AP08857367 Разработка инновационных технологий обеспечения улучшения показателей энергоэффективности и надежности центробежных насосов, производимых в Казахстане

Актуальность

Идея проекта будет направлена на решение многокритериальной задачи, состоящей в интеграции походов улучшения показателей энергоэффетивнсти и надежности насосного оборудования. Методы будут включать модификацию геометрии проточных частей, с целью совершенствование геометрии проточной части насоса, что улучшит кинематику потока, гомогенная решетка лопастей  будет модифицирована на гетерогенную, изменение свойств (модификация) твердых поверхностей, взаимодействующих с перекачиваемой жидкостью, за счет замены материала центробежного колеса с металла на композитные полимеры, что также позволит положительно повлиять на динамические характеристики насоса за счет уменьшение силы дисбаланса. Предшествующие исследования в этой области выполнялись в направлении изменения геометрии лопасти на лопасть двойной кривизны, или изменения формы дисков способом «оромашивания», проблемы трения потока решались путем нанесения гидрофобных покрытий на рабочие диски и каналы рабочих колес, снижение вибрации выполнялось путем установки ддинамических гасителей. Идея, предложенная в проекте, позволит сократить технологическую цепочку модификации колес на один большой этап гидрофобизации металлического колеса. Разработанное колесо будет совмещать два оптимальных параметра геометрию и взаимодействие с перекачиваемой средой.

Цель проекта

Целью проекта является разработка инновационных технологий проектирования и изготовления центробежных насосов с рабочими колесами, имеющими модернизированную лопастную гетерогенную сетку и выполненных из современных композитных материалов. Создание конструкцию центробежного насоса с модифицированными колесами позволит расширить рабочую зону насоса, повысить эксплуатационные качества ЦН отвечающие современным стандартам энергоэффективности и надежности.

Ожидаемые результаты:

1Не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти). По результатам исследования планируется опубликовать две статьи в журналах индексируемых в SCOPUS, таких как Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering процентиль 71%, и Eastern-European Journal of Enterprise Technologies процентиль 51%, две статьи в журналах рекомендованных ККСОН.

2 Конструкцию ЦН с модифицированным рабочим колесом планируется запатентовать в казахстанском патентном бюро.

3 В результате модификации ЦН будет создана конструкторская и технологическая документация для производства рабочего колеса из полимера и сборки насоса. Так же будут созданы конструкция гидродинамического стенда, чертежи для сборки.

4 Результаты исследований будут внедрены в производственный процесс на завод KARLSKRONA LC AB и в учебный процесс для чтения лекций для студентов специальности «Индустриальная инженерия».

5 Потребителями результатов станет завод KARLSKRONA LC AB, заводу будут предложены инновационные технологии проектирования ЦН, которые повысят энергоэффиктивность и надежность насоса марки СТP 15, внедрения послужат общими рекомендациями для модификации линейки ЦН.

6 Потребителями результатов станет завод KARLSKRONA LC AB, заводу будут предложены инновационные технологии проектирования ЦН, которые повысят энергоэффиктивность и надежность насоса марки СТP 15, внедрения послужат общими рекомендациями для модификации линейки ЦН.

По результатам данного исследования планируется выработка предложений и рекомендаций по модификации, компьютерному моделированию и проектированию ЦН с полимерными рабочими колесами. Практическая и научная значимость работы состоит в том, что ее важнейшие положения и результаты будут использованы в опытно-конструкторской работах по созданию ЦН.

