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