Papers by Александр Усатый
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment
The issues of improving the structural-topological formation of the information model of the flow... more The issues of improving the structural-topological formation of the information model of the flow path of a steam turbine with the aim of using it in the problems of optimal design of turbine blocks are considered. A new hierarchical level "Compartment" has been added, which made it possible to link in a single information space the parameters of the frequency converter and the rest of the equipment of the turbine unit and made it possible to set and solve the problems of optimal design of turbine blocks. An improved one-dimensional model of the processes in the frequency converter, which allows simulating the course of processes in the frequency converter of a turbine from compartment to compartment (sub-section modeling of processes in the frequency converter with given steam parameters between the compartments). The improved mathematical model of the processes in the frequency converter is coordinated with the improved information model of the frequency converter and is...
Specific Features of the Replacement of the Available Flow Path by the Optimal Flow Path when Upgrading the Steam Turbine High-Pressure Cylinder
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 2021
This scientific paper gives the main research data obtained during the solution of the search pro... more This scientific paper gives the main research data obtained during the solution of the search problem to define optimal parameter values for the thermal circuit of the К-540-23.5 turbine unit that would provide the most efficient operation both for the optimal version of the high pressure cylinder (HPC) as part of the turbine unit and the turbine unit on the whole. The effect of the distribution of heat differences in the stages of the optimal flow part of the high pressure cylinder used by the К-540-23.5 turbine on the integral quality factors of the turbine unit has been assessed. The calculation studies of the thermal circuit of the turbine unit with the optimal flow section of the high-pressure cylinder showed that the temperature of the underheated feed water in the high pressure heater (HPH) arranged near the steam generator has the most critical effect on the power and economical efficiency of the high pressure cylinder and entire turbine unit. The two-criterion Pareto proble...
Optimization and Comparison of Two Technologies for the Manufacture of Blades for Flow path HPC Turbine K-330-23.5
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 2021
The article presents the results of multiparameter optimization of the structural and thermogasdy... more The article presents the results of multiparameter optimization of the structural and thermogasdynamic parameters of the flow path of the HPC K-330-23.5, obtained using the developed CAD “Turboagregat”. The found 12 optimal solutions for the flow path of the HPCK-330-23.5 make it possible not only to assess the effect of the design parameters and the number of blades of the HPC stages on the HPC efficiency, but also to carry out a comparative analysis of two technological approaches to manufacturing the rotor blades – with and without trimming the initial edges. Calculations have confirmed the negative effect of increasing the radius of the “tummy” circle on the nature of the flow and on the efficiency of the cascades. In cascades with increased profiles by 9.83 % with a radius of the “tummy” circle, the coefficient of profile losses of the cascade increased by 0.07 % (absolute) in comparison with the original cascade from the original 1MMK-U profiles.
Development of the Typical Design of the High-Pressure Stage of a Steam Turbine
Advances in Design, Simulation and Manufacturing III, 2020
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 2020
Застосування комплексної методології для оптимізації проточних частин парових турбін (АННОТАЦИЯ н... more Застосування комплексної методології для оптимізації проточних частин парових турбін (АННОТАЦИЯ на укр. языке) Times New Roman 8, написанная на русском языке, 50-60 слов. В статті викладено ефективність застосування комплексної методології при модернізації існуючих проточних частин парових турбін. Наведена методологія дозволяє збільшити абсолютний ККД на 0,83%, а потужність турбіни на 1,87% за рахунок використання об'єктно-орієнтованого підходу. Використання рекурсивного обходу різних рівнів оптимізації задля обміну інформацією між об'єктами дозволяє знайти оптимальне рішення для великої кількості конструктивних параметрів. екст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст текст Ключевые слова: парова турбіна, ефективність, оптимізація, проточна частина, ККД
МОДЕЛИ РАСЧЕТА СИСТЕМ СОПЛОВОГО ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ЗАДАЧАХ МНОГОРЕЖИМНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
В статье приведены модели расчета соплового парораспределения с заданным расходом рабочего тела, ... more В статье приведены модели расчета соплового парораспределения с заданным расходом рабочего тела, реализующие четыре варианта законов управления подъемами регулирующих клапанов для обеспечения, требуемого расхода. Модели предназначены для использования в задачах оптимального синтеза и анализа конструкций осевых турбин с учетом режимов их эксплуатации.
