| ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ |
ВЛИЯНИЕ ПОПРАВОЧНЫХ ФУНКЦИЙ В УРАВНЕНИЯХ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДЕЛИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ОТРЫВНОГО ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛЕ ЗА ДИАФРАГМОЙ
С.В. Болдырев*, С.И. Харчук**
underminder@mail.ru, kharchyk@mail.ru
*Набережночелнинский институт (филиал)
ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
**ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»
Ключевые слова: пульсирующее течение, отрывное течение, турбулентное течение, численное моделирование, модель турбулентности, длина отрывной зоны.
Аннотация
В статье предложен вариант модификации квадратичной высокорейнольдсовой k- модели турбулентности для улучшения прогнозирования локальных характеристик пульсирующего отрывного турбулентного течения сжимаемого газа в канале за диафрагмой при сравнительно больших значениях числа Струхаля. Определены значения поправочных функций C1 и для режимов Sh = 0..0,5 при Re = 17000 и Re = 33000. Проведены тестовые расчеты. Результаты моделирования (коэффициенты трения и давления, длина отрывной зоны, турбулентные характеристики) сравнены с экспериментальными данными. Выявлено, что исходная модель турбулентности обеспечивает необходимую точность расчета только при Sh < 0,07.
ЧИСЛЕННОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХФАЗНОГО ЗАКРУЧЕННОГО ТЕЧЕНИЯ В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ (ЧАСТЬ I)
А.С. Буров*, Г.А. Глебов**
masteru_2004@rambler.ru, Glebov_G_A@mail.ru
* АО «Казанское ОКБ «Союз»
** Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А. Н. Туполева – КАИ
Ключевые слова: прямоточный циклон, сепарация, двухфазное течение, численный метод, модель турбулентности, структура закрученного течения, эффективность очистки.
Аннотация
Проведено исследование двухфазного течения в прямоточном циклоне. На основе сравнения численного, с использованием программного комплекса ANSYS Fluent, и физического экспериментов выбрана оптимальная модель турбулентности для расчета исследуемого течения. Показано, что степень очистки газа от механических примесей существенно зависит от размера и формы частиц. Метод расчета применим для циклонов различных размеров в широком диапазоне режимных параметров.
Исследование реологического поведения вязкоупругой жидкости на основе различных моделей на примере СКИ-3
Е.К. Вачагина, Г.Р. Халитова, А.А. Кайнова, А.И. Кадыйров
vachaginae@mail.ru, halitova-galia@mail.ru, anastasiya-kaynova@mail.ru, aidarik@rambler.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук
Ключевые слова: вязкоупругая жидкость, реологическая модель, вязкость, время релаксации, вторичные течения.
Аннотация
В статье представлены результаты экспериментальных вискозиметрических измерений для образца СКИ-3, для которого были получены параметры реологических моделей Гиезекуса, Фан-Тьен-Таннера и Виноградова-Малкина. Получено аналитическое решение течения вязкоупругой жидкости Гиезекуса в трубе, с которым была проведена верификация численного метода решения, используемого в программном комплексе COMSOL Multiphysics. Особенности течения образца СКИ-3, который проявляет свойства вязкоупругой жидкости, были рассмотрены на примере течения в призматическом канале квадратного поперечного сечения. Проведено сравнение полученных численных результатов, рассчитанных по этим моделям.
| ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЕ |
РАСЧЕТ РАЗВИТИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ПАНЕЛИ ФЮЗЕЛЯЖА ПРИ ДВУХОСНОМ НАГРУЖЕНИИ
В.Н. Шлянников1,2, А.В. Туманов1, А.М. Тартыгашева1
shlyannikov@mail.ru, tymanoff@rambler.ru
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Казанский научный центр Российской академии наук
2 Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А. Н. Туполева – КАИ
Ключевые слова: панель фюзеляжа, двухосность нагружения, трещина, модель сцепления
Аннотация
Проведен расчет типовой криволинейной панели фюзеляжа аэробуса с иллюминаторами, продольным и поперечным силовым набором. Рассмотрены три варианта двухосного нагружения панели с прямолинейными и криволинейными трещинами различной длины. В разработанные расчетные схемы МКЭ панели введены специальные области для моделирования зоны предразрушения с использованием специальных когезионных элементов. Расчеты выполнены для условий сочетания наддува фюзеляжа внутренним давлением и продольными усилиями. Представлен расчет траектории развития трещины на основе параметра плотности энергии деформации для рассмотренных условий нагружения панели. Дана оценка влияния состояния области предразрушения на общее и локальное напряженно-деформированное состояние при двухосном нагружении прямолинейных и криволинейных трещин для внутренней и внешней поверхностей оболочечной панели обшивки фюзеляжа.
Обобщенные диаграммы циклической трещиностойкости при двухосном нагружении
В.Н. Шлянников, А.П. Захаров
shlyannikov@mail.ru, alex.zakharov88@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук (КазНЦ РАН)
Ключевые слова: двухосное циклическое нагружение, крестообразный образец, скорость роста трещины, пластический коэффициент интенсивности напряжений, обобщенные координаты.
