Міцність та надійність теплових двигунів енергокомплексів

Мета вивчення дисципліни: здобуття необхідних фізичних знань, опанування найсучаснішими технологічними рішеннями i методиками розрахунку на міцність теплових двигунів для генерації енергії з максимальною ефективністю для енергокомплексів на засадах енергозберігаючих технологій
Завдання вивчення дисципліни:
– набуття здатності розв’язувати складні задачі дослідницького та інноваційного характеру для енерговиробництва, що передбачає застосування теорій та принципів проектування, експлуатації обладнання з дотриманням принципів безпеки, створювати та впроваджувати новітні технології, приймати участь в наукових дослідженнях в сфері відновлюваної енергетики;
– набуття здатності використовувати методи розв’язання теоретичних і прикладних задач спеціальності, моделювання конструювання, проектування, автоматизованого управління та дослідження процесів в енергокомплексах на засадах енергозбереження;
– набуття здатності визначення раціональних шляхів використання енергокомплексів з додержанням принципів безпеки функціонування теплових двигунів та забезпечення екологічності їх функціонування.

Практичне значення та використання отриманих знань: набуття практичних навичок щодо забезпечення надійного функціонування теплових двигунів, визначення раціональних варіантів рішення задач галузі, які призводять до удосконалення функціонування енергетичної системи, раціонального використання паливно-енергетичного комплексу, шляхом застосування інструментарію прийняття проєктних рішень задля енергетичної безпеки держави.
Спрямованість навчальної дисципліни: навчальну дисципліну рекомендовано для вивчення здобувачами другого (магістерського) рівня вищої освіти, які навчаються за освітньою програмою: Відновлювані джерела енергії та енергокомплекси (2025 р.).
Тематика та види навчальних занять
Лекційні заняття
Лекція 1. Розрахунок лопатей постійного та змінного профілю на розрив від дії відцентрових сил.
Лекція 2. Розрахунок робочих лопатей на згин, саморозвантаження робочих лопатей.
Лекція 3. Розрахунок хвостовиків на розрив, зріз та зминання.
Лекція 4. Розрахунок хвостовиків робочої лопатки на міцність.
Лекція 5. Типи коливань робочої лопаті, що обертається.
Лекція 6. Типи коливань пакетів робочих лопатей, визначення частоти коливань лопатевих пакетів.
Лекція 7. Визначення запасу від резонансу пакетів робочих лопатей за діаграмою Кембелла.
Лекція 8. Напруження у лопатках при коливаннях, логарифмічний декремент затухання.
Лекція 9. Надійність і міцність діафрагм і соплових лопатей за методом Валя.
Лекція 10 Розрахунок на міцність дисків постійної товщини за діаграмою Доната
Лекція 11 Розрахунок на міцність дисків вільної форми з урахуванням температури.
Лекція 12 Надійність і міцність валів, критичні числа обертів вала.
Лекція 13 Попередження скручування ротора при короткому замиканні в електрогенераторі
Лекція 14 Надійність опорних і упорних підшипників.
Лекція 15 Надійність і міцність фланцевих з’єднань
Практичні заняття:
Практичне заняття 1 Розрахунок робочих лопаток на згин.
Мета роботи – засвоєння методики розрахунку робочих лопаток на згин.
Характер заняття – дослідно-аналітичний
Практичне заняття 2 Розрахунок робочих лопатей змінного профілю на розрив.
Мета роботи – засвоєння методики розрахунку робочих лопатей на розрив.
Характер заняття – дослідно-аналітичний.
Практичне заняття 3 Розрахунок хвостовиків на розрив, зріз та зминання.
Мета роботи – засвоєння методики розрахунку хвостовиків на розрив, зріз та зминання.
Характер заняття – дослідно-аналітичний.
Практичне заняття 4 Визначення запасу від резонансу пакетів лопатей.
Мета роботи - здобуття навичок визначення запасу від резонансу пакетів лопатей в статичних і динамічних умовах.
Характер заняття – дослідно-аналітичний.
Практичне заняття 5 Розрахунок на міцність діафрагм та соплових лопатей.
Мета роботи - засвоєння методики розрахунку на міцність діафрагм та соплових лопатей за методикою Валя.
Характер заняття – дослідно-аналітичний.
Практичне заняття 6 Розрахунок на міцність дисків вільної форми.
Мета роботи – засвоєння методики розрахунку на міцність дисків вільної форми.
Характер заняття – дослідно-аналітичний.
Практичне заняття 7 Визначення критичних чисел обертів вала
Мета роботи – засвоєння методики розрахунку критичних чисел обертів ротора.
Характер заняття – дослідно-аналітичний
Індивідуальна робота
Розрахунково-графічна робота
Мета розрахунково-графічної роботи – закріплення знань з методики розрахунку теплових двигунів енергокомплексів i засвоєння засобів підвищення їх міцності та надійності при роботі в енергосистемі.
Змістовна послідовність виконання розрахунково-графічної роботи:
1 Розрахунок міцності та надійності роторної частини теплових двигунів енергокомплексів
2 Розрахунок міцності та надійності статорної частини теплових двигунів енергокомплексів
3 Розрахунок запасу від резонансу статорної частини теплових двигунів енергокомплексів
4. Визначення критичних обертів
На підставі аналізу результатів розрахунків визначити відповідність результатів нормам безпечної експлуатації
Захист РГР – протягом останнього навчального тижня семестру. Здобувач отримує завдання в семестрі на першому практичному занятті. Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок Кількість розділів 4, графічна частина виконується за індивідуальним варіантом, містить 3 аркуша креслень, виконаних в форматі А4.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Критерії оцінювання
За підсумками семестру студент має набрати максимально 100 балів, а саме:
7.1 Рівень теоретичної підготовки з дисципліни оцінюється двома модульними контрольними робота, які виконуються в письмовій формі. Кожна модульна контрольна роботами містить: 2 теоретичних питання та 1 задачу. Кожне з питань, на які студент має надати відповіді, оцінюється максимально за кожне питання –10 балів, задача оцінюється максимально – у 10 балів. Таким чином студент має можливість набрати максимально за кожну модульну контрольну роботу при бездоганному її виконані – максимально 30 балів. Сумарно за дві модульних контрольних роботи – максимально 60 балів.
7.2 Студент може накопичити 40 балів у процесі виконання 7 практичних робіт протягом семестру – ці бали зараховується студенту, який бездоганно виконує всі практичні завдання. Практичні роботи 1, 2, 3, 4, 5, 7 оцінюються максимально у 2,5 балів, практична робота 6 оцінюються максимально у 5 балів. Якщо студент не справляється з практичним завданням самостійно, то бали не нараховуються. Прогалини у знаннях з теоретичної частини та помилки при виконанні практичної роботи зменшують кількість набраних балів.
7.3 Студент може накопичити 20 балів у процесі бездоганного виконання розрахунково-графічної роботи. Похибки при виконанні розрахунково-графічної роботи зменшують кількість набраних балів.
7.4 Підсумковим контролем з дисципліни є екзамен.
Екзаменаційний білет з дисципліни складається з двох частин: теоретичної (питання) та практичної (задачі). Мінімальна кількість балів, що зараховується як позитивний результат, дорівнює 60 (за 100-бальною шкалою). Бали розподіляються наступним чином: 60 балів – теоретична частина, 40 балів – практична частина (задача). Екзамен письмовий. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.