Аналіз демпфування коливань рідини в сферичних резервуарах з використанням методу граничних елементів

image_print
DOI
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 2709-2984 (print), 2709-2992 (online)
Випуск Том 29, № 2, 2026 (червень)
Сторінки 34–43

 

Автори

В. В. Соловей, Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Комунальників, 2/10), e-mail: solovey_v_v@ukr.net, ORCID: 0000-0002-5444-8922

М. М. Зіпунніков, Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Комунальників, 2/10), e-mail: zipunnikov_n@ukr.net, ORCID: 0000-0002-0579-2962

І. О. Воробйова, Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Комунальників, 2/10), e-mail: vorobjova_i@ukr.net, ORCID: 0000-0002-1712-8831

А. М. Авраменко, Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Комунальників, 2/10), Харківський національний автомобільно-дорожній університет (61002, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25), e-mail: an0100@ukr.net, ORCID: 0000-0001-8130-1881

А. С. Птушка, Харківський національний автомобільно-дорожній університет (61002, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25), e-mail: inmov.department@gmail.com, ORCID: 0000-0003-3177-5370

 

Анотація

У роботі показано, що максимальна концентрація енергетичних потужностей в межах територіально-промислових регіонів України на відносно невеликих земельних ділянках зумовила їх велику вразливість під час військових дій. Так, із початку великомасштабного вторгнення енергетична галузь втратила до 30% встановлених потужностей, що вкрай негативно впливає на сталість роботи енергосистеми і перешкоджає задоволенню потреб в електроенергії промислових і комунально-побутових споживачів. Метою роботи є аналіз можливості створення додаткових енергетичних потужностей на базі енерготехнологічного обладнання газотранспортної системи України шляхом реконструкції та модернізації газотурбінних установок (ГТУ) і створення на їх базі розгалуженої системи електростанцій малої і середньої потужності. Проведено системний аналіз структури технопарку енерготехнологічного обладнання газоперекачувальних станцій. Встановлено, що підвищення початкового тиску на 10–12 кПа збільшує потужність енергоустановки ГТ-35-770 на 21–22%, що відповідає 6,9–7,0 МВт додаткової електроенергії. Інтеграція циклів газо- та паротурбінних установок приводить до суттєвого підвищення ККД парогазової установки, який залежить від ККД парового і газового циклів і співвідношення обсягів теплоти, що використовуються в кожній з цих установок. Розроблено технологічну схему із застосуванням надлишкового тиску природного газу в турбодетандері для отримання енергії, яку можна використати для підвищення початкового тиску повітря на вході в ГТУ за допомогою високонапірних вентиляторів. Доведено, що існує можливість глибокої модернізації ГТУ за рахунок втілення парогазових технологій та внесення змін до конструкції систем спалювання газу. Використання термічного потенціалу відпрацьованих газів ГТУ в паротурбінній частині комбінованого циклу дозволяє обмежитися ступенем стиснення πк≤15, що спрощує конструкцію компресора і зводить до мінімуму обсяги додатково стисненого газу в циклі ГТУ. За результатами модернізації буде збільшено потужність встановленого енергообладнання в енергосистемі України на 4,0–5,0 ГВт за умов помірних капіталовкладень на рівні 250–270 $/кВт із строком окупності, що не перевищує 2–2,5 роки.

 

Ключові слова: електроенергія, газотранспортна система, енергетичні потужності, вентилятор, повітря, тиск.

 

Повний текст: завантажити PDF

 

Література

  1. Товажнянський Л. Л., Левченко Б. О. Паливно-енергетичний комплекс. Стратегія розвитку. Харків: НТУ «ХПІ, 2009. 400 с.
  2. Реєстр ізоляційних матеріалів та захисних покривів на їх основі. дозволених до застосування на об’єктах ГТС України. Товариство з обмеженою відповідальністю «Оператор ГТС України», 2026. https://tsoua.com/wp-content/uploads/2026/06/Reyestr-11-06-2026.pdf.
  3. Януль С., Павлов К., Коротя М., Галянт С. Характеристика газотранспортної системи України. Економічний часопис Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. 2019. Т. 1. № 17. С. 31–38. https://doi.org/10.29038/2411-4014-2019-01-31-38.
  4. Парафейник В. П., Щербаков Н. С., Рябов А. О., Шевчук В. В., Разношинский В. Н., Тертышный И. М., Прилипко С. А. Выбор системной характеристики турбокомпрессорного агрегата с учетом анализа его эффективности по результатам натурных испытаний. Ч. I. Состояние вопроса и объекты исследования. Проблемы машиностроения. 2016. Т. 19. № 4. С. 12–18. https://doi.org/10.15407/pmach2016.04.012.
  5. Довженко В. Н., Парафейник В. П., Петров В. В., Меша Е. М., Токарев А. Д. Шумовые характеристики турбокомпрессорных агрегатов с газотурбинным приводом. Вестник двигателестроения. 2006. № 3. С. 42–44.
  6. Русанов Р., Моісеєв С., Купригін О., Калямін Д., Бурняшев А., Новіков М. Досвід проєктування проточних частин відцентрових компресорів турбодетандерних агрегатів. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР. 2025. № 1. С. 54–66. https://doi.org/10.20998/2079-0775.2025.1.06.
  7. Каталоги продукції. Вентиляторний завод «Укрвентсистеми»: офіційний веб-сайт. 2025. https://ukrvent.com/katalogi/.
  8. Павловський В. Г., Павловський Г. І. Термодинаміка фізико-енергетичних процесів: навч. посібник. Харків: НТУ «ХПІ», 2006. 332 с.
  9. Клименко В. Н., Клименко Ю. Г., Мазур А. И. Парогазовые установки с дополнительными маслами на базе двигателя АЛ-31СТЕ. Газотурбинные технологии. 2002. № 1. С. 7–9.
  10. Шнеэ Я. И., Капинос В. М., Котляр И. В. Газовые турбины: учеб. пособие для втузов. Ч. 1: Термодинамические процессы и теплообмен в конструкциях. Киев: Вища школа, 1976. 296 с.
  11. Смирнов А. В., Щедренков А. Н., Щербаков О. Н., Каруцкий А. Ю., Парафейник В. П. Численное исследование течения газа в выхлопных трактах газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом на базе двигателя ДУ80Л1. Вестник двигателестроения. 2015. № 2. С. 199–206.
  12. Терещенко А. Д., Карп И. Н., Леванюк Т. А., Марченко Г. С., Избаш В. И., Соляник В. Г., Коломеев В. Н., Педько Б. И. Каталитическое сжигание топлива – один из способов повышения экологических характеристик энергетических установок. Экотехнологии и ресурсозбережение. 2003. № 2. С. 27–30.
  13. Романов В. І., Болдін Ю. М., Ісаков Б. В. Багатоцільові енергогенеруючі газотурбінні установки (ПГТУ) «Водолей». Колега. 2006. № 1–2. С. 2–13.
  14. Клименко В. Н., Мазур А. И., Сабашук П. П. Когенерационные системы с тепловыми двигателями: справ. пособие: в 3 ч. Ч. 1. Общие вопросы когенерационных технологий. Киев: ИПЦ АЛКОН НАН Украины, 2008. 559 c.
  15. Халатов А. А., Карп B. М., Куцан Ю. Г. Энергетическое газотурбостроение: перспективы использования в энергетике Украины. Вестник НАН Украины. 2015. № 11. С. 52–58. https://doi.org/10.15407/visn2015.11.052.
  16. Халатов А. А., Фіалко Н. М., Тимченко М. П. Енергетична безпека україни: загроза вичерпання довгострокових енергетичних ресурсів. Теплофізика та теплоенергетика. 2020. Т. 42. № 3. С. 5–22. https://doi.org/10.31472/ttpe.3.2020.1.
  17. Кулик М. М., Нечаєва Т. П., Згуровець О. В. Перспективи та проблеми розвиту об’єднаної енергосистеми України в умовах її приєднання до енергосистеми Євросоюзу і гіпертрофованого використання у її складі вітрових та сонячних електростанцій. Системні дослідження в енергетиці. 2019. № 4 (59). С. 4–12. https://doi.org/10.15407/pge2019.04.004.
  18. Енергетика: історія, сучасність і майбутнє. Кн. 5. Електроенергетика та охорона навколишнього середовища. Функціонування енергетики в сучасному світі / Т. О. Бурячок, З. Ю. Буцьо та ін.; наук. ред.: Клименко В. Н., Ландау Ю. О., Сігал І. Я. Київ, 2013. 391 с. http://energetika.in.ua/ua/books/book-5/part-5/section-3/3-1.
  19. Solovey V., Rusanov A. Integrated energy technologies when using natural gas in utility heat power engineering. In: Altenbach H., et al. Advances in Mechanical and Power Engineering. CAMPE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Cham: Springer, 2023. P. 78–87. https://doi.org/10.1007/978-3-031-18487-1_8.

 

Надійшла до редакції 12.05.2026
Прийнята 21.05.2026
Опублікована 30.06.2026