Електронний архів наукових та освітніх матеріалів КПІ ім. Ігоря Сікорського
ELAKPI – інституційний репозитарій, що накопичує, зберігає, розповсюджує та забезпечує довготривалий, постійний та надійний доступ через Інтернет до наукових та освітніх матеріалів професорсько-викладацького складу, співробітників, студентів, аспірантів та докторантів КПІ ім. Ігоря Сікорського. За посиланням можна ознайомитися з положенням про ELAKPI.
Доступ до матеріалів ELAKPIДоступ до повних текстів матеріалів ELAKPI вільний в мережі Інтернет, крім:
Щоб отримати права на перегляд/скачування повних текстів ресурсів, доступних тільки в локальній мережі університету, зареєстровані користувачі Бібліотеки КПІ ім. Ігоря Сікорського можуть скористатися послугою Віддалений доступ до "локальних" ресурсів. | КонтактиБібліотека КПІ ім. Ігоря Сікорського, зал № 4.4, тел. +38 (044) 204-96-72, elakpi@library.kpi.ua, elakpi.ntb@gmail.com |
Фонди
Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.
- Вільний доступ
- Доступ у читальній залі № 6.6 НТБ
- Припинив існування 1.07.2020
- Доступ у читальній залі № 6.6 НТБ
- Припинив існування 01.07.2018
- Припинив існування 1.07.2020
Нові надходження
Формувальні матеріали. Лабораторний практикум
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Гурія, Ірина Миранівна; Лютий, Ростислав Володимирович; Смірнова, Яна Олександрівна
Навчальний посібник містить опис лабораторних робіт з освітнього компонента «Формувальні матеріали». Наведено роботи, спрямовані на вивчення матеріалів та технологічних процесів виготовлення ливарних форм і стрижнів, методик дослідження й відновлення властивостей формувальних та стрижневих сумішей.
До змісту кожної лабораторної роботи входять наступні розділи: загальні відомості, обладнання та матеріали, послідовність виконання роботи, аналіз отриманих результатів та висновки, оформлення звіту, контрольні завдання та запитання.
Основну увагу в лабораторних роботах приділено розвитку навичок самостійної роботи здобувачів вищої освіти, оскільки у більшості з робіт запропоновано виконати дослідження.
Навчальний посібник призначено для здобувачів Навчально-наукового інституту матеріалознавства та зварювання ім. Є.О. Патона, КПІ ім. Ігоря Сікорського та може бути рекомендовано для закладів вищої освіти України з викладанням спеціальності 136 Металургія.
Конкурентоспроможність товарів і послуг. Практикум
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Ковальчук, Альона Миколаївна
В навчальному посібнику (практикумі) викладено основні положення щодо проведення практичних занять з освітнього компоненту «Конкурентоспроможність товарів і послуг». Практикум містить завдання для підготовки до практичних занять, завдання для самоперевірки, перелік літератури. Призначений для здобувачів ступеня «Бакалавр» освітньої програми «Економіка і бізнес» спеціальності С1 Економіка та міжнародні економічні відносини (за спеціалізаціями). Також буде корисним здобувачам освіти, які вивчають конкурентоспроможність підприємства.