Аннотация
Проведено комплексное расчетно-экспериментальное исследование скорости роста трещин в крестообразных образцах двух геометрий при двухосном нагружении. Для рассматриваемых геометрий крестообразных образцов определены упругие и пластические параметры полей напряжений в вершине трещины в зависимости от вида двухосного нагружения и относительной длины трещины. Введен и обоснован обобщенный параметр сопротивления циклическому деформированию и разрушению в форме пластического коэффициента интенсивности напряжений для условий двухосного нагружения. Экспериментально установлено влияния вида двухосного нагружения на характеристики циклической трещиностойкости в крестообразных образцах двух геометрий. Обобщение экспериментальных данных по скорости роста трещины в крестообразных образцах представлено в форме диаграммы усталостного разрушения в нормализованных координатах.
ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ НА ОСНОВЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
А.В. Туманов, Н.В. Бойченко
tymanoff@rambler.ru, tasha1203@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук
Ключевые слова: упруго-пластический коэффициент интенсивности напряжений, пластичность, метод конечных элементов
Аннотация
Данная работа посвящена установлению диапазона устойчивых значений определяющего параметра упруго-пластических полей напряженно-деформированного состояния в форме -интеграла в области вершины трещины. Объектами исследования являлись тело бесконечных размеров, содержащее сквозную прямолинейную трещину, а так же компактные образцы с вариацией длины трещины и уровня приложенной нагрузки. Для определения параметров напряженно-деформированного состояния в численных расчетах использовались различные методы аппроксимации диаграмм деформирования.
В работе показаны преимущества использования модели Рамберга-Осгуда для описания поведения упруго-пластического материала. Найдена и обоснована область существования устойчивого решения управляющего параметра . Доказано, что положение этой области практически не зависит от геометрии тела с трещиной.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ РОСТУ ТРЕЩИН ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ УСТАЛОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ
А.В. Туманов
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук
Ключевые слова: коэффициент интенсивности напряжений при ползучести, взаимодействие усталости и ползучести
Аннотация
Разработана методика проведения испытаний и интерпретации результатов, позволяющая получить диаграмму скорости роста трещины в терминах коэффициента интенсивности напряжений при ползучести. Предложенный алгоритм апробирован на компактных образцах, выполненных из стали Р2М. Показано, что использование коэффициента интенсивности напряжений при ползучести позволяет учитывать туннелирование фронта трещины.
| ЭКОНОМИКА, ЭКОЛОГИЯ, НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЦЕССЫ В ЭНЕРГЕТИКЕ |
Моделирование и прогнозирование развития энергоснабжения населенного пункта
А.З. Даминов, Ю.В. Караева
daminov@list.ru, julieenergy@list.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Казанский научный центр Российской академии наук (КазНЦ РАН)
Ключевые слова: моделирование, долгосрочное прогнозирование, энергоснабжение, населенный пункт.
Аннотация
Разработана математическая модель прогнозирования развития энергоснабжения населенного пункта. Использование модели позволит систематически проводить: прогнозно-аналитические работы; отбирать для последующей реализации решения, новые технологии, проекты и программы для достижения надежного энергосбережения; формировать научно-техническую политику, согласованную с требованиями инновационной экономики; осуществлять комплексное совершенствование энергетического сектора.
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ РЕСПУБЛИКИ БУРУНДИ
Ж. А. Манигомба, Н.Д. Чичирова
аmanigomba@yahoo.fr
Казанский государственный энергетический университет
Ключевые слова: тепловые электростанции, биомасса, дефицит мощности, полезные ископаемые, экология.
Аннотация
В работе дан анализ состояния электроэнергетики Республики Бурунди. Описаны основные типы действующих и проектируемых электростанций и проведена оценка производства электрической энергии. Предложены пути решения проблемы дефицита мощностей, основанные на создании экологически безопасных тепловых станций, использующих дизельное топливо и биомассу. Установлено, что переработка отходов городов и заводов позволит решить экологические проблемы.
СИСТЕМНАЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМБИНИРОВАНИЯ ГТУ И АЭС С ВВЭР-1000
В.А. Хрусталев1,2, М.В. Гариевский2
khroustalevva@mail.ru, garievsky.michael@gmail.com
1 Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
2 Саратовский научный центр Российской академии наук
Ключевые слова: атомные электростанции, газотурбинные установки, эффективность, безопасность, комбинированные циклы
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы повышения безопасности и экономичности АЭС путем комбинирования с газотурбинными установками. Рассчитана частота повреждения активной зоны в случае обесточивания энергоблока АЭС для различных схем резервирования. Показано, что резервирование собственных нужд АЭС постоянно действующими газотурбинными установками позволяет снизить риск тяжелых аварий при обесточивании АЭС. При этом помимо использования ГТУ в качестве резервных источников, возможно эффективно утилизировать тепло продуктов сгорания и использовать его в тепловой схеме АЭС. Проведен расчет технико-экономических показателей различных вариантов и технических решений, обеспечивающих эффективное комбинирование газотурбинных установок с энергоблоками АЭС.