В результате реализации проекта будут:

- создана модифицированная конструкция ЦН;

- будет проведен анализ прочностных, динамических параметров элементов конструкции ЦН;

-поведены компьютерные и физические эксперименты по подбору полимер-композитов

- подобраны полимеры – композиты для рабочего колеса;

- проведены компьютерные и физические эксперимента по определению напорных свойств насоса;

- создана конструкция гидравлического стенда;

- подобраны параметры технологического процесса 3D печати высокой геометрической точности по композитам;

- создана компьютерная модель спроектированного КА, проверенная виртуальными экспериментами посредством САЕ систем;

- создана конструкторская документация

- будет создан Центр компетенции по технологиям MSC Software

- будет создана лаборатория цифрового проектирования технологического оборудования

Достигнутые результаты:

Были проведены прочностные расчеты узлов насоса по результатам расчета достаточный коэффициента прочности конструкции центробежного колеса. Исследование движения потока в системе Sflow показало, что рабочие колеса, спроектированные в автоматическом режиме, дают увеличение напорных характеристик на 50%,20%,10%, соответственно для колес с 6,7,8 лопатками. По результатам моделирования свойств композита из поликарбонатной матрицы при содержании стекловолокон в объеме 10% верхний предел напряжений достигает значенияσ=90MPA, модуль упругости первого рода имеет значение E=3200MPA, модуль упругости второго рода G=1156MPA.коэфффициент Пуассона μ=0,35, для 20% процентного содержания волокон σ=120MPA E=4029MPA , G=1498MPA μ=0,33, для 30% содержания включений ,σ=150MPA, E=5060MPA , G=1895коэфффициент Пуассона μ=0,32. Научная новизна заключается в разработке состава композитного материала.

Исследовательская группа:

  1. Исаметова Мадина Есдаулетовна – научный руководитель
  2. Караиванов Димитър Петков – старший научный сотрудник
  3. Нусіпәли Роллан Карсонұлы - научный сотрудник
  4. Калдан Габит Усенулы - научный сотрудник
  5. Исаметов Айсен Бейбытулы - научный сотрудник
  6. Нуртаева Шолпан Байденовна – младший научный сотрудник
  7. Дишовский Николай - старший научный сотрудник

Список публикаций:

  1. Автоматизация проектирования рабочего колеса центробежного насоса с модифицированной лопастной решеткой.         Вестник КазНИТУ, № 1 (143), Алматы 2021. М.Е. Исаметова, Р.К. Нусіпәли, Г.У. Калдан, О.А. Джасинбеков, Х.А. Ахмедов.
  2. Isametova M., Abilezova G., Dishovsky N., Velev P. Development and verification of mechanical characteristics of a composite material made of a thermoplastic matrix and short glass fibers. Eastern-European journal of enterprise technologies, 5 (12 (113)), 30–38. 2021.
  3. Modeling the strength of materials for additive technologies    ISBN – 978-9-40361-480-9 The X international science conference «Implementation of scientific foundations in practice», April 19 – 21, 2021, Turin, italy. 157 p. Isametova M.E Almasbek B.
  4. Оперативное изготовлении технологической оснастки посредством 3D технологии.         Труды Сатпаевских чтений «Сатпаевские чтения -2021», Том II – Алматы: КазНИТУ имени Сатпаева, 2021. - 1136 с.   А. Тұрсынбаева, Б. Алмасбек, М.Е. Исаметова.
  5. Ортадан тепкіш сорғының жұмысшы дөңгелегінің ағынды арналарын гидрофобтау.      Труды Сатпаевских чтений «Сатпаевские чтения -2021», Том II – Алматы: КазНИТУ имени Сатпаева, 2021. - 1136 с.   Р.К. Нусіпәли, М.Е. Исаметова.
  6. Аддитивные технологии в производстве литейных форм.   Труды Сатпаевских чтений «Сатпаевские чтения -2021», Том II – Алматы: КазНИТУ имени Сатпаева, 2021. - 1136 с.      Д.Ғ. Еспенбет. М.Е. Исаметова.

Научные проекты университета

Наверх

Произошла ошибка!

Попробуйте заполнить поля правильно.

Произошла ошибка!

Превышен максимальный лимит по размеру файла.

Ваши данные были успешно отправлены!

Мы свяжемся с Вами в ближайшее время.

Ваши данные были успешно отправлены!

На ваш e-mail адрес было отправлено письмо для подтверждения. Пожалуйста не забудьте подтвердить ваш e-mail адрес

Перевод не доступен


Перейти на главную страницу