Підвищення ефективності експлуатації газотурбінних двигунів через відновлення властивостей олив

7. Визначено залежність, яка враховує фактори, що впливають на масообмінні процеси в системі «олива-вода-газ», конструктивні особливості барботажних пристроїв і властивості авіаційних олив. Обґрунтовано доцільність та можливість побудови номограм для оперативного прийняття рішення експлуатаційними службами, що відповідають за надійність ГТД, заправку авіаційних олив і безпеку польотів, а також про потреби кількості газу в залежності від обсягів і марок обводнених олив, фактичного рівня їх обводнення і заданого рівня зневоднення.

8. Розроблено математичну модель, яка дає змогу коригувати розрахункові ресурси підшипників опор роторів, що забезпечує підвищення ефективності експлуатації ГТД. Доведено, що при застосуванні барботажного методу обробки авіаційних олив у процесі перед- і післяпольотної підготовки ПС та з певною періодичністю, ресурс роботи підшипників можна збільшити у більш ніж два рази. Встановлено, що впровадження даного методу дає змогу знизити витрати оливи до 7 %. Запропонований метод відновлення експлуатаційних властивостей авіаційних олив доцільно реалізовувати через використання штатних технічних засобів державної авіації, що дозволить знизити витрати на його впровадження.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ

1. Дровнін С. С. Способи зневоднення нафтопродуктів / С. С. Дровнін // Матер. ІІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «АВІА-2001»; 24-26 квітня 2001 р. - К. : НАУ, 2001. - Т. ІV. - С. 12.44-12.46.

2. Дровнін С. С. Проблеми збереження якості мінеральних олив та гідравлічних рідин / С. С. Дровнін, О. М. Гречкін, О. В. Архіпцев // Вісник Національного авіаційного університету. - 2002. - № 1(12). - С. 219-223.

3. Дровнин С. С. Использование катализаторов для очистки нейтральных газов / С. С. Дровнин, А. М. Гречкин, Л. И. Чеботарев, Л. П. Хлистун, А. К. Соловейкина, Г. П. Карабцов // Матер. ІV Міжнар. наук.-техн. конф. «АВІА-2002”; 23-25 квітня 2002 р. - К. : НАУ, 2002. - Т. ІV. - С. 41.53-41.56.

4. Дровнін С.С. Використання каталізаторів для очищення газів / С. С. Дровнін // Вісник Національного авіаційного університету. - 2002. - № 2 (13). - С. 219-223.

5. Дровнин С. С. Определение основных параметров барботажа обводненных минеральных масел и гидравлических жидкостей различными газами / С. С. Дровнин, В. И. Терехин // Матер. V Міжнар. наук.-техн. конф. «АВІА-2003»; 23-25 квіт. 2003 р. - К. : НАУ, 2003. - Т. ІV. - С. 41.105-41.112.

6. Дровнін С. С. Збільшення гарантійних строків зберігання авіаційних мінеральних масел і робочих рідин / С. С. Дровнін, К. В. Ніконов, В. В. Бушуєв // Матер. наук.-техн. конф. «Сучасний стан та проблеми авіаційної техніки Військово-Повітряних Сил Збройних Сил України»; Київ, 10-11 червня 2004 р. - К. : Науковий центр ВПС ЗС України, 2004. - С. 28.

7. Дровнін С. С. Продовження ресурсів застосування мінеральних масел при експлуатації авіаційної техніки / С. С. Дровнін, В. І. Терьохін, О. В. Бут, С. О. Пузік // Матер. наук.-техн. конф. «Сучасний стан та проблеми авіаційної техніки Військово-Повітряних Сил Збройних Сил України»; Київ, 10-11 червня 2004 р. - К. : Науковий центр ВПС ЗС України, 2004. - С. 29.

8. Дровнін С. С. Методичний підхід до розвитку нормативної бази забезпечення якості нафтових олив при їх зберіганні / С. С. Дровнін, О. В. Соломенцев //Актуальні проблеми автоматизації та інформаційних технологій : зб. наук. пр. - Д. : Вид-во Днепропетр. ун-ту, 2004. - Т. 8. - С. 150-160.

9. Дровнін С. С. Забезпечення якості мінеральних мастил на етапах їх життєвого циклу / С. С. Дровнін, В. Г. Демидко, А. Й. Пашинський // Вісник Національного авіаційного університету. - 2004. - № 4. - С. 210-217.

10. Дек. пат. 8012 UА, U 7 С10 J3/00,В01J7/00,7/02 / С. С. Дровнін, В. В. Козлов (Україна). Спосіб одержання інертного газу на основі азоту : Дек. пат. - № 2004120930; Заяв. 29.12.04; Опуб. 15.07.2005, Бюл. № 7. - 12 с.

11. Аксьонов О. Ф. Розвиток нормативної бази, що забезпечує якості пально-мастильних матеріалів при їх зберіганні / О. Ф. Аксьонов, С. С. Дровнін, О. В. Соломенцев // Матер. І Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотологі»; Київ, 15-19 травня 2006 р. - К. : НАУ, 2006. - С. 233-235.

12. Дровнин С.С. Способ получения инертного газа / С. С. Дровнин, В. В. Козлов // Матер. І Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології» Київ, 15-19 травня 2006 р. - К. : НАУ, 2006. - С. 235-236.

13. Дровнін С. С. Продовження ресурсів застосування мінеральних олив та гідравлічних рідин при експлуатації авіаційної техніки / С. С. Дровнін, В. І. Терьохін, О. М. Добриденко // Матер. І Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології»; Київ, 15-19 травня 2006 р. - К. : НАУ, 2006. - С. 236-237.

14. Дровнин С. С. Технология сохранения качества нефтяных масел / С. С. Дровнин // Матер. ІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблемы разработки, производства, оценки соответствия и применения горюче-смазочных материалов и технических средств нефтепродуктообеспечения»; Москва, 29-30 октября 2008 г. - М. : ФГУП «25 ГосНИИ Минобороны России», 2008. - С. 179-180.

15. Яцишин С. І. Хіммотологічні аспекти забезпечення парку військової техніки Збройних Сил України паливно-мастильними матеріалами /С. І. Яцишин, С. С. Дровнін // Матер. ІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології»; Київ, 2-6 червня 2008 р. - К. : НАУ, 2008. - С. 397-399.

16. Дровнин С. С. Исследования физико-химических свойств нефтяных масел при хранении и применении / С. С. Дровнин // Вопросы химии и химической технологии. - 2009. - № 6. - С. 72-76.

17. Дровнин С. С. Сохранение физико-химических свойств нефтяных масел при хранении и применении / С. С. Дровнин, К. В, Никонов : зб. тез доповідей V Наук.-техн. конф. «Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості»; Львів, 9-12 червня 2009 р. - Л. : НУ «Львівська політехніка», 2009. - С. 119-120.

18. Дровнин С. С. Методика исследования физико-химических свойств нефтяных масел при барботажной обработке / С. С. Дровнин // Вопросы химии и химической технологии. - 2010. - № 3. - С. 127-132.

19. Kazak V. М. Information support of reconfigurable flight control system of the aircraft / V. М. Kazak, S. S. Drovnin // International JournaI of Advanced Research in Computer Engineering & Technology. - V. 5. - Is. 1. - January, 2016. - Р. 123-130.

20. Дровнін С.С. Відновлення властивостей олив при експлуатації газотурбінних двигунів / С. С. Дровнін, В. В. Козлов // Матер. VІ наук.-техн. конф. «Проблемні питання розвитку озброєння та військової техніки»; Київ, 15-18 грудня 2015 р. - К. : Центральний НДІ озброєння та військової техніки ЗС України, 2015. - С. 226-227.

АНОТАЦІЯ

Дровнін С.С. Підвищення ефективності експлуатації газотурбінних двигунів через відновлення властивостей олив. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.22.20 - Експлуатація та ремонт засобів транспорту. - НАУ, Київ, 2016.

У роботі теоретично обґрунтовано та експериментально доведено можливість відновлення властивостей авіаційних олив через проведення їх барботажної обробки, що забезпечує підвищення ефективності експлуатації

газотурбінних двигунів. Проведено оцінювання накопичення води в маслосистемах газотурбінних двигунів Ил-76 у період експлуатації.

Досліджено ефективність барботажної обробки авіаційних олив, отримано відповідні залежності й на їх основі створено математичні моделі, обґрунтовано вибір параметрів роботи та барботажних пристроїв. Експериментально отримано залежності видалення води та молекулярного кисню з авіаційних олив, на основі яких розроблено їх математичні моделі. Встановлено залежність, яка враховує фактори, що впливають на процеси в системах «олива-вода-газ», конструктивні особливості барботажних пристроїв і властивості авіаційних олив. Для практичної реалізації даного методу на базі штатних технічних засобів державної авіації запропоновано барботажну установку для видалення води та кисню з авіаційних олив у період їх зберігання та перед- і післяпольотної підготовки повітряних суден та консервації газотурбінних двигунів.