Технології машинобудування. Виконання бакалаврського дипломного проєкту
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Петраков, Юрій Володимирович; Охріменко, Олександр Анатолійович; Фролов, Володимир Костянтинович; Кореньков, Володимир Миколайович
Навчальний посібник містить рекомендації з виконання дипломного проєкту бакалавра з технології машинобудівного виробництва, вимоги до змістовної частини вирішених задач, яка має відображати компетенції студента, здобуті під час всього навчання, вимоги до оформлення як текстової частини, так і графічного матеріалу. Особливу увагу приділено частині дипломного проєкту, в якій вирішуються завдання, спрямовані на розроблення інноваційних рішень технології машинобудування
Випробувальний вогневий стенд висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Бакун, Володимир Андрійович; Мариношенко, Олександр Петрович
Бакун В. А. «Випробувальний вогневий стенд висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги» – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 134 «Авіаційна та ракетно-космічна техніка» (013 – Механічна інженерія). - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Підготовка здійснювалась на кафедрі космічної інженерії Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерства освіти і науки України. Дисертаційна робота присвячена забезпеченню випробувань висотного рідинного ракетного двигуна малої тяги в умовах, що імітують космічний вакуум. Тематика дослідження пов’язана з відпрацюванням рідинних ракетних двигунів та розробкою суміжного устаткування, що є складним, багатоступеневим процесом, що включає в себе різні етапи: проєктування, виробництво, випробування і серійне виготовлення (за потреби). Одним із найважливіших етапів є як раз випробування, які підтверджують чи відповідає виріб заявленим технічним і функціональним характеристикам. Випробування є вирішальним етапом, оскільки саме на цьому етапі оцінюється працездатність рідинних ракетних двигунів в різних умовах, а також їх надійність і безпека. Серед великої кількості досліджень, які необхідно провести, починаючи з випробувань агрегатів двигуна чи окремих елементів, закінчуючи повноцінним ракетним двигуном, ключову роль відіграють вогневі випробування, що проводяться як у атмосферних умовах, так і з імітацією максимально наближених до реальних космічних умов експлуатації двигуна. Імітація умов космосу, зокрема вакууму, дозволяє перевірити роботу ракетного двигуна у середовищі, що суттєво відрізняються від параметрів атмосфери на поверхні Землі. Це забезпечує виявлення потенційних недоліків конструкції ще на етапі відпрацювання, що знижує ризик відмови під час реального використання. Крім того, випробування сприяють вдосконаленню технологічних процесів, оптимізації конструктивних рішень і підвищенню загальної ефективності двигуна. Таким чином, вогневі випробування є фундаментальним етапом у процесі створення рідинного ракетного двигуна, що забезпечує досягнення стандартів якості та надійності виробу. Метою дисертаційної роботи є розробка вогневого випробувального стенду для підтвердження працездатності висотних рідинних ракетних двигунів у наближених експлуатаційних умовах та його закладених проєктних параметрів. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити низку науковотехнічних задач: ̶ провести аналіз впровадження й використання існуючих конструкцій випробувальних стендів рідинних ракетних двигунів, методів створення середовища, що імітує вакуум, а також аналіз використання адитивних технологій в ракетно-космічній галузі; ̶ розробити модель термо-газодинамічних процесів спільної роботи рідинного ракетного двигуна та газо-ежекторної установки під час проведення вогневих випробувань; ̶ розробити структурну пневмогідравлічну схему вогневого випробувального стенду та циклограму його роботи; ̶ спроєктувати системні елементи конструкції вогневого випробувального стенду, в тому числі, з використанням адитивної технології виготовлення; ̶ дослідити вібраційне навантаження, що створюється в наслідок роботи рідинного ракетного двигуна та газо-ежекторної установки; ̶ розробити практичні рекомендації щодо захисту елементів стендового обладнання, а також ракетного двигуна, що випробовується, від вібрацій та акустичного шуму, що виникають під час випробувань. Об’єктом дослідження є процес вогневих випробувань висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги. Предметом дослідження є експериментальний стенд для випробування висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги з імітацією умов вакууму. У вступі здійснено обґрунтування вибору