - струйно-реактивную ступень ЦС - ценстростремительная ступень ЧПУ - числовое программное управление

CFD - Computational Fluid Dynamics (вычислительный программный комплекс для гидродинамических расчетов).

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

С - абсолютная скорость. Б - площадь проходного сечения.

Б/Я - геометрическая степень расширения сверхзвуковой части СА.

Н - теплоперепад.

1 - энтальпия.

М - число Маха.

Р - абсолютное давление.

Я - газовая постоянная.

Яе - число Рейнольдса.

Т - абсолютная температура.

и - окружная скорость.

Урез - скорость резания.

W - относительная скорость.

а - угол между вектором скорости С и касательной к РК в точке выхода потока. у - геометрический угол раскрытия сверхзвуковой части СА. 5 - угол между вектором скорости W и касательной к РК в точке выхода потока. 8 - степень парциальности. 0 - угол между векторами скорости С и И. П - коэффициент полезного действия. п - степень повышения давления. р - степень реактивности. ф - скоростной коэффициент.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выбор конструктивных параметров струйно-реактивной ступени малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины с учетом динамики рабочих процессов»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в технике широкое применение получил малоразмерный турбинный привод. В сравнении с электрическим, турбинный привод более эргономичен, обладает большим ресурсом. Отсутствие электрических компонентов полностью исключает искрообразование и риск поражения электрическим током, обеспечивая при этом высокую пожарную безопасность. Турбинный привод сохраняет свою работоспособность в широком диапазоне температур, при повышенной влажности, в загрязненных и запыленных пространствах. Указанные достоинства турбинного привода определяют области его применения, например, следующие:

• в качестве привода генераторных установок для электроснабжения газораспределительных станций в системах транспортирования природного газа;

• в качестве приводов различных агрегатов в составе летательных аппаратов: системах открытия аварийных, в турбодетандерах и в системах жизнеобеспечения;

• в устройствах редуцирования природного газа, что дает возможность наиболее эффективного использования потенциальной энергии сжатого природного газа с получением механической работы;

• в качестве приводов шаровых кранов магистральных газопроводов, где рабочим телом является транспортируемый неподготовленный природный газ;

• в качестве привода ручного пневматического шлифовального инструмента, предназначенного для выполнения технологических операций в судостроении, авиационной промышленности и других отраслях машиностроения.

Настоящая работа посвящена выбору конструктивных параметров малоразмерных турбин ручных пневматических шлифовальных машин. На данный момент создано большое число конструктивных схем малоразмерных турбин, отвечающих различным эксплуатационным требованиям, но наиболее перспективными для привода ручного пневматического шлифовального инструмента, как с точки зрения технологии изготовления, так и по параметрам

эффективности, по нашему мнению, являются многоступенчатые радиальные турбины.

В настоящее время основным типом двигателя в ручном пневматическом шлифовальном инструменте является ротационно-пластинчатый двигатель. Малоразмерные многоступенчатые радиальные турбины способны обеспечить требующееся сочетание частоты вращения и крутящего момента ротора ручной пневматической шлифовальной машины, что является важным преимуществом перед ротационно-пластинчатым двигателем, особенности рабочего процесса и конструкции которого не допускают такой возможности. Не менее важным преимуществом турбинного привода перед ротационно-пластинчатым является отсутствие необходимости в лубрикации рабочего тела, что значительно упрощает общую пневматическую схему. Отработавшее рабочее тело при этом не имеет смазывающих веществ в своем составе, что положительно сказывается на экологических показателях инструмента. В настоящее время в турбинном приводе ручного пневматического инструмента наиболее широко применяются осевые турбинные ступени. Однако крайне низкая технологичность, обусловленная сложностью обработки осевого лопаточного венца, не позволяет получить приемлемую себестоимость конечного продукта. Лопаточную решетку малоразмерной радиальной турбины возможно изготовить в прессформе литьем пластмассы под давлением, что существенно снижает ее стоимость при серийном производстве. В связи с этим, весьма актуальной задачей является создание такой кинематической схемы малоразмерной многоступенчатой радиальной турбины, в которой сочетаются эффективные и технологичные параметры, обеспечивающие низкую себестоимость изготовления, высокий коэффициент полезного действия (КПД) и достаточную мощность при высокой частоте вращения ротора.

Использование в качестве привода радиальной двухступенчатой турбины,

включающей в себя струйно-реактивную ступень (СРТ), неподвижный

промежуточный направляющий аппарат (ПНА) и центростремительную ступень

(ЦС), позволит создать эффективный пневматический двигатель с высокими

технологическими показателями. Данная инновационная схема привода

7

запатентована, но публикации с результатами исследования рабочих процессов в проточной части малоразмерной турбины отсутствуют. Эта схема требует всестороннего исследования и выбора конструктивных параметров элементов проточной части, что является своевременным и актуальным. [12, 21, 41, 70, 75, 76].

Цель работы состоит в разработке струйно-реактивной ступени малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины, включающей струйно-реактивную ступень давления, неподвижный направляющий аппарат и центростремительную ступень скорости.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- получены основные теоретические зависимости для определения характеристик элементов проточной части двухступенчатой малоразмерной турбины со струйно-реактивной ступенью давления и центростремительной ступенью скорости;

- выполнен анализ рабочих процессов в проточной части каждого из элементов малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины и определено относительное изменение КПД турбины, вызываемое изменением коэффициентов скорости отдельных элементов проточной части;

- выполнено численное моделирование и определены параметры потока рабочего тела в сопловом аппарате СРТ;

- разработана методика определения рациональных конструктивных параметров малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины;

- проведены экспериментальные исследования конструктивных параметров канала соплового аппарата СРТ, обеспечивающих наибольшую эффективность малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины.

Объектом исследования является малоразмерная двухступенчатая радиальная турбина, предназначенная для привода ручного пневматического инструмента.

Предметом исследования динамика рабочих процессов, протекающих в проточной части малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины.

Научная новизна исследования

1. Выполнен анализ рабочих процессов в проточной части двухступенчатой малоразмерной радиальной турбины со струйно-реактивной ступенью давления и центростремительной ступенью скорости, позволивший выявить элемент, обеспечивающий наибольшее относительное изменение КПД турбины за счет изменения коэффициента скорости.

2. Выполнено численное моделирование и определены газодинамические параметры потока рабочего тела в сопловом аппарате СРТ в составе малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины.