Совершенствование цилиндра высокого давления турбины К-220-44-2М АЭС “Ловииса”
Теплоэнергетика, 2013
Optimization of geometrical parametrs of turbine expander flowing part with rotary diaphragms
Розроблено алгоритм вирішення оптимізаційної задачі для турбодетандера з урахуванням змінного реж... more Розроблено алгоритм вирішення оптимізаційної задачі для турбодетандера з урахуванням змінного режиму роботи. Проведено розрахункові дослідження впливу розподілення кутів виходу з соплового апарату (α1) по проточній частині на ефективність в залежності від режиму роботи. Виконано оптимальне проектування турбодетандера з поворотними діафрагмами. Наведені та проаналізовані результати розрахунків.Solution algorithm for the task of optimal design of turbine expander with taking into consideration changing schedule loading was developed. Computational researches of influence of the nozzles outlet angles (α1) distribution along the flow path subject to mode of operation were performed. Optimal design of turbine expander with rotary diaphragms has been made. Calculations results are given and studied
Supersonic Flow in the Blade Channel of the Nozzle with a Rotary Diaphragm at Small Degrees of Opening
Lecture notes in mechanical engineering, 2022
Программная реализация единого информационного пространства интегрированной системы автоматизированного проектирования "Турбоагрегат
Рассмотрены особенности программной реализации информационного пространства интегрированной систе... more Рассмотрены особенности программной реализации информационного пространства интегрированной системы автоматизированного проектирования "Турбоагрегат" на основе принципов открытости, информационного и системного единства с использованием специального описания структурно-топологической конфигурации информационного пространства и представлении всех его элементов, компонент и подсистем в унифицированном виде, что позволило организовать процессы управления и информационного согласования с помощью универсальных рекурсивных алгоритмов.The features of software realization of information space of integrated Turboagregat CAD system are considered on the basis of principles of an openness, information and system unity with the use of the special description of a structural-topological configuration of information space and presentation of all its elements, components and subsystems in a unified form, that has allowed to organize the processes of control and information coordination w...
Розглянута задача оптимізації складного тангенціального навалу кільцевої турбінної решітки реакти... more Розглянута задача оптимізації складного тангенціального навалу кільцевої турбінної решітки реактивного типу. Викладена методика її рішення з використанням CFD-моделювання та планування чисельного експерименту. Приведено порівняння розрахункових характеристик оригінальної та модернізованої решіток.The problem of optimization complex tangential bulk a blade rim of jet type is considered. The technique of its decision with use of CFD-modelling and planning of computing experiment is stated. Comparison of settlement characteristics of the initial and modernized blade rim is resulted
Methodology of the object-oriented complex optimization of the flow passes of powerful steam turbines taking into consideration the variable operation mode
Разработана методология оптимизации проточной части мощных паровых турбин с учетом режимов эксплу... more Разработана методология оптимизации проточной части мощных паровых турбин с учетом режимов эксплуатации. Представлена новая сложная иерархическая структура оптимизационной задачи реализованной в САПР «Турбоагрегат», которая основана на принципах единого интегрированного информационного пространства, путем добавления новых объектов оптимизации. Для организации эффективного информационного обмена процесс оптимального проектирования реализован с использованием рекурсивного обхода уровней оптимизации.The methods of the object-oriented complex optimization of the flow pass of powerful steam turbine taking into consideration the operation modes has been developed. New optimization objects have been included into the complicated hierarchical structure of the project, which opened more opportunities for the design and modernization of steam turbines. This allows for the high-accuracy estimation of the efficiency of the turbine unit on the whole, for optimal solutions at simultaneous conside...