Ключові слова: маслосистема газотурбінного двигуна, авіаційні оливи, барботажна обробка, підшипники опор роторів, підвищення ефективності.

АННОТАЦИЯ

Дровнин С. С. Повышение эффективности эксплуатации газотурбинных двигателей путем восстановления свойств масел. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - Эксплуатация и ремонт средств транспорта. - НАУ, Киев, 2016.

В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по восстановлению свойств авиационных масел путем использования барботажного метода удаления воды и молекулярного кислорода из масел в период их жизненного цикла, в том числе в периоды пред- и послеполетной подготовки воздушных судов, а также при консервации газотурбинных двигателей. Проведенао оценка накоплеиня воды в маслосистемах газотурбинных двигателях Ил-76 в период эксплуатациии. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по выбору параметров и режимов роботы барботажной установки. Создана экспериментальная установка, проведен эксперимент и выявлены закономерности удаления воды и кислорода из авиационных масел, на их основе построены математические модели. Получены зависимости эффективности обезвоживания масел от выбора: одиночных отверстий в барботере, расхода газа, высоты барботажного слоя, времени барботажа, начального влагосодержания и кратности продувки, а также изменения концентрации кислорода в маслах от кратности барботажной продувки нейтральными газами. Установлена зависимость, которая учитывает факторы, влияющие на массообменные процессы в системе «масло-вода-газ», конструктивные особенности барботажных устройств и свойств авиационных масел. Обоснована целесообразность и возможность построения номограмм для оперативного принятия решения эксплуатационными службами, которые отвечают за надежность газотурбинных двигателей, заправку авиационных масел и безопасность полетов.

Установлено, что при проведении пред- и послеполетной барботажной обработки концентрация растворенной в масле воды уменьшалась до 10 раз по сравнению с концентрацией воды в необработанном масле. Исследования показали, что в среднем концентрация воды в масле, с учетом концентрации воды после полета, при применении барботажной обработки уменьшилась с 123 ppm до 46 ppm - в 2,66 раза. Установлено, что проведение послеполетной барботажной обработки позволяет эффективно удалить растворенную в масле воду, которая в случае охлаждения масла переходит в свободную воду и осаждается в полостях опор роторов газотурбинных двигателей. Установлено, что ресурс работы подшипников можно увеличить более чем в 2 раза. Получена зависимость для прогнозирования изменения относительного ресурса подшипников, что позволяет осуществлять управление ресурсом подшипников опор роторов газотурбинных двигателей. Выполненные исследования являются теоретическим основанием для разработки барботажной установки для обработки авиационных масел на базе штатных технических средств государственной авиации, что позволяет уменьшить затраты на ее внедрение.

Ключевые слова: маслосистема газотурбинного двигателя, авиационные масла, барботажная обработка, подшипники опор роторов, повышение эффективности.

ABSTRACT

Drovnin S.S. Improve the efficiency of gas turbine engines by restoring properties of oils. - Manuscript

Thesis for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.22.20 - Operation and maintenance of transport modes. - National Aviation University, Kyiv, 2016.

The paper focused in the theoretically grounded and experimentally proven ability to recover aviation oil properties using bubbling process which can help improve the efficiency of gas turbine engines. The evaluation of the accumulation of water in the gas turbine engine oil system of IL-76 during the operation has been carried out. The bubbling efficiency of oils has been investigated, the appropriate dependences have been obtained, the mathematical models have been created based on the results, and choice of bubbling devices parameters has been grounded. The dependencies of removing water and molecular oxygen from the aviation oils were experimentally obtained; mathematical models based on the determined dependencies were developed. The dependence that takes into account factors that influence the processes in the "oil-water-gas" system, bubbling device design features, and properties of aviation oils has been found.

For practical realization of the proposed method, the bubbling setup for removing water and oxygen from the aviation oils during storage process, pre- and postflight preparations of aircraft turbine engines and conservation based on regular technical facilities of the state aviation has been offered.

Key words: gas turbine engine oil system, aviation oil, bubbling treatment, rotor-bearing-support, efficiency improving.

Размещено на Allbest.ru