3. Предложена расчетно-экспериментальная методика выбора конструктивных параметров малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины. Практическая значимость исследования Полученные результаты были использованы в научно-исследовательской работе при создании и изготовлении модельного ряда ручных пневматических шлифовальных машин (РПШМ) с турбинным приводом, предназначенных для выполнения технологических операций в судостроении, авиационной промышленности и других отраслях машиностроения. Данные исследования проведены при финансовой поддержке МИНОБРНАУКИ РФ в рамках Соглашения № 14.577.21.0104 с ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (идентификатор проекта КЕМЕЕ157714Х0104). Созданные и изготовленные РПШМ существенно превосходят по своим энергетическим и экономическим показателям импортные аналоги. Результаты диссертационного исследования также использованы в учебном процессе в НГТУ в дисциплинах «Механика жидкости и газа» и «Прикладная газодинамика». Полученные результаты рекомендуется использовать при разработке пневматических многоступенчатых турбинных приводов, в состав которых входит струйно-реактивная ступень.

Положения, выносимые на защиту 1. Конструктивные решения струйно-реактивной ступени малоразмерной турбины в качестве основного элемента двухступенчатого радиального

турбинного привода ручных пневматических шлифовальных машин.

9

2. Результаты численного моделирования газодинамических процессов СРТ.

3. Методика выбора конструктивных параметров струйно-реактивной ступени малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины с учетом динамики рабочих процессов.

4. Конструктивные параметры канала соплового аппарата СРТ, обеспечивающие наибольшую эффективность малоразмерной двухступенчатой радиальной турбины.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием фундаментальных положений газовой динамики и теории турбомашин при разработке конструкции и моделировании рабочих процессов в малоразмерной двухступенчатой радиальной турбине. Результаты моделирования подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями с применением современного поверенного измерительного и испытательного оборудования. Сходимость расчетных и экспериментальных данных хорошая.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

"XIV Международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» " (Н. Новгород, 2015); "Международная молодежная научная конференция «XXII Туполевские чтения (школа молодых ученых)»" (Казань, 2015); "V Всероссийская межотраслевая научно-техническая конференция «Актуальные проблемы морской энергетики»" (Санкт-Петербург, 2016); "XV Международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» " (Н. Новгород, 2016);"Всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве» (Н.Новгород,2016).

В законченном виде работа докладывалась на семинаре в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева» на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели».

Публикации. Основные результаты диссертационных исследований приведены в 15 публикациях, из них научно-технических статей, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК - 4, докладов на научно-технических конференциях и публикаций в сборниках - 9, патентов - 2.

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. С.Н. Хрунков, А.А. Крайнов, А.Е. Жуков. Квазиэксергетический анализ пневматического микротурбинного привода ручных шлифовальных машин. // Современные проблемы науки и образования. 2015. №1-1. с.223.

2. Ю.П. Кузнецов, В.Л. Химич, С.Н. Хрунков, А.А. Крайнов. Радиальная двухступенчатая микротурбина для пневматического привода. // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2016. №2. с. 119-122.

Статьи в рецензируемых журналах:

1. V.L. Khimich, A.B. Chuvakov, V.A. Kikeev, S.N. Khrunkov, A.A. Kraynov. Two-rimming radial turbine for drive of manual pneumatic grinders. International Journal of Applied Engineering Research, 2016, №16 Volume 11, pp 8982-8986 (Scopus).

Тезисы докладов на международных и всероссийских конференциях:

1. Крайнов А.А., Хрунков С.Н. «Влияние работы турбинного привода компрессора комбинированного ДВС на температуру уходящих газов». Будущее технической науки. XIV Международная молодежная научно-техническая конференция. Сборник материалов./ НГТУ им. Р.Е. Алексеева. -Н.Новгород, 2015., с.284.

2. Крайнов А.А., Хрунков С.Н., Химич В.Л. «Основные подходы к разработке концепции проектирования струйно-реактивной турбины для привода ручного шлифовального инструмента». Туполевские чтения (школа молодых ученых). XXII Международная молодежная научная конференция. Сборник материалов./ КНИИТУ-КАИ, - Казань, 2015. с.391.

3. Крайнов А.А., Хрунков С.Н., Химич В.Л. «Анализ основных факторов, определяющих энергетические показатели струйно-реактивной пневматической микротурбины». Актуальные проблемы морской энергетики. V Всероссийская межотраслевая научно-техническая конференция. Сборник материалов./ СПбГМТУ, - Санкт-Петербург, 2016. с. 174.

4. Крайнов А.А., Хрунков С.Н. «Испытания ручных пневматических шлифовальных машин». Будущее технической науки. XV Международная молодежная научно-техническая конференция. Сборник материалов./ НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Н.Новгород, 2016., с.332.

5. Крайнов А.А., Воеводин А.Г., Хрунков С.Н., Чуваков А.Б. «Совершенствование радиальной центробежной турбины в составе пневматической ручной шлифовальной машины». Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве. Всероссийская научно-практическая конференция. Сборник докладов./ НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Н.Новгород, 2016., с.311.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в расчетных и натурных экспериментах по поиску оптимальных параметров сверхзвукового сопла, планировании эксперимента, оценке влияния центробежной ступени на эффективность всех схемы турбинного пневматического привода.

Автором выполнены все этапы профилирования сопел, составление трехмерных геометрических моделей, а также натурные эксперименты и обработка результатов.

ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования.

1.1 Области применения воздушных малоразмерных турбин.

Широкая область применения воздушных пневматических приводов различных кинематических схем с вращающимся выходным звеном обусловлена их достоинствами и недостатками [3, 6, 61, 65, 67, 69, 94, 110]. Среди всех преимуществ воздушного пневматического привода особо следует отметить следующие:

- Относительная простота конструкции и обслуживания. Производство составных частей пневмодвигателей, в основном, не требует высокой точности изготовления.

- Возможные утечки воздуха в технологических схемах экологически безвредны и относительно легко устранятся.

- Пожаро- и взрывобезопасность.

- Работоспособность в широком диапазоне температур, в условиях загрязненных и влажных пространств.

- Большой моторесурс.

- Возможность реализовать высокие скорости вращения ротора.

- Отсутствие защиты на случай перегрузки и полного останова рабочего элемента [.

Малоразмерный турбинный привод, в сравнении с объемным типом пневматического привода помимо общих достоинств имеет ряд дополнительных положительных особенностей. Имеется принципиальная возможность обеспечить высокий крутящий момент на высокой частоте вращения ротора. Отсутствие трущихся поверхностей малоразмерного турбинного привода обеспечивает еще большую степень надежности. Простота конструкции турбинного привода сводит обслуживание пневматических машин к элементарным типовым слесарным операциям. [9, 14, 29, 33]

Указанные преимущества определяют сферы применения.