Предложена методика повышения точности формальной макромодели (полного квадратичного полинома). П... more Предложена методика повышения точности формальной макромодели (полного квадратичного полинома). Приведено сравнение точности исходной, полученной с использованием планов Рехтшафнера, и уточненной формальной макромодели на тестовой функции. Также выполнена оптимизация турбинного соплового профиля с использованием известной и предложенной методики.The method of accuracy improving of formal macro model (full quadratic polynomial) is proposed. The results of comparison the initial that was obtained with the use of Rehtshafner plans,and refined formal macro model with tested function are showed. Also, the optimization of turbine nozzle profile with using the known and the refined formal macro model is conducted
Описана методика оценки влияния подрезки выходных кромок на эффективность плоских турбинных решет... more Описана методика оценки влияния подрезки выходных кромок на эффективность плоских турбинных решеток активного типа. Изложенная методика выполнена с помощью CFD-моделирования и планирования численного эксперимента.Описано методику оцінки впливу підрізування вихідних кромок на ефективність плоских турбінних решіток активного типу. Викладена методика виконана за допомогою CFD-моделювання і планування чисельного експерименту
Models of calculation of systems of nozzle paroraspredeleniya are in tasks of multimode optimization
В статье приведены модели расчета соплового парораспределения с заданным расходом рабочего тела, ... more В статье приведены модели расчета соплового парораспределения с заданным расходом рабочего тела, реализующие четыре варианта законов управления подъемами регулирующих клапанов для обеспечения, требуемого расхода. Модели предназначены для использования в задачах оптимального синтеза и анализа конструкций осевых турбин с учетом режимов их эксплуатации.In the article the models of calculation of nozzle paroraspredeleniya are resulted with the set expense of working body, realizing four variants of laws of management gettings up of regulative valves for providing, required expense. Models are intended for the use in the tasks of optimum synthesis and analysis of constructions of axial turbines taking into account the modes of their exploitatio
Розроблено трьохрівневий алгоритм для оптимізації проточних частин турбін газотурбінних установок... more Розроблено трьохрівневий алгоритм для оптимізації проточних частин турбін газотурбінних установок з урахуванням режимів експлуатації. Розкрито основні можливості та галузі застосування розробленого алгоритму. Запропонований алгоритм був реалізований у вигляді сценарію обчислювальних процесів на базі єдиного інформаційного простору системи автоматизованого проектування "Турбоагрегат".The three-level algorithm of optimization of gas-turbine installations axial turbines flow paths taking into consideration operation modes was developed. The basic capabilities and fields of application of the developed algorithm are shown. The proposed algorithm is realized as the scenario for computing processes on the basis of CAD «Turboaggregate» common information space
Aerospace technic and technology
In the process of developing a method for numerically investigating a plane flow around a nozzle ... more In the process of developing a method for numerically investigating a plane flow around a nozzle array with a rotary diaphragm, calculations were performed for various degrees of opening of the rotary diaphragm δ and pressure drops π on the array. The article presents some results of a numerical study of the flow in the nozzle channel at the degree of opening of the rotary diaphragm δ = (1…0.15). Modeling and calculations of the flow of the working fluid were performed using the Fluent software package. The construction of computational areas, limited by one inter-blade channel, for a different degree of opening of the diaphragm of the nozzle apparatus has been carried out. The grids for the computational domains were constructed. Calculations were carried out for δ = (1…0.15) and for various degrees of pressure drop across the grate. Because of the performed calculations, flow patterns in the interblade channel and behind it, and the distribution of kinetic energy loss coefficients...
Национальный технический университет *Харьковский политехнический институт*, 2019
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению практического задания "Оптимальное проектирование ступени с по... more МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению практического задания "Оптимальное проектирование ступени с помощью программы AxStream" по курсу "Основы теории оптимального проектирования турбомашин" для студентов специальности 142 «Енергетическое машиностроение», в том числе для иностранных студентов Затверджено редакційно-видавничою радою університету, протокол № 2 від 17.05.2019 р.