теми дисертаційного дослідження, акцентовано увагу на її актуальності у контексті сучасного розвитку ракетно-космічної техніки. Визначено основну мету роботи, сформульовано завдання, що потребують вирішення для досягнення поставлених цілей. Окреслено зв’язок дослідження із поточними науковими та практичними програмами, зокрема у сфері космічних технологій. Зазначено наукову новизну результатів, що включає розробку нових підходів до створення та випробування висотних рідинних ракетних двигунів, а також окреслено практичну значимість отриманих даних для вдосконалення існуючих конструкцій і технологій. Особливу увагу приділено внеску автора, який полягав у безпосередньому виконанні експериментальних досліджень, розробці моделей та аналізі отриманих результатів. У першому розділі розглянуто конструктивні особливості рідинних ракетних двигунів, включаючи класифікацію їх основних елементів та принципів роботи. Описані різні типи випробувальних стендів, їх конструктивні особливості та функціональні можливості, переваги та недоліки. Особливу увагу приділено аналізу випробувальних стендів, що використовуються для вогневих випробувань рідинних ракетних двигунів. Зазначено, що реалізація таких стендів є складним технологічним процесом, який вимагає значних ресурсів, точного дотримання технічних вимог та високого рівня підготовки. Описано різні типи випробувальних стендів, їх конструктивні особливості та функціональні можливості. Поряд з цим, досліджені системи, що забезпечують створення умов, що імітують вакуум, включаючи газо-ежекторні установки, вакуумні насоси та газодинамічні труби. Наведено аналіз їх ефективності та впливу на точність отриманих результатів. Окрему увагу приділено використанню адитивних технологій, які активно впроваджуються в ракетно-космічній галузі. Розглянуто їх застосування не лише у виробництві деталей для рідинного ракетного двигуна, але й у виготовлені елементів випробувальних стендів. Проаналізовано переваги адитивних технологій, серед яких можливість швидкого прототипування, зниження матеріальних витрат, підвищення точності виробів та спрощення технологічного процесу. Описано перспективи застосування цих технологій для створення складних компонентів, зокрема тих, які важко або неможливо виготовити традиційними методами. Висвітлено приклади успішного використання адитивних методів у створенні елементів випробувальних стендів, що значно скорочує час підготовки до експериментів та забезпечує високу надійність і точність вимірювань. У другому розділі дисертаційного дослідження описаний процес моделювання термогазодинамічних явищ, з використанням чисельних рішень рівнянь Нав’є Стокса, що супроводжують випробування рідинного ракетного двигуна малої тяги на випробувальному вогневому стенді, з граничними умовами, які відповідають реальним обмеженням роботи висотних ракетних двигунів. У цьому контексті наведено технічні характеристики випробуваного двигуна, включаючи ключові параметри, такі як: тяга, питомий імпульс і робочі температурні режими. Описано фізичні та математичні моделі, які використовувались для формалізації задачі. Значну увагу приділено верифікації моделі та реальних випробувань рідинного ракетного двигуна, зокрема шляхом порівняння результатів обчислень з експериментальними даними, що були отримані під час проведення випробувань рідинного двигуна та газо-ежекторної установки. Показано, що моделювання дозволяє з високою точністю прогнозувати основні процеси, такі як: розподіл температури, тиску та швидкості потоків газів та рідин у випробувальній установці. Це підтверджує коректність обраної методики моделювання та її придатність для оптимізації параметрів випробувань. У третьому розділі дисертаційної роботи описано процес створення вакуумного стенду для проведення випробувань рідинних ракетних двигунів малої тяги в умовах, максимально наближених до космічного вакууму. Увагу приділено поетапній розробці та виготовленню випробувального стенду, що включає проєктування, виробництво та тестування. Розроблено та представлено пневмогідравлічну схему стенду. Розглянуто основні параметри замірів, що проводяться під час експериментів, включаючи контроль робочих характеристик стенду та рідинного ракетного двигуна. Наведено циклограму роботи стенду, в якій описано алгоритм виконання команд, послідовність запуску, відключення та взаємодію між системами стенду. Циклограми роботи є унікальними, так як створюються окремо під двигун, що випробовується, з метою забезпечення основних робочих параметрів. Приділено увагу розробці основних систем подачі компонентів палива, їх конструктивним