Нефтегазовая промышленность. Пневматические малоразмерные турбины применяются в качестве привода шаровых кранов, устанавливаемых на

компрессорных газоперекачивающих станциях. Как следует из требований компании «Газпромтрансгаз», такие приводы должны использовать в качестве рабочего тела неподготовленный перекачиваемый природный газ. Диапазон начальных давлений при этом составляет от 1,5 МПа до 16 МПа, температур - -30°С до +80° С. Данные условия полностью исключили возможность использования пневматических приводов объемного типа (поршневых, ротационно-пластинчатых).

В области энергосбережения актуальной является задача утилизации потенциальной энергии давления сжатых газов и паров, которая безвозвратно теряется на редукторах и регуляторах давления на газораспределительных станциях (ГРС), в различных технологических процессах, в химической и других отраслях промышленности. Особенностью технологического процесса ГРС является использование процесса редуцирования газа - снижение давления при заборе газа из магистрального газопровода ^ = 5.5...7.5 МПа) до давления в сети непосредственного потребителя газа ^ = 0.3.0.6 МПа). Как правило, такое снижение давления реализуется в результате процесса дросселирования газа, что упрощает технологическую схему ГРС, но делает ее неэффективной, поскольку энергия сжатого газа в этом случае не используется. В последние десятилетия актуальной задачей становится использование этой энергии в турбинных расширительных машинах с получением механической энергии. При использовании в комплексе с генераторной установкой имеется возможность получения электрической энергии для собственных нужд ГРС с минимальной себестоимостью. С учетом отдаленного географического положения, для некоторых ГРС данный вопрос является весьма актуальным [10, 11, 24, 28],

Авиационная и космическая техника. В авиации воздушные малоразмерные

турбины используются для приводов вспомогательных агрегатов и в составе

пиропатронов для открытия дверей и люков в аварийной ситуации. Сложность

проектирования пневматических устройств, рабочим телом которых являются

отработавшие газы пиропатрона, состоит в том, что в данном случае имеет место быть

относительно большие силы начального смещения выходного звена при

кратковременном действии пиропатрона. Такое устройство с турбинным

14

пневматическим двигателем, вследствие отсутствия пар трения в приводе имеет способно прийти в движение от минимального импульса и привести выходное звено действие без дополнительных задержек с наилучшей эффективностью. В космической технике пневматический турбинный привод так же находит широкое применение [3, 120, 121, 124].

Турбодетандеры, турбохолодильники и другие расширительные устройства. Основная идея этих устройств состоит в том, что расширение газа происходит в турбинной ступени с совершением механической энергии и понижением температуры уходящих газов. Оба свойства расширительных турбомашин используются для получения электроэнергии, приводов вентиляторов, компрессоров, насосов. Отработавший газ используется для понижения температуры каких-либо технологических газов [25, 25, 28, 32, 35, 127].

Пневматический инструмент. Малоразмерные пневматические турбины используются в качестве привода пневматического инструмента, как ручного, так и стационарного. В качестве рабочего тела используется сжатый воздух с давлением 0,63 МПа. Как правило, турбинный привод используется при необходимости обеспечить высокую частоту вращения ротора - ручных шлифовальных машинах и пневматических шпинделях металлообрабатывающего оборудования. Высокая скорость вращения ротора обеспечивает лучшую чистоту обрабатываемой поверхности. Применяются кинематические схемы, как с осевыми, так и с радиальными воздушными турбинами [15, 36, 37, 76 - 78, 128].

Однако в настоящее время подавляющее большинство ручных пневматических шлифовальных машин оснащены объемным ротационно-пластинчатым приводом, что объясняется его низкой стоимостью, высокой надежностью и хорошим согласованием характеристик привода с требованиями со стороны традиционного режущего инструмента. В сравнении с турбинным, ротационно-пластинчатый привод обладает определенными преимуществами и недостатками.

Рассмотрим принципиальную схему работы ротационного двигателя.

Ротационный двигатель (рисунок 1.1) состоит из корпуса (3), ротора (1), в пазах

которого свободно установлены лопатки (4), передней (2) и задней (6) крышек,

15

закрывающих статор с торцов. Ротор расположен эксцентрично относительно внутренней цилиндрической поверхности статора. Лопатки изготовляются, как правило, из текстолита толщиной 3-5 мм и могут свободно перемещаться в пазах ротора в радиальном направлении. Сжатый воздух, поступая в рабочую полость двигателя (в пространство между двумя соседними лопатками) через отверстие (5) в задней крышке, давит на выступающие части лопаток и заставляет ротор вращаться. Лопатки при вращении прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности статора, препятствуя перемещению воздуха из одной полости в другую. Отработанный воздух через отверстие в корпусе (7) выбрасывается в атмосферу. В теле ротора имеются каналы (8), которые служат для уравновешивания давления воздуха на торцы лопаток и выхода воздуха из пазов при движении лопаток к центру вращения. Вал ротора вращается в двух шарикоподшипниках.

Рисунок 1.1 - Пневматический ротационный двигатель

Выступающий конец вала ротора обычно выполнен в виде прямозубой цилиндрической шестерни, которая служит ведущим звеном планетарного редуктора. В случае прямых шлифовальных машин относительно небольшой мощности непосредственно на конце вала ротора находится цанговый зажим для крепления рабочего инструмента. В ротационном двигателе ротор и статор - это две самых сложных детали, обработка которых имеет наибольшую трудоемкость.

Отметим основные положительные качества ротационного привода:

- высокий пусковой момент;

- малый диаметр ротора (для маломощных машин);

- меньшая величина оптимальной частоты вращения и соответственно меньшая частота вращения холостого хода.

За последние десятилетия создан абразивный режущий инструмент с высокими скоростями резания (Урез>120м/с). Особенности конструкции ротационно-пластинчатого пневматического двигателя, в силу наличия трения лопаток ротора о статор, не позволяют обеспечить достаточный крутящий момент на частоте вращения ротора более 30 000 1/мин. Применение турбинной ступени в качестве основного элемента привода решает эту задачу.

1.2 Состояние вопроса исследования малоразмерных турбин.

В настоящее время имеется большой опыт изучения особенностей рабочих процессов малоразмерных турбин, а так же создания действующих конструкции на основе полученных теорий. В основе лежат труды Кириллова И.И., Курзона А.Г., Котляра И.В., Наталевич А.С., Быкова Н.Н., Емина О.Н. [8, 22, 26, 31, 40, 44, 58].

