Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00398 AP08856167-KC-21 0120РК00608
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 2
International publications: 3 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 2
Patents Amount of funding Code of the program
1 19500000 AP08856167
Name of work
Проектирование и исследование динамики роторных машин для разделения многофазных жидких сред с учетом нелинейности опор и действия высокочастотного электромагнитного поля
Type of work Source of funding Report authors
Applied Кыдырбекулы Алматбек Балгабекович
1
2
2
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования является роторная система с полостью, частично заполненной жидкостью, установленная на упругом фундаменте с нелинейными характеристиками опор, с учетом действия высокочастотного электромагнитного поля (ВЭП) на обрабатываемый материал.

Зерттеу объектісі тіректерінің сипаттамасы бейсызық серпімді фундаментте орналасқан, қуысы жартылай сұйықтықпен толтырылған, өңделетін материалға жоғары жиілікті электромагниттік өрістің (ЖЖЭӨ) әсеріндегі, роторлық жүйе болып табылады.

Установление частот и силы ВЭП, обеспечивающих низкий уровень вибраций; Разработка методики решения нелинейных дифференциальных уравнений движения, учитывающие воздействия ВЭП; Создание пакета программ моделирования колебательных процессов роторных систем; Создание новой конструкции соосной центрифуги непрерывного действия для разделения многофазных жидких масс (МФЖМ).

ибрацияның төмен дәрежесін қамтамасыз ететін ЖЖЭӨ күшін және жиіліктерді анықтау; ЖЖЭӨ әсерін және тіректердің сызықсыздығын ескеретін, бейсызық дифференциял қозғалыс теңдеулерін шешу әдістемесін жасау; Роторлық жүйелер тербеліс үдерістерін модельдейтін бағдарламар пакетін әзірлеу; Көпфазалы сұйық массаларды (КФСМ) бөлуге арналған үздіксіз үдерісті жаңа конструкциялы осьтес центрифуганы құрастыру.

Для достижения поставленных целей используются: – основные фундаментальные законы теоретической механики и механики сплошной среды, выбор и построение на их на основе строгих динамических моделей; – математическая корректность постановки и решения задач для реальных конструк-ций роторов при применении методов аналитического и численного решения; – строгость математических выкладок и обоснованность сделанных допущений в рамках рассматриваемых задач; – применение известных апробированных методов аналитического и численного ре-шения задач теории функций комплексных переменных, математического и функционального анализа, уравнений математической физики, сплошной среды, теории пограничного слоя, теории колебаний и теории устойчивости движения, теории нелинейных колебаний, теории высшей алгебры; – удовлетворительное соответствие результатов работы с теоретическими и экспери-ментальными данными работ других исследователей, тестирование решений нелинейных моделей путем сопоставления результатов их линеаризации с решениями известных линей-ных моделей, а также использование высокоточных вычислительных пакетов (такие как MSC Nastran, Patran, Marc, Comsol Rotordynamics, Ansys) обусловливает достоверность ре-зультатов; – является важным получение в аналитическом виде динамических критериев для расчета механизмов по частотам и амплитудам установившихся колебаний, для определения границ устойчивости и т.п.

Алға қойылған мақсаттарға жету үшін келесідей әдістер пайдаланылады: – теориялық механика және тұтас орта механикасының негізгі іргелі заңдары, қатаң динамикалық модельдер негізінде оларды таңдау және құру; – аналитикалық және сандық әдістерді қолдана отырып, нақты ротордың конструкциялары үшін мәселелерді шешу және шешудің математикалық дұрыстығы; – математикалық есептеулердің қатаңдығы және қарастырылып отырған мәселелер шеңберінде қабылданған жорамалдардың негізділігі; – аналитикалық және сандық шешудің белгілі бекітілген әдістерін қолдану, математикалық және функционалдық анализ, математикалық физиканың теңдеулері, тұтас орта, шекаралық қабат теориясы, тербеліс және орнықтылық теориясы, бейсызық тербелістер теориясы, жоғарғы алгебра теориясы; – жұмыстың нәтижелерін басқа зерттеушілердің теориялық және эксперименталдық деректерімен қанағаттанарлық сәйкес келтіріп, сызықты модельдердің сызықты емес модельдердің шешімдерімен салыстыру арқылы және жоғары дәлдіктегі есептеу пакеттерін (MSC Nastran, Patran, Marc, Comsol Rotordynamics, Ansys) қолдану; – аналитикалық түрде орныққан тербелістер жиіліктеріне және амплитуда механизмдеріне, орнықтылық шекараларын анықтауға арналған динамикалық критерийлерді және т.б. алу маңызды.

