name: Совершенствование методов уменьшения эрозионных разрушений высокотемпературных систем охлаждения судовых дизельных двигателей
keyword_list: коррозия эрозия втулка цилиндров система охлаждения судовой двигатель
abstract: Большую часть отечественного парка судовых дизелей составляют высокооборотные двигатели, используемые в качестве как главных, так и вспомогательных. Непрерывное повышение уровня форсированности судовых дизелей, наряду со снижением массогабаритных показателей дизелей, составляющих основу отечественного флота, требуют пересмотра классических представлений о надежности и энергоэффективности систем двигателей внутреннего сгорания, в первую очередь системы охлаждения.
  Разработанные, в ходе написания диссертационной работы, расчетные и экспериментальные методы исследования высокотемпературных систем охлаждения дают возможность рекомендовать их к использованию для решения научных, проектных, экспертных и учебных задач.
  При реализации высокотемпературного охлаждения на охлаждаемых поверхностях наблюдается развитое поверхностное кипение, обеспечивающее интенсивный теплоотвод в охлаждающую жидкость. Использование высокотемпературного охлаждения относящегося к кипящему типу, выгоднее любых других систем охлаждения с энергетической точки зрения.
  Расчеты позволили определить зависимость скорости эрозионно-коррозионного изнашивания, времени до предельного износа втулок цилиндров судовых ДВС от введения высокотемпературного охлаждения. Наиболее высокофорсированные и одновременно менее массогабаритные ДВС подвержены данному типу разрушений.
  Дальнейшее исследование было направлено на изучение процессов, протекающих в полостях охлаждения при отводе тепла от теплонапряженных поверхностей при введении высокотемпературного охлаждения с помощью численных методов. С помощью метода конечных элементов создана 3D-модель вертикальной трубы с достаточной точностью заменяющая движение двухфазного теплоносителя по кольцевому каналу полости охлаждения, сопоставляя результаты при различных значениях давления.
  Были определены объемная доля пара в структурах потоков, коэффициенты удельной вязкости и теплопроводности, значения удельной энтальпии. Дана количественная оценка положительного влияния повышения температуры и давления в полости охлаждения двигателя.
  С целью решения проблемы герметизации полости охлаждения, предложен уплотнительный узел нижней части втулки цилиндров. Рассматриваемые уплотнительные кольца были рассчитаны на максимальные деформации, эквивалентные напряжения по критерию фон Мизеса, потенциальную энергию упругих деформаций; температурное поле модели.
  Спроектированная лабораторная установка (рис.1) позволила определить скорость потери массы образцами, изготовленными из материалов, наиболее часто используемых для изготовления деталей ДВС: СЧ25, 38ХМЮА, 45Х, АК12пч. Режимы работы установки моделировали возможные режимы отвода теплоты во внутреннем контуре системы охлаждения, в том числе высокотемпературное.
   
  Рисунок 1 – Общий вид экспериментальной установки
  Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова».
  Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Жуков Владимир Анатольевич
  Официальные оппоненты: Павловский Валерий Алексеевич, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет», профессор кафедры «Теплофизические основы судовой энергетики»; Абызов Олег Витальевич, кандидат технических наук, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», доцент Высшей школы энергетического машиностроения.
  Ведущая организация: 	Федеральное государственное бюджетное образо-вательное учреждение высшего образования «Астраханский государствен-ный технический университет».