особливостям та методам реалізації, що забезпечують стабільну та ефективну роботу двигуна під час випробувань. У четвертому розділі описано процес експериментальної розробки та виготовлення газо-ежекторної установки, яка є ключовим компонентом для створення умов, що імітують вакуум. Описано поетапність проєктування, яка базувалася на інтеграції сучасних інженерних підходів, зокрема використання чисельного моделювання для оптимізації конструкції. Наведено основні технічні характеристики газо-ежекторної установки. У розділі також описано циклограми роботи установки, які відображають послідовність її запуску, функціонування та завершення випробувань, та є унікальними так як створюються окремо під газоежекторну установку. Особливий акцент зроблено на застосуванні адитивних технологій у процесі виготовлення окремих елементів виробу. Зокрема, використання 3Dдруку дозволило суттєво скоротити час виготовлення, знизити витрати на виробництво та забезпечити високу точність деталей складної геометрії. У п’ятому розділі виконано аналіз вібраційних навантажень, що виникають під час роботи випробувального комплексу. Розглянуто природу та механізми утворення вібрацій у результаті термогазодинамічних процесів у камері згоряння рідинного ракетного двигуна, а також у газо-ежекторній установці стенду, що імітує вакуум. Ці вібрації впливають на конструктивний ресурс та викликають пошкодження виробу. Виконано аналіз отриманих даних з осьових і поперечних датчиків віброприскорень, встановлених на ключових елементах системи. Визначено інтенсивність і частотний спектр вібраційних впливів, які здатні спричинити пошкодження конструктивних елементів рідинного ракетного двигуна та стенду. У роботі наведено приклади руйнувань, спричинених вібраційними навантаженнями, що підтверджує необхідність розробки ефективних систем віброзахисту. Знайдено аналітичне рішення та запропоновано рекомендаційні методики для зменшення впливу вібрацій, які включають використання демпфувальних матеріалів, оптимізацію конструкції та інтеграцію віброзахисних систем у випробувальний комплекс. Наукова новизна роботи полягає у наступному: - удосконалено методологічний підхід до проєктування випробувального вогняного стенду висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги, шляхом поєднання методів твердотільного моделювання, для отримання вхідних даних процесу та проведення термо-газодинамічних розрахунків з використанням чисельних рішень рівнянь Нав’є-Стокса з граничними умовами, що відповідають обмеженням роботи висотного двигуна та газо-ежекторної установки; - удосконалено традиційний підхід до реалізації елементів випробувальних вогняних стендів висотних рідинних ракетних двигунів, за рахунок впровадження адитивних технологій виробництва, що дозволяє формувати елементи газоповітряного тракту та паливних систем стенду, які є недосяжними для традиційних методів виготовлення, з одночасним зменшенням часу виробництва, вартості та ваги; - вперше розроблено випробувальний вогняний стенд для висотних рідинних ракетних двигунів тягою від 180 Н до 220 Н, в основі якого закладена спільна робота газо-ежекторної установки та двигуна, що забезпечує розрідження робочого середовища на зрізі сопла двигуна на рівні до 3.5 мм. рт. ст. Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному: - розроблено практичні рекомендації щодо інженерного створення установки, що створює середовище, яке імітує вакуум, включаючи в себе елементи, що виготовлені адитивними методами; - розроблено модель термогазодинамічних процесів спільної роботи висотного рідинного ракетного двигуна та газо-ежекторної установки; - розроблено структуру й склад випробувального стенду для проведення вогневих випробувань висотних рідинних ракетних двигунів малої тяги; - розроблено та експериментально випробувано конструкцію газо-ежекторної установки випробувального стенду, що забезпечує попереднє розрідження робочого об’єму до 40 мм. рт. ст.; - розроблені й практично реалізовані вимірювальні системи контролю технічних параметрів під час проведення вогневих випробувань; - розроблено рекомендаційну методику вібраційного захисту рідинного ракетного двигуна та газо-ежекторної установки. Основні наукові результати дисертаційної роботи опубліковано у 7 наукових працях, зокрема у 4 наукових статтях, з яких 1 статтю опубліковано у виданні, включеному до переліку наукових фахових видань України з присвоєнням категорії «А», і 3 статті опубліковано у фахових виданнях, включених до переліку наукових фахових видань України з присвоєнням категорії «Б», та у 3 матеріалах наукових конференцій.