В настоящее время разработкой новых кинематических схем и совершенствованием существующих занимаются научные сотрудники СПбГПУ под руководством В.А. Рассохина [4, 5, 7, 27, 68, 71, 72]. Особенности работы малоразмерных турбин, в том числе многоступенчатых, представлены в работах Ю.Я. Фершалова (ДВФУ), С.В. Чехранова (ДВГРУ), Ю.П. Кузнецова и С.Н. Хрункова (НГТУ) [48, 111-119, 115]. Весомый вклад в развитие теории лопаточных машин и газодинамики внесли О.В. Батурин, В.Н. Матвеев, Л.С. Шаблий, В.М. Радько, Н.Ф. Мусаткин, Д.С. Калабухов (СГАУ), В.И. Ерофеев (ИПМ РАН), В.М. Гуреев и В.Г. Гайнутдинов (КНИТУ-КАИ) [17 - 20, 53, 54, 55, 56]. Принципиальные конструкции турбоприводов с использованием струйно-реактивной турбинной ступени (Сегнерова колеса) фигурируют в работах научного коллектива (СГУ, Сумы) под руководством С.М. Ванеева [10 - 13].

Во многих источниках особое значение авторами придается способу

изготовления рабочих колес, а именно методу профилирования лопаточного венца

17

турбины. Предлагаются различные схемы производственного фрезерно-копировального оборудования, программирование на станках с ЧПУ, методами 3Д печати. Отмечается, что рабочие колеса с радиальными лопатками имеют большее преимущество ввиду возможности изготовления методом литья материала в прессформу под давлением. Этот метод изготовления при серийном производстве имеет наименьшую себестоимость.

Воздушные осевые и радиальные малоразмерные турбинные ступени были достаточно полно исследованы под руководством И.В. Котляра в НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Был создан и отработан стенд для испытаний малоразмерных турбин, позволяющий определять внешние характеристики турбины на широком диапазоне частот вращения. Целью совершенствования малоразмерной турбинной ступени являлось создание высокоэффективной пневматической шлифовальной машины.

В публикационных материалах Фершалова Ю.Я. и др. (ДВФУ, г. Владивосток) имеются результаты исследования осевых малорасходных турбин. Отмечается широкая область применения пневматических приводов данных кинематических схем.

Общим основным недостатком малоразмерных турбинных ступеней большинства кинематических схем являются большие относительные радиальные и осевые зазоры между вращающимися деталями и деталями корпуса. Вследствие этого невозможно исключить существенные утечки рабочего тела через зазоры. Среди многочисленных попыток решения проблемы можно отметить использование бандажа. Вопросы наличия или отсутствия бандажа на рабочих лопатках, а так же влияние величин осевых и радиальных зазоров на эффективность привода рассматриваются в работах Крылова Б.А., Гусарова С.А. В результате получены зависимости КПД от приведенных площадей зазора:

* .(0,26 •(?;„.)«' + 0,11 .(Л„ Г5)

где: К=2,33...5 - эмпирический коэффициент, зависит от частот вращения исследуемой и оптимальной;

Рприв - относительная приведенная площадь радиального зазора;

18

Рзаз - сумма всех относительных площадей зазоров (зазор на периферии РК, зазор и вблизи корня лопаток, зазор вдоль высоты лопатки)

Публикации Ванеева [11, 12, 13] содержат результаты исследований и совершенствований малоразмерных турбин, содержащих в качестве ступени давления струйно-реактивную турбину (Сегнерово колесо) рис.

1 - подводящее устройство, 2 - канал для подвода рабочего тела, 3 - радиальные трубки, 4 - реактивное сопло. Рисунок. 1.2 - Реверсивная струйно-реактивная турбина.

В источниках представлены результаты исследования влияния на эффективность данного типа привода таких факторов как начальное давление, диаметры критического сечения и подводящего отверстия, аэродинамическое сопротивление вследствие высокой частоты вращения и других. Предлагается использование данной схемы для воздушного привода шаровых кранов.

Среди факторов влияния на эффективный КПД двухступенчатой турбины были

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Крайнов, Артем Александрович, 2018 год

Библиографический список.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. 4-е изд., переработ. и доп. - М.: Наука, 1976. - 888 с.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1986. 281 с.

3. Арав Б.Л. Микрогазотурбинные двигатели-генераторы как основа комбинированных энергетических установок автотранспортных средств / Б.Л. Арав, М. Бен Хаим, В.А. Рассохин, С.Н. Беседин, А.В. Келлер // Автомобильная промышленность. 2011. № 7. С. 9-13.

4. Барсков В.В. Разработка методики испытаний малорасходных проточных частей турбины и компрессора / В.В. Барсков, В.А. Рассохин,С.Н. Беседин, Е.В. Тулубенский // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 1. С. 9-15.

5. Барсков В.В. Создание высокоэффективных микротурбин с независимыми частотами вращения компрессора и турбины / В.В. Барсков, В.А. Рассохин, С.Н. Беседин, А.В. Осипов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2015. № 3. С. 6-14.

6. Беседин С.Н. Микротурбинный генератор электрической мощностью 100 кВт (МТГ-100) / С.Н. Беседин, Е.И. Окунев, В.А. Рассохин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2010. № 106. С. 57-61.

7. Беседин С.Н. Экспериментальный стенд и методика исследования турбомашин газотурбинных установок малой мощности / С.Н. Беседин, В.А. Рассохин, Г.П. Раков,Т.А. Фокин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 1-2. С. 284-289.

8. Быков Н.Н., Емин О.Н. Выбор параметров и расчёт маломощных турбин для привода агрегатов. - М.: Машиностроение, 1972. - 228 с.

9. Ванеев С.М. Газовые турбодвигатели на базе струйно-реактивных и вихревых турбин // Труды международной научно-технической конференции. - Харьков, 2000.

10. Ванеев С.М. Исследование вихревых пневматических турбин // Труды 8-й международной научно-технической конференции «Насосы-96», т.1. - Сумы: НПП «Мрия-1» ЛТД, 1996. - С. 288-296.

11. Ванеев С.М. Расчет характеристик струйно-реактивной турбины / С.М. Ванеев // Вестник НТУУ «КПИ». Машиностроение. - Вып. 36. - К., 1999. - С. 263269.

12. Ванеев С.М. Струйно-реактивные двигатели для приводов шаровых кранов / С.М. Ванеев, С.К. Королев, Ю.Л. Рухлов, Ю.Т. Федотов, И.А. Бостан // Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты: теория, расчет, конструирование. Тематический сборник научных работ. / Под ред. И.А. Ковалева. - К.: ИСДО, 1994. - с.233-239.

13. Ванеев С.М. Структура потерь энергии и КПД струйно-реактивной газовой турбины / С.М. Ванеев // Вюник Сумського державного ушверситету. Серiя техшчш науки. - № 9(30)-10(31) - Сумы, 2001. - С. 207-214.

