Пірковський Д. С. Підвищення надійності і безпеки енергоустановок за допомогою запобігання гідродинамічних ударів.

Питанням підвищення надійності і модернізації насосів енергетичних систем присвячено багато досліджень. Однак, питання впливу тепло-гідродинамічної нестійкості на надійність насосних систем вивчені недостатньо. Явище тепло-гідродинамічної нестійкості полягає у виникненні умов автоколивальних (самопідтримувальних) і / або аперіодичних (імпульсних) процесів зміни тепло-гідродинамічних параметрів потоків (тиску, швидкості, парозмісту і т.п.) в системах теплотехнічного обладнання теплових і ядерних енергоустановок. Виникнення умов тепло-гідродинамічної нестійкості (ТГН) призводить до додатковим гідродинамічним навантаженням на конструкції теплоенергетичного обладнання і трубопроводів (гідроудари), а також знижує надійність їх експлуатації в робочих, перехідних і аварійних режимах. У випадках умов критичних по надійності гідроударів (КГУ) відбувається відмова на виконання проектних функцій експлуатації та / або руйнування конструкцій теплоенергетичного обладнання і трубопроводів (ТОіТ). Визначальними факторами виникнення гідродинамічної нестійкості і гідроударів в широких діапазонах зміни режимних параметрів можуть бути специфічні особливості витратних (мережевих) характеристик насосів, тобто залежність гідродинамічного напору від швидкості руху або витрати потоку. Все це визначає актуальність цієї роботи і вимагає додаткового вивчення і аналізу. Проведений аналіз відомих підходів моделювання гідродинамічних ударів в системах теплоенергетичного обладнання визначив необхідність удосконалення і розробки нових методів моделювання умов виникнення і наслідків гідродинамічних ударів внаслідок різних видів тепло-гідродинамічної нестійкості одно- і двофазних потоків: коливальна нестійкість внаслідок інерційності напірно-видаткової характеристики насосів і тепло- масообмінних процесів в двофазних потоках; аперіодична нестійкість внаслідок імпульсного збільшення локального гідравлічного опору і трансзвукових режимів течії одно- і двофазних потоків. При моделюванні умов виникнення і наслідків гідродинамічних ударів необхідно враховувати, що основним визначальним параметром гідроударів є швидкість зростання імпульсу тиску при переході кінетичної енергії гальмування потоку в енергію імпульсу гідроудару. При цьому, також необхідно враховувати можливість одночасної або послідовної реалізації різних видів гідродинамічних ударів. Проведений на основі розроблених критеріїв подібності аналіз представлених в роботі умов проведення експериментів на стендах насосних систем визначив їх невідповідність за критеріями гідродинамічної подібності реальних умов основних насосних систем енергоустановок. Розроблено метод моделювання умов виникнення і наслідків гідроударів в розімкнутих контурах теплоенергетичних систем на основі загальних положень теорії тепло-гідродинамічної нестійкості. На відміну від відомих підходів в запропонованому методі умови виникнення критичних гідроударів визначаються умовами переходу коливальної тепло-гідродинамічної нестійкості в аперіодичну нестійкість.