Миронов К. А. Удосконалення проточних частин радіально-осьових гідротурбін на основі математичного моделювання їх енергетичних характеристик

Об'єкт дослідження - робочий процес радіально-осьових гідротурбін в діапазоні основних експлуатаційних режимів. Мета дослідження - удосконалення проточних частин радіально-осьових гідротурбін на основі математичного моделювання їх енергетичних характеристик. Методи дослідження основані на фундаментальних положеннях механіки рідини та газу, методах математичного та фізичного моделювання робочого процесу гідротурбін. Для побудови математичної моделі робочого процесу, аналізу формування енергетичних характеристик, систематизації і узагальнення даних фізичного і чисельного експерименту використовувалися методи теорії розмірності. Теоретичні та практичні результати - використання розроблених моделей, алгоритмів і їх програмної реалізації, результатів розрахунків для прогнозування енергетичних показників, багатоваріантного аналізу впливу геометричних параметрів на окремі види гідравлічних втрат і на основні параметри гідротурбін, проведення оптимізаційних розрахунків при виборі гідродинамічних параметрів в процесі проектування проточних частин радіально-осьових гідротурбін. Створено комплекс прикладних програм для проектування і розрахунку робочих коліс, а також програма розрахунку прогнозної універсальної характеристики проточних частин гідротурбін. Розроблені програми можуть бути використані як при проектуванні гідротурбінного устаткування для тих ГЕС, що будуються так і при модернізації тих, що існують. Їх застосування дозволяє скоротити терміни проектування, зменшити об'єм науково-дослідних і проектних робіт, поліпшити якість розробок проточних частин. Результати дисертаційної роботи були використані в НДР між НТУ "ХПІ" і заводом важкого машинобудування BHEL (м. Бопал, Індія) при проектуванні ГЕС Каменг. Новизна - дістав подальший розвиток метод аналізу енергетичних характеристик радіально-осьових гідротурбін, що дозволяє встановити в безрозмірній формі структуру функціональної залежності гідравлічних втрат у робочому колесі від гідродинамічних параметрів решіток і узагальнених режимних параметрів; вперше розроблена узагальнена математична модель робочого процесу радіально-осьових гідротурбін, що відображає загальні закономірності робочого процесу в широкому діапазоні зміни швидкохідності і є основою для удосконалення проточної частини й застосування методів оптимізації; обґрунтовано новий підхід для систематизації й узагальнення даних фізичного й чисельного експерименту про вплив геометричних параметрів проточної частини на енергетичні показники радіально-осьових гідротурбін; дістала подальший розвиток теорія робочого процесу в напрямку дослідження закономірностей кінематичних і енергетичних характеристик радіально-осьових гідротурбін у широкому діапазоні зміни швидкохідності. Ступень впровадження - кафедра гідромашин НТУ "ХПІ", завод важкого машинобудування BHEL (м. Бо-пал, Індія). Галузь використання - енергетичне машинобудування.