По результатам НИР были получены следующие результаты: - проведен патентный поиск всех возможных подвесных центрифуг непрерывного действия; - проведен сравнительный анализ по программам динамического моделирования роторных систем; - завершена проектировка новой конструкции с встроенным узлом, создающей ВЭП; - созданы динамические модели разных роторных машин с полостью, частично заполненной жидкостью, установленных на упругом основании для отделения инородных примесей от МФЖМ при учете нелинейных упругих характеристик подшипников качения и опор фундамента, в результате которых получены дифференциальные уравнения движения; - разработаны автоматизированные процедуры моделирования и определения амплитуд колебаний роторных систем установленных на подшипниках качения и скольжения; - получены модули интегрируемого планируемого программного обеспечения. Новизна: комплексное решение задач динамического анализа роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругом фундаменте с учётом нелинейно-упругих характеристик различной природы, действия высокочастотного электромагнитного поля на обрабатываемый материал и обеспечения устойчивости их движения с выявлением резонансных (гармонических, субгармонических и ультрагармонических) режимов.

ҒЗЖ нәтижелері бойынша келесідей қорытындылар алынды: - үздіксіз жұмыс істейтін барлық аспалы центрифугаларға қатысты патенттік іздеу жұмыстары аяқталды; - роторлық жүйелер динамикасын модельдеу бағдарламаларына салыстырмалы талдау жүргізілді; - ЖЖЭӨ тудыратын кіріктірілген торабы бар жаңа құрылғыны жобалау жұмыстары аяқталды; - нәтижесі дифференциалдық қозғалыс теңдеулері болып табылатын домалау мойынтіректері мен фундамент тіректерінің серпімді сипаттамаларының бейсызықтығын ескере отырып, КФСМ-ді бөгде қоспалардан тазарту үшін қолданылатын серпімді тірекке орнатылған қуысы сұйықтықпен жартылай толтырылған әртүрлі роторлық машиналардың динамикалық модельдері құрылды; - домалау және сырғу мойынтіректеріне орнатылған роторлық жүйелердің тербеліс амплитудаларын анықтау және модельдеудің автоматтандырылған процедуралары жасалды; - жоспарланған интегралданатын бағдарламалық қамтамасыз ету модульдері жасалды. Ғылыми жаңалығы: қуысы жартылай сұйықтықпен толтырылған, әр түрлі бейсызық серпімді сипаттамалар мен өңделетін материалға ЖЖЭӨ әсері ескерілген, резонанстық (гармоникалық, субгармоникалық және ультрагармоникалық) режимдері анықталған және орнықты қозғалысы қамтамасыз етілген, серпімді фундаментке орнатылған роторлық жүйелерді динамикалық талдау есебінің кешенді шешімі.

Создание и эксплуатация мобильных центрифуг уникальной конструкции в решении только некоторых из многочисленных проблем, таких, например, как очистка амбарной нефти от инородных её компонентов, выделение из тяжелой нефти ценных и дорогостоящих элементов, например, ванадий, а также отделение из легкого углеводородного сырья парафиновых соединений и др., принесет огромную экономическую прибыль, связанную с улучшением текучести нефти по трубопроводам, значительным увеличением срока службы трубопроводов и оборудования нефтеперерабатывающих заводов, с оздоровлением экологической обстановки регионов, с решением социальных проблем (создание новых рабочих мест).

Қамбадағы мұнайды өзге компоненттерінен тазалау, ауыр мұнайдан агрессивті элементтерді бөлу, құнды және бағалы элементтерді, мысалы ваннадийдің, жеңіл көмірсудан парафин бөлу сияқты көптеген мәселелердің біразын шешуге болатын өстес аспалы центрифугалардың әмбебап конструкцияларын құру және экплуатациясы үлкен экономикалық пайда алып келеді, мұнайдың құбырлармен ағуын арттырады, мұнай өңдейтін зауыт жабдықтары мен құбырлардың жарамдылық мерзімін айтарлықтай арттырады, аймақтардың экологиялық көрінісі жақсарады, әлеуметтік мәселелер шешіледі (жаңа жұмыс орындары ашылады).

Целевой аудиторией результатов проекта служат предприятия нефтедобывающей отрасли, а также научно-исследовательские институты и лаборатории изучающие нелинейные процессы в роторных системах и в машиностроении в целом.

Жоба нәтижелерінің мақсатты аудиториясы мұнай өндіру саласының кәсіпорындары, сондай-ақ роторлық жүйелер мен жалпы машина жасауда бейсызық процестерді зерттейтін ғылыми-зерттеу институттары мен зертханалар болып табылады.

UDC indices
621.01
International classifier codes
30.15.27; 30.15.19; 30.15.35;
Key words in Russian
Роторные системы; Колебания и устойчивость; Высокочастотное электромагнитное поле; Полость с частичным жидким заполнением; Нелинейные колебания;
Key words in Kazakh
Роторлық жүйелер; Тербелістер және орнықтылық; Жоғары жиілікті электромагниттік өріс; Сұйықтықпен жартылай толған қуыс; Бейсызық тербелістер;
Head of the organization Рамазанов Тлеккабул Сабитович Доктор физико-математических наук / профессор
Head of work Кыдырбекулы Алматбек Балгабекович Доктор технических наук / профессор