НТУ *ХПИ*, 2009
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков, Украина ... more Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков, Украина ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СЛОЖНОГО ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО НАВАЛА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЬЦЕВОЙ РЕАКТИВНОЙ ТУРБИННОЙ РЕШЕТКИ Розглянута задача оптимізації складного тангенціального навалу кільцевої турбінної решітки реактивного типу. Викладена методика її рішення з використанням CFD-моделювання та планування чисельного експерименту. Приведено порівняння розрахункових характеристик оригінальної та модернізованої решіток. The problem of optimization complex tangential bulk a blade rim of jet type is considered. The technique of its decision with use of CFD-modelling and planning of computing experiment is stated. Comparison of settlement characteristics of the initial and modernized blade rim is resulted.
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 2018
В результате проведения и обработки результатов численных исследований была получена аппроксимаци... more В результате проведения и обработки результатов численных исследований была получена аппроксимационная зависимость для оценки квадратов коэффициентов скорости сопловых решеток с поворотными диафрагмами. Полученная зависимость позволяет оценить влияние геометрических и режимных параметров решеток на их эффективность. Для получения такой зависимости с помощью насыщенного плана Рехтшафнера и дополнительного плана, повышающего точность и адекватность зависимости, был спланирован вычислительный эксперимент. В соответствии с разработанными планами эксперимента был спроектирован ряд сопловых решеток с различной геометрией и степенью относительного смещения их неподвижной и поворотной частей, а также построены их расчетные области. С помощью комплекса CFD были проведены соответствующие расчетные исследования по оценке влияния геометрических и режимных параметров сопловых решеток с поворотными диафрагмами на их эффективность. Полученные в процессе численных исследований квадраты коэффициентов скорости сопловых решеток c поворотными диафрагмами были использованы в процессе соответствующей обработки и создания аналитической зависимости для оценки эффективности таких решеток. Полученная зависимость предназначена для решения задач синтеза и анализа теплофикационных турбин с регулируемыми отборами пара. Ключевые слова: поворотная диафрагма, планирование вычислительного эксперимента, СFD, теплофикационные турбины. О. П. УСАТИЙ, Т. А. ФАМ СТВОРЕННЯ ІНЖЕНЕРНОЇ МЕТОДИКИ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ СОПЛОВИХ РЕШІТОК З ПОВОРОТНИМ ДІАФРАГМАМИ В результаті проведення та обробки результатів чисельних досліджень була отримана апроксимаційна залежність для оцінки квадратів коефіцієнтів швидкості соплових решіток з поворотними діафрагмами. Отримана залежність дозволяє оцінити вплив геометричних і режимних параметрів решіток на їх ефективність. Для отримання такої залежності за допомогою насиченого плану Рехтшафнера і додаткового плану, що підвищує точність і адекватність залежності, був спланований обчислювальний експеримент. Відповідно до розроблених планів експерименту був спроектований ряд соплових решіток з різною геометрією і ступенем відносного зміщення їх нерухомою і поворотною частин, а також побудовані їх розрахункові області. За допомогою комплексу CFD були проведені відповідні розрахункові дослідження з оцінки впливу геометричних і режимних параметрів соплових решіток з поворотними діафрагмами на їх ефективність. Отримані в процесі численних досліджень квадрати коефіцієнтів швидкості соплових решіток c поворотними діафрагмами були використані в процесі відповідної обробки і створення аналітичної залежності для оцінки ефективності таких решіток. Отримана залежність призначена для вирішення завдань синтезу та аналізу теплофікаційних турбін з регульованими відборами пара. Ключові слова: Поворотна діафрагма, планування обчислювального експерименту, СFD, теплофікаційні турбіни.
Uploads
Papers by Александр Усатый