Двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація Internal Combustion Engines, Plants and Technical Maintenance Department
ІНЖЕНЕРНИЙ АНАЛІЗ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ КОНСТРУКЦІЙ СУЧАСНИХ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ
Тип: вибірковаВикладач: Мошенцев Юрій ЛеонідовичРік підготовки: 3-йСеместр: 6-йКількість кредитів: 5 Кількість модулів: 1Кількість змістових модулів: 4Загальна кількість годин: 150Вид контролю: залікРобоча програма 2024 р.
Розподіл годин
Загальна інформація
Мета
Отримання здобувачами освіти теоретичних знань і практичних навичок щодо вдосконалення турбокомпресорів за рахунок більш ретельного вибору початкових параметрів при розрахунках та конструюванні проточних частин цих машин.
Результати навчання
● знати сучасні способи опису процесів у проточних частинах компресорів;● вміти обирати ефективні початкові параметри при проектуванні компресорів;● вміти обчислювати втрати енергії на ділянках проточного такту, які будуть пов’язані з конструктивними параметрами цих ділянок;● здатність проектувати більш ефективні конструкції компресорів для наддуву поршневих двигунів;● здатність проектувати більш ефективні двигуни внутрішнього згоряння, основними складовими елементами яких стануть вдосконалені компресори.
Програма навчальної дисципліни
Модуль 1.
Змістовий модуль 1. Наддув сучасних ДВЗ та способи вдосконалення турбокомпресорів.
Тема 1. Характеристики навантаження сучасних двигунів.
Тема 2. Характеристики турбокомпресорів, сумісна робота ТК та двигунів.
Тема 3. Способи регулювання турбокомпресорів і їх конструктивні особливості для забезпечення параметрів сумісної роботи.
Змістовий модуль 2. Безрозмірні параметри оцінювання компресорних машин.
Тема 4. Безрозмірні критерії.
Тема 5. Степінь реактивності колеса як засіб оцінювання його ефективності.
Тема 6. Способи оцінювання реальних параметрів колеса компресору через коефіцієнти реактивності та споріднені вирази.
Змістовий модуль 3. Проектування колеса компресора.
Тема 7. Вибір основних параметрів колеса при проектуванні турбокомпресора.
Тема 8. Вплив кута β2 на параметри робочого колеса та компресорного ступеня.
Тема 9. Методи проектування меридіанного профілю осерадіальних коліс.
Тема 10. Розрахунок колеса компресора з β2<90о.
Змістовий модуль 4. Нерухомі елементи проточного тракту компресорів і їх можливі оптимізації.
Тема 11. БЛД, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, розрахунок втрат, залежних від змінних параметрів конструкції та потоку повітря.
Тема 12. ЛД, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, розрахунок втрат, залежних від змінних параметрів конструкції та потоку повітря.
Тема 13. Завитка, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, втрати, залежні від змінних параметрів конструкції та потоку повітря.
Тема 14. Залежність ККД компресорного ступеня від ефективності роботи всіх елементів повітряного шляху.
Теми практичних занять
● Характеристики навантаження сучасних двигунів● Характеристики турбокомпресорів, сумісна робота ТК та двигунів● Способи регулювання турбокомпресорів і їх конструктивні особливості для забезпечення параметрів сумісної роботи● Безрозмірні критерії для турбокомпресорів● Степінь реактивності колеса як засіб оцінювання його ефективності● Способи оцінювання реальних параметрів колеса через коефіцієнти реактивності та споріднені вирази● Вибір основних параметрів колеса при проектуванні турбокомпресора● Вплив кута β2 на параметри робочого колеса та компресорного ступеня● Методи проектування меридіанного профілю осерадіальних коліс● Розрахунок колеса компресора з β2<90о● БЛД, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, розрахунок втрат, залежних від змінних параметрів конструкції та потоку повітря● ЛД, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, розрахунок втрат, залежних від змінних параметрів конструкції та потоку повітря● Завитка, умови роботи, сучасні рекомендації щодо поліпшення форми каналу, втрати, залежні від змінних параметрів конструкції та потоку повітря● Залежність ККД компресорного ступеня від ефективності роботи всіх елементів повітряного шляху
Форми поточного та підсумкового контролю
Досягнення здобувача оцінюються за 100-бальною системою Університету.
Рекомендовані джерела інформації
Основна література
1. Корогодський В. А. Газова динаміка та агрегати наддуву. Конспект лекцій. - Харків: ХНАДУ, 2022. – 188 с.