14. Ванеев С.М. Струйно-реактивный двигатель и возможности его использования / С.М. Ванеев, С.К. Королев, Ю.Л. Рухлов, Ю.Т. Федотов. // Химическое и нефтяное машиностроение. - 1990. - №6. - с.16-17.

15. Виноградов В.С., Космынин А.В. Разработка и внедрение в промышленность высокооборотного пневмошлифовального инструмента с подшипниками на газовой смазке // Вестник КнАГТУ: Сб.4. Прогрессивная технология обработки материалов: Сб. науч. тр. - Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 1995. - с. 41-47.

16. Виноградов В.С., Космынин А.В. Серийный выпуск высокооборотного пневмошлифовального инструмента на базе малого предприятия // Вестник машиностроения. - 1996. - №2 - с. 19-21.

17. Гайнутдинов В.Г., Касумов Е.В. Поиск рациональных конструктивных параметров с применением метода конечных элементов // В сборнике: Поиск эффективных решений в процессе создания и реализации научных разработок в российской авиационной и ракетно-космической промышленности Международная научно-практическая конференция. 2014. С. 6770.

18. Гайнутдинова Т.Ю., Гайнутдинов В.Г. О расчетно-экспериментальных исследованиях при выборе проектных параметров винтовой системы для вертикального взлета и посадки // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2018. № 1. С. 11-16.

19. Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Кикеев В.А., Герасимова Р.В., Каныгин И.И., Фомкин А.П. Визуализация сверхзвукового обтекания фрагментов кубической формы // Научная визуализация. 2015. Т. 7. № 3. С. 44-52.

20. Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Кикеев В.А. О расчетных исследованиях, сопровождающих аэробаллистические испытания // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. 2013. № 9-1 (59). С. 192-193.

21. Гоголев И.Г., Кириллов И.И. Характеристики двухступенчатого отсека с парциальными ступенями // Энергетическое машиностроение. Х., 1983 Вып. 36. С. 12-19.

22. Гринкруг Л.С., Кириллов И.И., Куприянов О.Е., Рассохин В.А. / Экспериментальное исследование газодинамических характеристик кольцевых решеток сопловых аппаратов с малыми углами выхода потока // Известия вузов. Авиационная техника. 1989, №4. - С.35-39.

23. Гусаров С.А. Выбор основных термодинамических параметров комбинированной газопаротурбинной установки на базе авиационного ТВД ТВ7-117С. Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 1. С. 159-162.

24. Гусаров С.А. Оценка канальных потерь в решетках осевых малоразмерных турбин. // Труды МАИ. 2012. № 53. С. 11.

25. Давыдов А.В. и др. Расчет и конструирование турбодетандеров / А.В. Давыдов, А.Ш. Кобулашвили, А.Н. Шерстюк. - М.: ин-т машиностроение. 1975. - 216с.

26. Емин 0.Н., Зарицкий С.П. Воздушные и газовые турбины с одиночными соплами. - М.: Машиностроение. 1975. - 216 с.

27. Забелин Н.А. Исследование особенностей течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ / Н.А. Забелин,Г.Л. Раков, В.А. Рассохин, А.А. Себелев, М.В. Смирнов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского

государственного политехнического университета. 2013. № 166. С. 45-53.

119

28. Забелин Н.А. Малорасходная турбина в установках для автономного энергоснабжения газораспределительных пунктов / Н.А. Забелин, Д.А. Котлов, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2014. № 4 (207). С. 40-49.

29. Забелин Н.А. Применение малорасходных турбин конструкции ЛПИ в автономных источниках электрической энергии для газораспределительных станций магистральных газопроводов / Н.А. Забелин, Ю.В. Матвеев,

B.А. Рассохин, Г.А. Фокин // Энергетик. 2015. № 9. С. 50-55.

30. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука, 1970. - 104 с.

31. Кириллов И.И. Теория турбомашин / И.И. Кириллов, А.И. Кириллов.- Л.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

32. Ковалев И.А., Ванеев С.М., Королев С.К. Пневмодинамический привод нового типа и его использование в целях энергосбережения //Технологические системы. Научные разработки и результаты исследований. - К., 2002.-№2(13).-

C.114-118.

33. Кончаков Е.И. Малорасходные турбокомпрессоры. // Учеб. пособие. -Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2005 - 116 с.

34. Кончаков Е.И. Экспериментальные исследования внешних характеристик микротурбин на стенде с подшипниками на газовой смазке. // Межвузовский сб. "Судовые энергетические установки" вып. №1, Владивосток. ДВГУ, 1978. С. 5255.

35. Королев С.К., Ванеев С.М. Использование струйно-реактивной турбины в системах редуцирования природного газа // Вестник НТУУ «КПИ». Машиностроение. - 1999.-Вып.35.- С. 76-83.

36. Котляр И.В. и др. Высокоскоростные турбошлифовальные машины. / Машиностроитель. 1978. №2. Стр. 44-45.

37. Котляр И.В. и др. Применение газостатических опор в высокоскоростных турбошлифовальных машинах / И.В. Котляр, В.С. Виноградов, В.И. Кончаков // Вестник машиностроения, 1979. - №4. - с. 51.

38. Котляр И.В. и др.Высокоскоростной стенд.// Машиностроитель. 1977.№9. с.42.

39. Котляр И.В., Самсонов А.И. Метод расчета газостатических цилиндрических подшипников турбомашин. // Энергетическое машиностроение. Харьков. Высшая школа. 1979. вып. 27 - с.42-46.

40. Котляр И.В. и др. Ручные шлифовальные машины с турбоприводом и опорами на газовой смазке / И.В. Котляр, Ю.П. Кузнецов, П.В. Семашко // Вестник машиностроения, 1983. - №3. с.38-40.

41. Крылов Б.А. Анализ и уточнение формул расчета потерь кпд турбин с бандажом при полном подводе Б.А. Крылов, С.П. Митин И.Ю. Барыкин. Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 4. С. 109-114.

42. Крылов Б.А. Влияние наличия или отсутствия бандажа на рабочем колесе ступени осевой турбины, при полном подводе, на геометрию турбины и потери КПД. / Б.А. Крылов, И.Ю. Барыкин. // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т.20. №2. с. 121-131.

43. Крылов Б.А. Влияние радиального зазора на кпд осевых турбин с рабочим колесом с бандажом // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. С. 117-122.

44. Крылов Б.А. Исследование влияния геометрических и газодинамических параметров на коэффициент расхода в кольцевых щелях. // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. С. 123-131.

45. Крылов Б.А.,Гусаров С.А.Совместное влияние зазоров и периферийной перекрыши на эффективность микротурбин с рабочими колесами без бандажа//Изв. вузов. Авиац. техн.1993. № 1.

