Научно-исследовательская лаборатория «Газовая динамика турбомашин»
Руководитель:
Галеркин Юрий Борисович – заведующий научно-исследовательской лабораторией, доктор технических наук, профессор, почетный председатель Ассоциации компрессорщиков и пневматиков |
Приоритетные направления деятельности:
Исследования в области компрессоров динамического действия:
- исследования газодинамических процессов в проточной части турбомашин и разработка методов газодинамического проектирования и соответствующих математических моделей;
- поисковые исследования перспективных энергетических машин по заданиям компаний – потребителей и производителей энергетических машин, газодинамическое проектирование по заданиям компаний – производителей энергетических машин.
Исследования в области компрессоров объемного действия:
- разработка математических моделей и компьютерных программ для оптимального проектирования поршневых, ротационно-пластинчатых, винтовых компрессоров;
- разработка математических моделей динамики клапанов различных типов;
- разработка методов, описывающих нестационарное течение газа в трубопроводах;
- разработка методов учета реальности газа.
Исследования в области вакуумной техники:
- расчет и проектирование сверхвысоковакуумных систем;
- разработка адсорбционных откачных агрегатов;
- разработка широкодиапазонных вакуумметров.
В распоряжении лаборатории имеются уникальные математические модели расчета и проектирования компрессоров динамического и объемного действия, вакуумных агрегатов собственной разработки, базы экспериментальных данных компрессорных модельных ступеней.
Ожидаемые результаты:
- создание экспериментального центробежного стенда;
- разработка комплекса цифрового проектирования центробежных компрессоров;
- разработка модели откачки вакуумных камер с адсорбирующими стенками;
- создание сверхвысоковакуумного откачного агрегата-течеискателя;
- создание макета широкодиапазонного вакуумметра.
Заказчики и партнеры:
- АО «Объединенные газопромышленные технологии "Искра-Авигаз"»
- АО «Балттурбоком»
- ОАО «Турбохолод»
- ОАО «Климов»
- АО НПО «Компрессор»
- ВНИИМ им. Д.И. Менделеева
- АО «Вакуумное и технологическое оборудование»
- АО «Корпорации «Комета»
- РКК «Энергия»
- АО «Интек Аналитика»
- ООО «Компрессор газ»
- Сумское НПО им. М.В. Фрунзе
- ЗАО «НИИ Турбокомпрессор» им. В.Б. Шнеппа
- ОАО «Газпром»
- ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
- АО «ОДК – Газовые турбины»
- City University London
- Leibniz Universitat Hannover
- МГТУ им. Н.Э. Баумана
- ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет»
- ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
- ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Достижения:
Заведующий НИЛ проф. Ю.Б. Галеркин награжден многочисленными наградами за значительные достижения в профессиональной области; заслуженный работник высшей школы Российской Федерации (1999 г.).
Сотрудники лаборатории в разные годы становились победителями различных специализированных конкурсов, в частности: конкурса грантов Президента Российской Федерации среди молодых ученых – кандидатов наук (2015 г.), Всероссийского конкурса «Наукоемкие инновационные проекты молодых ученых» в номинации «Лучший проект молодого ученого» (2012 г.), конкурса грантов правительства Санкт-Петербурга для студентов и аспирантов (более 10 раз), конкурса грантов для выдающихся аспирантов 2014 года по проекту «5-100», обладателями стипендий Президента и Правительства РФ, обладателями премии президента РФ для поддержки талантливой молодежи 2012 года и других.
Пример реализованных проектов:
В области компрессоров динамического действия:
- Значительный вклад в создание нового поколения центробежных компрессоров для газовой промышленности (программа «Урал-Газпром»; работы выполнялись научной группой Ю.Б. Галеркина). В процессе реализации данной программы освоены и выпускаются компрессоры нового поколения для нефтегазовой промышленности. Всего выпущено порядка 500 компрессоров общей мощностью более 5 млн КВт.
- По заданию СМПО им. Фрунзе разработан проект одноступенчатого центробежного компрессора мощностью 32 МВт. Экспериментальные исследования подтвердили заявленный рекордный КПД компрессора в 90%.
- В 2015 году совместная заявка НИЛ «Газовая динамика турбомашин», Объединенного научно-технологического института СПбПУ Петра Великого и АО «Объединенные газопромышленные технологии "Искра-Авигаз"» (г. Пермь) поддержана в рамках реализации постановления Правительства Российской Федерации №218. В рамках проекта разработана и передана индустриальному партнеру методика оптимального проектирования проточной части компрессоров и ее компьютерная реализация, обеспечивающая создание машин с минимальным потреблением энергии (наивысшим КПД) и наилучшими массогабаритными показателями. Разработан проект компрессора ГПА нового поколения мощностью 25 МВт, спроектированы для последующих испытаний две серии модельных ступеней.
- В рамках федеральной программы по созданию перспективного вертолетного газотурбинного двигателя выполнены работы по проектированию высоконапорных сверхзвуковых осевых и центробежных ступеней в интересах ОАО «Климов». Для заказчика составлена общая методология и компьютерные программы газодинамического проектирования осевых и центробежных компрессоров.
В области компрессоров объемного действия:
- Разработанные сотрудниками лаборатории программы использованы при проектировании и модернизации крупных поршневых компрессоров общего назначения Пензенского компрессорного завода 2ВМ10-63/9, 4ВМ10-120/9, 4ВМ10-110/13, 4ВМ10-50/71 и др.
- Применение программ математического моделирования рабочих процессов и динамики кольцевых клапанов позволило более чем вдвое сократить сроки проектирования и доводки многоцелевого воздушного компрессора 2ВУ2.5-2.5/31 Мелитопольского компрессорного завода, а также его модификаций. При этом достигнуто снижение потерь в клапанах до 30%.
- Программа математического моделирования холодильных компрессоров использовалась для расчета компрессоров NR-75 и 2ГУ2-.05/20/250. Применение программы позволило выбрать оптимальные параметры, обеспечив увеличение производительности на 4–8% и повышение надежности клапанов путем снижения скоростей соударения на 50% по сравнению со штатным исполнением в широком диапазоне режимных параметров.
- С применением программы термодинамического расчета ротационного пластинчатого компрессора был спроектирован компрессор РПК-10 Ташкентского компрессорного завода.
- Сотрудники лаборатории проводили энергетические обследования промышленных предприятий совместно с «Городским центром экспертиз ‒ энергетика».
В области вакуумной техники были проведены следующие крупные работы:
- Разработка СЧ АВО для корпорации ОАО «Комета».
- Разработка ГОСТ Р 53177-2008 «Вакуумная техника. Определение характеристик масс-спектрометрического метода контроля герметичности».
- Разработка магниторазрядного высотомера космической системы «Альфа-1» для ЦНИИРТК.
- Разработка испытательной камеры ТБК-15000, на криопанелях которой создан внутренний адсорбционный насос для ВНИИТРАНСМАШ.
Рабочие колеса центробежного компрессора ТК-18 |
Результат газодинамического расчета сменной проточной части НЦ16/76-1.35 |
Модель компрессора ГПА мощностью 25 МВт |