2. Методичні вказівки з навчальної дисципліни «Газова динаміка та агрегати наддуву» до виконання розрахунково-графічної роботи студентів III-го року навчання за першим (бакалаврським) рівнем вищої освіти спеціальності 142 «Енергетичне машинобудування»: метод. реком. / В. А. Корогодський. – Харків : ХНАДУ, 2022. – 56 с.
3. Методичні вказівки з навчальної дисципліни «Газова динаміка та агрегати наддуву» для самостійної роботи студентів Ш-го року навчання за першим (бакалаврським) рівнем вищої освіти спеціальності 142 «Енергетичне машинобудування»: метод. реком. / В. А. Корогодський. – Харків: ХНАДУ, 2022. – 52 с.
4. Счастний Є. Є. Призначення і реалізація газотурбінного наддуву ДВЗ. Турбокомпресори для наддуву ДВЗ. Конспект лекцій. Український державний університет залізничного транспорту. Харків. 2019. – 32 с.
5. Nguyen-Schafer Н. Rotordynamics of Automotive Turbochargers 2nd ed. - Cham; Heidelberg; New York; Dordrecht; London: Springer, 2015. – 362 p.
6. Грэм Белл. Підвищення потужності двигуна шляхом наддуву / Грэм Белл -Київ: Авто клуб, 2013. – 241 с.
7. Halderman, J. Principles, Diagnosis, and Service / J. Haldennan // Pearson Education. – 2012. – 64 р.
8. Wintrujf I. The next generation of MTU series 4000 rail engines to comply with EUI1IB emission legislation / I. Wintruff, O. Buecheler, S. Huchler // CIMAC Congress 2010.
9. Codan Е. Emissions A new Challenge for Turbocharging / E. Codan, C. Mathey // CIMAC Congress 2007. – Paper No. 245.
10. Baines, N. С. Fundamentals of turbocharging / N. С. Baines. – Concepts ETI, 2005. – 280 p.
11. Мандрус В. І. Гідравлічні та аеродинамічні машини (насоси, вентилятори, газодувки, компресори): Підручник. – Львів: «Магнолія плюс», видавець В. М. Піча, 2005. – 340 с.
12. Mollenhauer К., Tschoeke Н. Наndbook of Diesel Engines. Springer-Verlag Berlin – Heidelberg. 2010. – 637 p.
13. Мошенцев Ю. Л. Оптимізація сучасних турбокомпресорів. Альтернативний курс. Конспект лекцій (електронна версія). – Миколаїв: УДМТУ: 2024. – 125 с.
Допоміжна література
1. Герасимов Г. Г. Нагнітачі та теплові двигуни: навч. посіб. / Г. Г. Герасимов. – Рівне; НУВГП, 2012. – 552 с.
2. Методичні вказівки до виконання курсової роботи «Вибір параметрів і газодинамічній розрахунок турбокомпресора двигуна внутрішнього згоряння» / А. П. Марченко, І. В. Парсаданов. – Харків: НТУ «ХПІ», 2006. – 44 с.
3. Nguyen-Schafer Н. Aero and Vibroacoustics of Automotive Turbochargers Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. – 142 p.
4. Leontiev D., Voronkov O., Korohodskyi V., Hlushkova D., Nikitchenko L, Teslenko E., Lykhodii O. (2020). Mathematical Modelling of Operating Processes in the Pneumatic Engine of the Car. SAE Technical Paper 2020-01-2222.
5. Rogovyi, A., Korohodskyi, V., Medvediev, Y. (2021). Influence of Bingham fluid viscosity on energy performances of a vortex chamber pump. Energy Vol. 218 (2021)119432.
Інформаційні ресурси в інтернет
1. Наукова бібліотека Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. Режим доступу: http://lib.nuos.edu.ua
2. Харківська державна наукова бібліотека імені В. Г. Короленка. Режим доступу: http://korolenko.kharkov.com
3. Репозитарій НУК: https://eir.nuos.edu.ua/home
4. Society of Automotive Engineers (SAE): http://www.sae.org
5. Winterthur Gas & Diesel Ltd. (WinGD) www.wingd.com
6. Wärtsilä https://www.wartsila.com
7. MAN Energy Solutions https://www.man-es.com
8. Сайт Сaterpillar https://www.caterpillar.com
9. Сайт Mitsubishi: https://www.mhi.com
10. Сайт Akasaka Diesels Ltd: http://www.akasaka-diesel.jp/en/
11. Сайт Daihatsu Diesel: https://www.dhtd.co.jp/en/
12. Сайт Hyundai: http://www.hyundai-engine.com/en/