  Список работ, опубликованных по теме диссертации:
  1. Zhukov, V., Pulyaev, A., Melnik, O., Nyrkov, A. Ensuring the permissible temperature state of parts of the cylinder-piston group of forced diesels / IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). – 2019. – pp. 385–388. 2. Жуков В.А. Пути совершенствования систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, К.А. Воробей, А.А. Пуляев // Речной транспорт (XXI век). – 2018. – № 2. – С. 40–47. 3. Жуков В.А. Исследование процесса теплообмена в высокотемпературных системах охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, В.Н. Половинкин, В.В. Медведев, А.А. Пуляев // Морские интеллектуальные технологии. – 2019. – T.1. – № 1 (43). – С. 117-124. 4. Жуков В. А. Исследование теплогидравлической эффективности высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, В.Л. Ерофеев, А.А. Пуляев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – 2020. – Т. 12. – №1. - –C. 107-114. 5. Безюков О.К. Выбор параметров охлаждения судовых дизелей / О.К. Безюков, В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. – 2018. – Т. 10. – №2. – C. 379-389. 6. Пат. 199096 РФ, МПК G01 N 3/32, G01N 3/56, G01 N 29/00. Устройство для исследования кавитационной прочности материалов / О.К. Безюков, В. А. Жуков, А.А. Пуляев; заяв. и патентообл. ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова» – заявка № 2020107357; дата поступл. 18.02.2020; дата регистр. 13.08.2020. 7. Свид. 2020617773 РФ, Анализ влияния статического давления на процессы в двухфазных потоках / В.А. Жуков, А.А. Пуляев, М.И. Насырова / заяв. и правообл. ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова» – заявка № 2020617022; дата пост. заявки 08.07.2020, дата публ. 15.07.2020; Бюл. № 7. 8. Жуков В.А. Комплексная защита систем охлаждения высокооборотных дизелей от кавитационно-коррозионных разрушений / В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Сборник научных трудов Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации. – 2015. – Т.2. – С. 107-111. 9. Пуляев А.А. Надежность высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / А.А. Пуляев // Материалы VI-ой Межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции развития водного транспорта России». – 2015. – C. 245-248. 10. Пуляев А.А. Модернизации системы охлаждения судовых дизелей с целью повышения надежности / А.А. Пуляев // Материалы пятой Всероссийской межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы морской энергетики». – 2016. – C. 124-126. 11. Пуляев А.А. Анализ долговечности системы охлаждения высокооборотных дизелей на примере втулки цилиндров двигателя Wartsila 6L20 / А.А. Пуляев // Материалы научно-технической конференции «Актуальной проблемы морской энергетики». – 2017. – C. 170-173. 12. Жуков В.А. Комплексный подход к исследованию высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Сб. научн. тр. ППС ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. – СПб. 2020. – С. 111-118. 13. Пуляев А.А. Повышение показателей надежности высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / Конференция молодых ученых и специалистов 2016. Тезисы докладов. – 2016. – C. 109-111. 14. Пуляев А.А. Моделирование процесса теплообмена в программной среде ANSYS / А.А. Пуляев // Материалы IX межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». – 2018. – C.381-384. 15. Жуков В.А. Обеспечение герметичности высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Сб. научн. тр. ППС ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2017. – С. 402-405. 16. Пуляев А.А. Методы повышения долговечности высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / Материалы VII межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». – 2016. – C. 177-179. 17. Безюков О. К. Установка для исследования кавитационных процессов в системах охлаждения судовых дизелей / О.К. Безюков, В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Научные проблемы водного транспорта. – 2020. – № 64. – С. 235-247.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Барышников
chairman_dissertation_council.patronymic: Олегович
chairman_dissertation_council.position: Ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: B-6474-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57192939214
chairman_dissertation_council.rinc_id: 585455
chairman_dissertation_council.url: https://orcid.org/0000-0001-6377-5581
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-6377-5581
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Барышников
organization_supervisor.patronymic: Олегович
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 55.42.27
rubrics.name: Системы, узлы и агрегаты двигателей
rubrics.code: 55.42.29
rubrics.name: Дизели
rubrics.code: 55.42.33
rubrics.name: Комбинированные двигатели
rubrics.code: 55.42.45
rubrics.name: Силовые и энергетические установки
rubrics.code: 73.34.97
rubrics.name: Коррозия и защита от коррозии на водном транспорте
oecds.code: 02.07.IL
oecds.name: ENGINEERING, MARINE
speciality_codes.name: Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)
speciality_codes.code: 05.08.05
supervisors.fio: Жуков В.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Павловский В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Механика жидкости, газа и плазмы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Абызов О.В.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ГУМРФ ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА"
protection_organization.ogrn: 1037811048989
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: БАРЫШНИКОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ОЛЕГОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Федеральное агентство морского и речного транспорта
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ГУМРФ ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА"
author_organization.ogrn: 1037811048989
author_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
author_organization.supervisor_surname: БАРЫШНИКОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ОЛЕГОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Федеральное агентство морского и речного транспорта
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения