Указом Президиума 

Верховного совета СССР от 28 декабря 1977 г. НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова было награждено орденом  Октябрьской 

Революции.
Турбомашины и комбинированные турбоустановки
Main / О предприятии > Организационная структура > Аспирантура ОАО \"НПО ЦКТИ\" > Турбомашины и комбинированные турбоустановки

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки.

 

1. Основные сведения о турбомашинах.

Существующие типы турбинных (паровых, газовых, гидравлических) и компрессорных установок, принцип их действия. Области применения турбинных и компрессорных установок, современный уровень параметров рабочего тела в турбомашинах, состояние развития их в России.

 

2. Тепловые циклы турбинных установок.

Тепловые циклы турбоустановок. Основные схемы паротурбинных, газотурбинных и парогазовых установок. Особенности паротурбинных установок для АЭС. Особенности пиковых и полупиковых турбоустановок. Экономичность турбоустановки и энергоблока. Влияние параметров рабочего тела на экономичность цикла. Комбинированная выработка тепла и электроэнергии. Регенеративный подогрев питательной воды, промежуточный перегрев пара и внешняя сепарация в паротурбинных установках, регенерация в газотурбинных установках.

3. Течение рабочего тела в решётках профилей.

Основные уравнения движения вязкого сжимаемого и несжимаемого рабочего тела. Уравнения движения двухфазного рабочего тела. Потери энергии при обтекании решёток. Турбинные и компрессорные решётки. Методы расчета обтекания решёток профилей.

4. Ступень турбомашины.

Преобразование энергии в турбинной и компрессорной ступенях. Выбор характеристик и расчет турбинной и компрессорной ступеней. Формулы Эйлера и теорема Жуковского. Ступени скорости и давления. Потери энергии в элементах ступени. Относительный лопаточный КПД и определение размеров ступени. Относительный внутренний КПД. Изменение параметров потока по радиусу. Способы закрутки потока по радиусу. Влияние влажного пара на основные характеристики ступени паровой турбины. Особенности расчета и проектирования последней ступени паровой турбины.

 

4. Многоступенчатые турбомашины.

Рабочий процесс многоступенчатой турбомашины. Основы расчета и проектирования многоступенчатых турбомашин. КПД проточной части и КПД турбины. Влияние влажности пара на характеристики группы ступеней паровой турбины.

 

5. Работа турбины на переменных режимах.

Способы регулирования мощности в газовых и паровых турбинах. Тепловой процесс в газовой и паровой турбине на переменном режиме. Пуск и останов газовой и паровой турбины.

 

 

6. Конструкции основных элементов турбомашин.

Типовые конструкции рабочих лопаток паровых турбин. Конструкция лопаток газовых турбин. Особенности охлаждения лопаток газовых турбин. Направляющие аппараты и диафрагмы. Основные конструкции дисков и роторов, их характеристики. Типовые варианты элементов статора и клапанов. Опорные и упорные подшипники, их конструкции. Типы соединительных муфт. Масляная система. Системы регулирования. Валоповоротные устройства. Особенности конструкций паровых турбин ТЭС и АЭС.

 

7. Прочность элементов турбомашин.

Расчет рабочих лопаток на изгиб и на растяжение. Особенности расчета длинных лопаток последних ступеней. Вибрация лопаток. Возмущающие силы и вибрационная отстройка лопаток. Вибрационный расчет лопаток и пакетов. Напряжения в роторах и дисках. Колебания валов и расчет критических чисел оборотов. Основы расчета диафрагм и корпусов. Учет температурных напряжений при оценке прочности. Основные материалы, применяемые в турбостроении.

 

8. Теория рабочего процесса гидротурбин.

Преобразование энергии в гидротурбине. Методы расчета гидравлических потерь в лопастных машинах. Современные методы проектирования рабочих колес гидротурбин и других элементов проточного тракта. Кавитация в гидротурбинах и методы прогнозирования ее возникновения.

 

9. Экспериментальные исследования гидротурбин.

Виды экспериментальных исследований, их цели и условия проведения. Принципы моделирования для различных исследований. Общие требования к модельным установкам и методы измерения. Пересчет результатов модельных испытаний на натурные условия. Особенности исследования на натурных машинах.