Система планування раціональних ресурсозберігаючих режимів експлуатації ТЕС
(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Ліщук, Сергій Русланович; Пешко, Віталій Анатолійович
Ліщук С.Р. Система планування раціональних ресурсозберігаючих режимів експлуатації ТЕС – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 – Теплоенергетика. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ – 2025. Дисертаційна робота включає в себе 4 розділи, в яких відбувається розробка системи планування роботи енергоблоків ТЕС, з метою зменшення витрат палива і подовження ресурсних показників. Вступ включає таку інформацію як: представлення актуальності вибору теми дослідження, зв'язок роботи з науковими програмами, темами, планами, формування мети і завдань роботи, що допомагають при розкритті даної теми. Представлено об’єкт, предмет та методи дослідження. Також відображається наукова новизна, практичне значення отриманих результатів, особистий внесок здобувача, апробація результатів, публікації, структура та обсяг роботи. В першому розділі представлено літературний огляд джерел інших авторів, що працюють над схожою проблематикою. В даному розділі розглядається раціоналізація режимів роботи енергетичного обладнання, що включає в себе всі етапи, зокрема: виробництво, передачу та розподіл електроенергії. В результаті збільшення нерівномірності графіків навантаження та недостачею генеруючих потужностей, регулювання ОЕС є досить проблематичним. Спираючись на це виникає проблема гострого дефіциту маневрених потужностей в Україні, для розв’язання якої залучаються ТЕС, які працюють не в номінальному, а в змінних режимах роботи. Це призводить до погіршення робочих характеристик, зокрема підвищення витрат на відпуск електроенергії, прискорення зносу обладнання та зменшення залишкового ресурсу. Проводиться дослідження, впливу маневрених режимів роботи обладнання на економічну складову, приведено залежність між графіком навантаження та собівартістю електроенергії. Також досліджено основні процеси, що впливають на надійність обладнання, а саме циклічних змін температури, корозійного розтріскування та повзучості. Задля раціоналізації режимів роботи розглянуто велику кількість методів, зокрема метод Лагранжа, динамічне та стохастичне програмування, ієрархічні моделі прогнозованого керування, генетичні алгоритми та інші. В процесі роботи детально досліджується моделювання та чисельні методи аналізу процесів у турбообладнанні ТЕС, зокрема варто відмітити метод кінцевих елементів і функцію Гріна. Враховуючи це все для розв’язання основних проблем в енергетиці потрібно впроваджувати комплексний підхід, що включає в себе як технічно модернізацію так і покращення методів діагностики та експлуатації енергообладнання. Що в свою чергу дозволить не тільки подолати виклики, що зумовлені воєнним станом, а і в подальшому розвиватися, відповідаючи всім стандартам енергоефективності. В другому розділі досліджено головні особливості роботи енергоблока 200 МВт з турбіною К-200-130, що часто використовується в ОЕС України. Описано класифікацію пускових режимів теплових електростанцій (ТЕС), де основною є температура металу циліндра високого тиску (ЦВТ) перед пуском турбіни . Основними характеристиками, що досліджуються є втрати енергії та палива під час пуску. Визначення цих втрат є складним завданням, що потребує знаходження усіх складових енергетичних балансів. Розрахунки відбуваються у відповідності до різних методик, що спираються на галузеві стандарти та нормативні документи. Наведено математичні моделі процесів теплообміну в проточній частині турбоагрегата, що дозволяє проводити розрахунки як для стаціонарних так і змінних режимів роботи. Дані моделі дозволяють визначати температурні розподіли у турбіні в різні моменти часу, що є необхідним для оцінки напруженодеформованого стану конструктивних елементів. Представлено інформацію про процес накопичення малоциклової втоми металу ротора, що є одним з факторів його пошкоджень. Використано гіпотезу Пальмгрена-Майнера при розрахунку залишкового ресурсу ротора та допустимої кількості пусків. Приведені математичні тотожності для розрахунку залишкового напрацювання до моменту часу, коли утворюються тріщини, що враховують вплив режимів експлуатації обладнання. Наведено математичні моделі для дослідження теплового та напружено-деформованого стану ротора середнього тиску. Підтверджено, що робота при частих пусках та зупинках збільшує швидкість пошкодження обладнання. В третьому розділі проаналізовано пускові перевитрати палива енергоблоку 200 МВт в залежності від типу пуску. Встановлено, що при пуску з холодного стану (ХС) перевитрата умовного палива сягає 90,7 т.у.п., при пуску з неостиглого стану (НС) даний параметр дорівнює 77,2 т.у.п., а при пуск з гарячого стану (ГС) - 59,6 т.у.п. Враховуючи час навантаження турбіни було розраховано аналогічні показники згенерованої протягом пуску кількості електричної енергії. З метою планування раціональної стратегії експлуатації енергоблоків теплових електростанцій запропоновано математичну систему раціоналізації режимів експлуатації. Дана система спрямована на мінімізацію середньорічної питомої витрати умовного палива при роботі енергоблока в змінних режимах роботи. Режимними параметрами, що підлягали раціоналізації є річне напрацювання енергоблоку, кількість пусків з різних теплових станів та дольове співвідношення пусків з холодного, гарячого та неостиглого станів. Використовуючи запропоновані підходи було з’ясовано, що найменша перевитрата умовного палива досягається при терміні роботи енергоблоку 5500– 6500 год на рік, 20–32 пусках, із часткою пусків із холодного стану близько 70- 80 %. Даний режим експлуатації забезпечує на 20 % меншу перевитрату умовного палива в порівнянні з найменш раціональним режимом роботи. Додатково встановлено міру підвищення витрати палива при відхиленні режимних параметрів від встановлених раціональних значень. В четвертому розділі було розроблено геометричну модель найбільш навантаженої частини ротора середнього тиску (РСТ) парової турбіни К-200-130 та проведено дослідження його теплового та напружено-деформованого стану під час пускових режимів та на номінальному навантаженні. В процесі розрахунків був використаний метод скінченних елементів, а сама модель виконана в двовимірній постановці, з використанням нерівномірної розрахункової сітки, що ущільняється по наближенню до найбільш навантажених областей. За результатами дослідження теплового стану встановлено, що при роботі на номінальному навантаженні максимальна температура металу сягає 508 °C в області регулюючого ступеня, з плавним зниженням до 370 °C по ходу пари та з більш різким спадом у напрямку кінцевих ущільнень. Розрахунок інтенсивності напружень показав високі значення даного параметру в зоні осьового отвору під регулюючим ступенем (134 МПа). Додатково визначено, що термокомпенсійні канавки передніх кінцевих ущільнень та галтель регулюючого ступеня є найбільш напруженими під час пускових режимів з різних теплових станів. Зокрема, при пуску з ХС в першій області напруження – 439 МПа, з НС – 280 МПа, з ГС – 220 МПа, а в другій – 447 МПа, 367 МПа і 270 МПа відповідно. Найбільш різке зростання при всіх пускових режимах спостерігається в момент часу від поштовху турбіни до виходу на частоту холостого ходу. В подальшому було запропоновано математичну модель раціоналізації режимів роботи, яка має на меті управляти темпом накопичення пошкоджень за рахунок зменшення негативного впливу менш раціональних режимів на ресурс, і цим самим збільшуючи загальне можливе напрацювання обладнання. В якості режимних параметрів, як і в розділі 3 були значення річного напрацювання енергоблоку, кількості пусків з різних теплових станів та дольове співвідношення пусків з холодного, гарячого та неостиглого станів. Провівши розрахунки для енергоблока потужністю 200 МВт було встановлено, що найбільш раціональним режимом роботи є: річне напрацювання 6000–6500 год., кількість пусків протягом року 20–26, при цьому переважна частина пусків із ХС - 0,74–0,8. Різниця при роботі на даному режимі в порівняні з найменш раціональним режимом складає 80 тис. год.