46. Крылов Б.А. Экспериментальные исследования, анализ и уточнение формул расчета потерь КПД турбин с бандажом при парциальном подводе. / Б.А. Крылов, С.П. Митин, И.Ю. Барыкин. // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 5. С. 98-102.

47. Крылов Б.А., Моравский А.В. Экспериментальные исследования кольцевых сопловых решеток малой высоты // В сб.: Рабочие процессы в воздушно-реактивных двигателях. - М.: МАИ, 1985. С.21-26.

48. Кузнецов Ю.П. Сопловые аппараты осевых микротурбин, их совершенствование с целью повышения эффективности высокооборотных турбоприводов: дис. ... канд. техн. наук. Горький, 1989. 165 с.

49. Лапчук О.А., Тихонов Н.Т. Электротормоз для испытаний микротурбин // В сб. "Испытания авиационных двигателей". - Уфа: УАИ. - 1980. - № 8. - С. 126129.

50. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970. 904 с.

51. Малорасходная турбина Рассохин В.А., Оленников С.Ю., Гринман М.И., Пушкин С.В., Кузнецов А.И., Бельский К.В. патент на изобретение RUS 2338885 05.04.2007

52. Миролюбов И.В., Шанин В.Н. Расчет поддерживающей силы воздушного подшипника скольжения при отсутствии вращения // Изв. вузов. Авиационная техника. - 1959. - с. 17-19.

53. Мусаткин Н.Ф. Тихонов Н.Т. Влияние верхней и нижней перекрыш на КПД парциальной осевой воздушной микротурбины // Изв. вузов. Авиационная техника. - Казань: КАИ. - 1979. - № 3. - С. 106-108.

54. Мусаткин Н.Ф. Радько В.М. Влияние параметров парциального подвода рабочего тела на КПД многоступенчатых осевых малоразмерных турбин // Авиационно-космическая техника и технологии. - Х.: НАКУ «ХАИ». - 2006. -№ 7(33). - С. 81-86.

55. Мусаткин Н.Ф. Радько В.М. К вопросу распределения теплоперепада в двухступенчатых осевых малоразмерных турбинах со ступенями давления // Изв. вузов. Авиационная техника. - Казань: КГТУ (КАИ). - 2003. - № 3. - С. 26-28.

56. Мусаткин Н.Ф. Радько В.М. Определение рациональных диапазонов относительного шага сопловых и рабочих венцов многоступенчатых осевых малоразмерных турбин // Вестник двигателестроения. - Запорожье: ОАО «Мотор Сич». - 2007. - № 3. - С. 95-100.

57. Мячин Е.В., Гринкруг М.С. Вспомогательные малоразмерные турбоприводы и их экспериментальные исследования. Учебное пособие. - Л.: ЛКИ, 1986. - 68 с.

58. Наталевич А.С. Воздушные микротурбины. - М.: Машиностроение, 1970. - 208

с.

59. Пат. № 2054560. Микротурбина / А.В. Космынин, В.Ю. Мошков (РФ) -№92012711/06; Заявлено 18.12.92; Опубл. 20.02.96, Бюл.№5. - 3 с.

60. Пат. №2053370. Рабочая лопатка турбины / А.В. Космынин (РФ) -№5058310/06; Заявлено 10.08.92; Опубл. 27.01.96, Бюл. №3. - 4 с.

61. Пат. №2029100. Турбина пневмопривода / В.С. Виноградов (РФ) -№5055945/06; Заявлено 19.05.92; Опубл. 20.02.95, Бюл. №5. - 4 с.

62. Пинегин С.В. и др. Опоры с газовой смазкой в турбомашинах ограниченной мощности / С.В. Пинегин, Г.А. Поспелов, Ю.В. Пешти. - М.: Наука, 1977. - 149с.

63. Погодин Ю.М. и др. Исследование сверхзвуковой малоразмерной турбины с низкими предельными оборотами / Ю.М. Погодин, А.М. Топунов, А.И. Чернов // Технические средства изучения океана: Тез. докл. на II Всесоюзной конференции: Л.: ЛКИ, 1978. - с. 31-33.

64. Подшипники с газовой смазкой для турбомашин / Перевод №Ц - 13768 (74/5382) статьи Mech. C. Paliersagaspourturbomachines / "Mecanique, materiaux, electricite- 1971. - №258-259, p.28-33.

65. Пол. модель №4781. Пневматический шлифовальный инструмент /А.В. Космынин, В.С. Виноградов, В.Ю. Мошков (РФ) - №96103814/20; Заявлено 27.02.96; Опубл. 16.08.97, Бюл. №8. - 2 с.

66. Пол. модель №5207. Ступень турбомашины/А.В. Космынин, В.С. Виноградов (РФ) - №96112205/20;Заявлено 14.06.96; Опубл. 16.08.97, Бюл. №10. - 2 с.

67. Пфайфле Э.Э., Тихонов Н.Т. Модернизированная тормозная установка для исследований и промышленных испытаний микротурбин // Сб. "Испытания авиационных двигателей". - Уфа: УАИ. - 1988. - № 16. - С. 16 - 21.

68. Рассохин В.А. Методика проведения экспериментальных исследований

ступеней турбоустановок малой мощности на стендах СПбГПУ / В.А. Рассохин,

Н.А. Забелин, Ю.В. Матвеев, И.С. Харисов // Научно-технические ведомости Санкт-

123

Петербургского государственного политехнического университета. 2012. № 142. С. 119-122.

69. Рассохин В.А. Основные направления развития микротурбинных технологий в России и за рубежом / В.А. Рассохин, Н.А. Забелин, Ю.В. Матвеев // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2011. № 135. С. 41-51.

70. Рассохин В.А. Сопловые аппараты с малым углом выхода / В.А. Рассохин, Ю.Я. Фершалов // Труды Дальневосточного государственного технического университета. 1993. № 111. С. 75-78.

71. Рассохин В.А. Турбины конструкции ЛПИ: Преимущества, характеристики, опыт разработки и применение. Энергомашиностроение. Труды СПбГПУ, №491. Изд. Политехнического университета, СПБ, 2004.

72. Рассохин В.А. Экспериментальный стенд для исследований малорасходных турбин при высоких степенях расширения / В.А. Рассохин, Г.Л. Раков, Е.Л. Никитенко, Ю.Я. Фершалов, К.А. Смирнов // Депонированная рукопись № 423-90 18.04.1990

73. Родин К.Г., Носов В.В. Газодинамические характеристики сопловых аппаратов парциальных сверхзвуковых турбин // Известия вузов. Энергетика. 1981, №1. - С.107-110.

74. Русанов А.В., Ершов С.В. Численный метод расчета трехмерного вязкого течения в турбомашине с учетом нестационарного взаимодействия неподвижных ивращающихся решеток // Тр. международ. науч.-техн. конф. / НАН Украины и др. - Харьков: ИПМаш им. А.Н. Подгорного НАН Украины, 1997. С. 152-157.

75. Ручная пневмошлифовальная машина ТМ 78-40 / Кончаков Е.И., Самсонов А.И., Чехранов С.В., Манич С.Н., Дидов В.В. Инф. Листок ДВЦНТИ №173 - 79.1979.

76. Ручная пневмошлифовальная машина ТМ 76-01 / Кончаков Е.И.Самсонов А.И., Чехранов С.В., Манич С.Н., Дидов В.В. Инф. Листок ДВЦНТИ №36 - 79.1979.

77. Ручная турбошлифовальная машина с подшипниками на воздушной смазке ТМ 79-32 / Самсонов А.И.,Кончаков Е.И. Инф. Листок Приморского ЦНТИ №22-81. 1981.

78. Ручная турбошлифовальная машина с подшипниками на воздушной смазке ТМ 78-01 / Самсонов А.И.,Кончаков Е.И., Приеменко С.Б. Инф. Листок Приморского ЦНТИ №23-81. 1981.

79. Самсонов А.И., Грибиниченко М.В. Гибридные осевые подшипники с газовой смазкой для турбомашин. // Образование через науку: материалы международной НТК/МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва. 2005 г. с.56-57.

80. Самсонов А.И., Грибиниченко М.В. Гибридные осевые подшипники с газовой смазкой для турбомашин. // Актуальные проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе Азиатско-Тихоокеанского региона. Материалы Международной конференции НТК. Г.Хабаровск. 2005 г.с.140-143.

81. Самсонов А.И.,Дидов В.В. Турбомашины с подшипниками на газовой смазке // Вестник ДВО РАН №6. Владивосток . 2005 г. с. 37-40.

82. Самсонов А.И. Исследование и применение подшипников с наддувом газа в турбомашинах. Тез. докл. / Всесоюзная НТК «Газовая смазка в машинах и приборах». - М.: 1989. С. 195.

83. Самсонов А.И. Исследование подшипников с наддувом пара для судовых турбомашин. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Владивосток. 1978. - 22 с.

84. Самсонов А.И. Подшипники с газовой смазкой для газотурбинных установок подводных аппаратов. // Труды международной конференции. "Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов", Владивосток, - 1996. - С. 131 - 336.

85. Самсонов А.И. Подшипники с газовой смазкой турбомашин // Учеб. пособие. Владивосток. ДВГТУ, 1996. - 112 с.

86. Самсонов А.И. Применение гидродинамической аналогии для расчёта цилиндрических опорных подшипников с наддувом пара // Судовые энергетические

установки. - Владивосток, ДВГУ, 1978. - С. 55 - 58.

125

87. Самсонов А.И. Расчёт и конструирование упорных лепестковых газодинамических подшипников для турбомашин / XV111 IntemationalSymposiumonShipPlants, Гдыня, 1996. - С. 287 - 292.

88. Самсонов А.И. Ручные турбомашины с подшипниками на воздушной мазке и их применение в судоремонте // Исследования по повышению эффективности судоремонта и технического обслуживания флота. - Владивосток, 1479, вып. 28. С. 38-43.

89. Самсонов А.И. Турбомашина с лепестковыми газодинамическими подшипниками. Тез. докл. / Всесоюзный семинар «Проектирование и технология изготовления газовых опор экологически чистых машин».- М.: 1991. - С. 15.

90. Самсонов А.И. Численный метод расчёта газостатических двухрядных радиальных подшипников // Судовые энергетические установки. - Владивосток, ДВГУ, 1978.-С. 115-121.

91. Самсонов А.И., Волосатов А.Г., Петрашёв СВ., Самсонов А.А. Лепестковые газодинамические подшипники турбомашин. /Тез. докл. Международный студенческий форум стран азиатско-тихоокеанского региона. Владивосток. 1995. Часть 2. С. 30-31.

92. Самсонов Л.И., Кирсанов B.C., Кончаков Е.И. «Исследование и проектирование подшипников с наддувом газа для турбомашин. Тез. докл. / Всесоюзная НТК «Исследование и применение опор скольжения с газовой смазкой» - Винница, 1983. С. 55-56.

93. Самсонов А.И., Кончаков Е.И., Манич С.Н., Шуляр И.В. Ручные турбомашины с подшипниками на воздушной смазке // Проблемы надежности и обработки, создание новых материалов и технологий для предприятий Дальнего Востока. - Комсомольск-на-Амуре. 1994. С. 76 - 81.

94. Самсонов А.И., Кончаков Е.И. Результаты эксплуатации и технология изготовления опор с наддувом воздуха в ручных турбомашинах и судовом турбодетандере. Тез. докл. / Всесоюзная НТК «Исследование и применение опор скольжения с газовой смазкой» - Винница, MB и ССО СССР. АН СССР, 1983. С. 66.

95. Самсонов А.И., Котляр И.В., и др. Исследование подшипников на паровой смазке для судовых турбомашин // Тенденции развития судовых турбинных установок. Судостроение. - 1975. - С. 176 - 178.

96. Самсонов А.И., Манич С.Н., Шуляр Н.В. Лепестковые газодинамические подшипники для турбомашин. // Труды международной конференции по судостроению, секция Д. - Санкт-Петербург, 1994. - С. 167 - 174.

97. Самсонов А.И., Турбомашины с подшипниками на газовой смазке. Создание и развитие научной школы по их разработке во Владивостоке // Кораблестроение и океанотехника. Материалы НТК. ДВГТУ. Владивосток, 2005 г. с. 49 - 54.

98. Самсонов А.И., Фершалов Ю.Я. Исследование возможностей перевода турбокомпрессора наддува дизелей на подшипники с газовой смазкой // Вопросы повышения надёжности и эффективности судовых энергетических установок. Владивосток. Дальрыбвтуз. 1985.-С. 129- 130.

99. Саяпин В.В. Оптимизация параметров пневмопривода со струйным двигателем // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. - 1984. - Вып. 10. -С.58-63.

100. Саяпин В.В. Оптимизация параметров струйного двигателя по критерию минимума расхода газа / В.В. Саяпин, И.А. Марочкина // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. - 1987. - Вып. 13. - С.96-102.

101. Смирнов Е.М., Зайцев Д.К. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии / НТВ СПбГПУ. 2004. №2(36). С.70.

102. Сопловой аппарат осевой турбины Фершалов Ю.Я., Рассохин В.А. патент на изобретение RUS 2232902 05.07.2002

103. Стернлихт. Турбомашины с газовыми подшипниками // Труды Американского общества инженеров-механиков. Проблемы трения и смазки. - 1968. - №4 - с.3-23.

104. Тарабарин А.И., Горбов В.М. К вопросу использования опорных газостатических подшипников с плавающими втулками трения судовых

быстроходных турбомашин // Вопросы повышения надежности и эффективности судовых энергетических установок. Владивосток. Дальрыбвтуз. 1985. - с.127-128.

105. Тихонов Н.Т., Пфайфле Э.Э. Влияние высоты лопаток соплового аппарата осевых микротурбин на коэффициент скорости и угол выхода потока // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. - 1990. - №4.

106. Тихонов Н.Т., Пфайле Э.Э. Влияние эффективного угла сопловой решетки на экономичность осевой микротурбины с полным впуском // Изв. вузов. Авиационная техника. 1989, №1. - С. 111-113.

107. Тихонов А.Н. и др. Экспериментальный выбор оптимальных профилей лопаток соплового аппарата / А.Н. Тихонов, Н.Т. Тихонов, А.А. Трофимов // Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей: Сб. науч. тр. - Куйбышев: КуАИ, 1980. - с. 104-111.

108. Топунов А.М. Теория судовых турбин. - Л.: Судостроение, 1985. - 474

с.

109. Туапетел Д.В. Влияние толщины и формы выходной кромки на потери кинетической энергии в сопловых турбинных решетках / Д.В. Туапетел,

B.А. Рассохин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2009. № 78. С. 72-76.

110. Турбошлифовальная машина с подшипниками на газовой смазке // Котляр И.В., Виноградов В.С., Самсонов А.И.,Тремасов В.В., Фролов Э.Е. Инф. Листок ДВЦНТИ, №370 - 75. 1975.

111. Фершалов А.Ю. Газодинамические характеристики рабочих колес осевых турбин с большим углом поворота проточной части / А.Ю. Фершалов, М.В. Грибиниченко, Ю.Я. Фершалов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2012. № 1.

C. 88-98.

112. Фершалов А.Ю. Методика определения газодинамических и конструктивных характеристик проточной части большешаговых рабочих колес малорасходных турбин / А.Ю. Фершалов, М.Ю. Фершалов. // Неделя Науки

СПбГПу Материалы научно-практической конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. 2014. С. 61-63.

113. Фершалов А.Ю. Повышение эффективности рабочих колес судовых осевых малорасходных турбин автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дальневосточный государственный технический университет. Владивосток, 2011

114. Фершалов А.Ю. Состояние вопроса и определение цели исследования сверхзвуковых осевых малорасходных турбин / А.Ю. Фершалов, Ю.Я. Фершалов, М.Ю. Фершалов // Вологдинские чтения. 2007. № 65. С. 100-102.

115. Фершалов М.Ю. Степень влияния конструктивных и режимных факторов на относительный перепад энтальпии в соплах турбинных ступеней с малыми углами выхода сопел / М.Ю. Фершалов, Ю.Я Фершалов, А.Ю. Фершалов, Л.П. Цыганкова // Полярная механика. 2016. № 3. С. 966-975.

116. Фершалов Ю.Я. Влияние степени расширения сопел с малым углом выхода на эффективность сопловых аппаратов малорасходных турбин / Ю.Я. Фершалов, А.Ю. Фершалов, М.Ю. Фершалов // Судостроение. 2012. № 1. С. 3941.

117. Фершалов Ю.Я. Перспективность исследований и области применения малорасходных турбин / Ю.Я Фершалов, А.Ю. Фершалов, В.М. Акуленко, М.Ю. Фершалов, Л.П. Цыганкова // Вологдинские чтения. 2010. № 78. С. 159-164.

118. Фершалов Ю.Я. Сопловой аппарат осевой малорасходной турбины / Ю.Я. Фершалов, А.Ю. Фершалов // Судостроение. 2010. № 3. С. 46-47.

119. Фершалов Ю.Я. Факторы, наиболее сильно влияющие на газодинамические характеристики сопловых аппаратов осевых турбин / Ю.Я. Фершалов, Л.П. Цыганкова,А.Ю. Фершалов // Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Сборник. Примор. краев. правления ВНТОС им. акад. А. Н. Крылова. Дальневост. гос. техн. ун-т. [Б.м.], 2010. С. 275-286.

120. Чащин В.А. Пневмопривод систем управления летательных аппаратов / В.А. Чащин, О.Г. Камладзе, А.Б. Кондратьев и др. - М.:Машиностроение, 1987. -248с.

121. Чернов А.И. Исследование некоторых вопросов торможения турбин малой мощности: Автореферат дисс. кан. Техн. Наук / ЛКИ., 1980. - 19 с.

122. Черкасова М.Г. Расчетное исследование микротурбинных установок с малорасходными турбинами конструкции лпи для утилизации теплоты уходящих газов двигателей внутреннего сгорания. / М.Г. Черкасова, В.А. Рассохин, Г.П. Раков. // Материалы научно-практической конференции. Институт энергетики и транспортных систем СПбПУ 2015. С. 97-101.

123. Чернов А.И. О влиянии шага лопаток тормозных ступеней на внешние характеристики турбины // Физико-технические проблемы судовой энергетики. Вопросы совершенствования судовых энергетических установок: Труды ЛКИ, 1978. - с. 18-19.

124. Шефтер Я.Н. Использование энергии ветра. М.: Энергоиздат, 1983.

125. Шубович С.И. Экспериментальное исследование потерь трения и вентиляции в турбинной ступени //Известия ТПИ. Т. 75. 1954.

126. Щербаков М.А. Применение современных пакетов вычислительной гидродинамики в расчете выходного устройства воздушно-реактивного двигателя / М.А. Щербаков, А.А. Юн, Е.Ю. Марчуков, Б.А Крылов. // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 5. С. 16.

127. Язик А.В. Утилизация потенциальной энергии газа на газораспределительных станциях в детандерных установках / А.В. Язик // Обз. инфом. Сер. Использование газа в народном хозяйстве. - 1988. - Вып. 4.

128. Авторское свидетельство № 675406 . СССР, МКИ. G. 05. Д 13/10. Регулятор угловой скорости / Котляр И.В., Виноградов B.C., Самсонов А.И. и др. заявл. 19.01.76, опубл. 25.07.79. Бюл. № 27.

129. Авторское свидетельство № 1745983, СССР. Пневмодвигатель с подшипниками на воздушной смазке /Самсонов А.И., Лобановский В.В. Заяв 23.10.1989. Зарегистр. 08.03.1992 г.

130. Микротурбина / Манич С.Н., Самсонов А.И. Патент России № 2094635, 1997 по заявке № 94017873/06 от 28.06 1994.