 

10. Конструкции гидравлических турбин.

Выбор типа гидротурбин на заданные условия и основные параметры. Построение эксплуатационных характеристик и сравнение эффективности различных вариантов. Существующая номенклатура гидротурбин. Унификация гидротурбинного оборудования. Основные типы компоновок гидроагрегатов для различных условий при вертикальном и горизонтальном исполнении. Сопряжение гидротурбины с гидрогенераторами. Конструкции рабочих колес направляющих аппаратов, опорных узлов, вспомогательного оборудования. Применяемые материалы для основных деталей. Предтурбинные затворы. Особенности конструкции и компоновки обратимых насос-турбин. Современные тенденции в конструировании гидротурбин и насос-турбин. Технология изготовления и точность изделий. Системы автоматического регулирования гидротурбин.

 

11. Прочность и вибрация гидротурбин.

Методы оценки напряженно-деформационного состояния деталей и узлов гидротурбин. Критерии прочности. Определение вибрационных характеристик вращающихся и неподвижных деталей гидротурбин. Оценка возможности резонансных состояний. Учет влияния воды на частоты и формы колебаний.

 

12. Решетки профилей компрессорных установок.

Формы профилей решеток осевых и центробежных компрессорных машин, их геометрические параметры. Физические явления при взаимодействии потока с профилем и решеткой. Силы, действующие на профили и решетки. Характеристики напора и потерь решеток. Особенности течения газа через пространственные решетки.

 

13.Ступень компрессора.

Основные газодинамические и конструктивные параметры осевого и центробежного колеса. Газодинамические параметры неподвижных элементов ступени. Газодинамические характеристики ступени и ее элементов.

 

14. Многоступенчатый компрессор.

Основы расчета и проектирования многоступенчатых осевых и центробежных компрессорных машин. Охлаждаемые и неохлаждаемые компрессоры. Способы охлаждения. Распределение отношений давлений по секциям. Число промежуточных охлаждений. Работа турбокомпрессора в системе компрессор – сеть. Методы регулирования турбокомпрессоров.

 

15. Конструкция основных элементов компрессора.

Типовые конструкции направляющих и рабочих лопаток, роторов осевых компрессоров и рабочих колес центробежных компрессоров. Конструкции неподвижных элементов проточной части. Входные регулирующие аппараты. Особенности ступеней с осерадиальными и пространственными колесами.

 

16. Динамика и прочность элементов компрессора.

Принципы расчета статических напряжений в лопатках осевого компрессора и в рабочем колесе центробежного компрессора. Динамическая прочность роторов осевых и центробежных компрессорных машин. Вибрационные явления в компрессорных машинах и методы их устранения.

 

ЛИТЕРАТУРА.

 

Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1993.

Трояновский Б.М., Филиппов Г.А., Булкин А.Е. Паровые и газовые турбины атомных электростанций. М.: Энергоатомиздат.1985.

Кириллов И.И. Газовые турбины и газотурбинные установки. М.: Машгиз, 1956.

Шубенко-Шубин Л.А. Прочность паровых турбин. М.: Машиностроение, 1973.

Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин. М.: Изд-во МЭИ, 2000.

Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки. М.: Энергоатомиздат, 1985.

Безлепкин В.П. Парогазовые и паротурбинные установки электростанций. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997.

Ковалев Н.Н. Гидротурбины. М.: Машиностроение, 1971.

Грановский С.А. и др. Конструкции и расчет гидротурбин.

Основное и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций. Справочное пособие под ред. Васильева Ю.С., Щавелева Д.С. М.: Энергоатомиздат, 1988, 1990.

Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. Л.: Машиностроение, 1981.

Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. Л., Машиностроение, 1982.

Селезнев К.П. и др. Теория и расчет турбокомпрессоров. Л., Машиностроение, 1986.

Ден Г.Н. Механика потока в центробежных компрессорах. Л., Машиностроение, 1973.

Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные турбомашины радиального типа. М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998.

Кудинов В.А., Карташов Э.М. Техническая термодинамика. М.: Высшая школа, 2005.