vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2024-51-2-23-30vdgtu-1516Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGПроблема создания и развития комплексного подхода к нормированию процесса проведения автоматизированных испытаний турбодетандеровThe problem of creating and developing an integrated approach to standardization process of automated testing of turboexpandershttps://orcid.org/0009-0004-8780-7401МамедовВ. М.MamedovV. M.

Владислав Марсельевич Мамедов, аспирант, ассистент, кафедра Э4 «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения», инженер-конструктор 1 категории

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр.1

Vladislav M. Mamedov, Postgraduate Student, Assistant Teacher, Department E4 «Refrigeration and cryogenic technology, air conditioning and life support systems», Design Engineer I-st category

2nd Baumanskaya St., 5, building 1, Moscow 105005

mamedov-vm@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1624-171XАрхаровИ. А.ArkharovI. A.

Иван Алексеевич Архаров, доктор технических наук, профессор, кафедра Э4 «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения»

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр.1

Ivan A. Arkharov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Department E4 «Refrigeration and cryogenic technology, air conditioning and life support systems»

2nd Baumanskaya St., 5, building 1, Moscow 105005

arkharov@bmstu.ruМосковский государственный технический университет имени Н.Э. БауманаРоссияN.E. Bauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation2024240720245122330Copyright © Мамедов В.М., Архаров И.А., 20242024Мамедов В.М., Архаров И.А.Mamedov V.M., Arkharov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1516

Цель. Целью исследования является обсуждение вопроса создания и развития комплексного методичного подхода к отработке и нормированию процесса проведения испытаний турбодетандеров на базе средств автоматизации с учетом имеющегося и потенциального спроса на отечественные турбоагрегаты к 2035 году в условиях санкционного давления.Метод. Выявление проблемы и формирование подхода к ее решению на основании имеющегося отечественного опыта испытаний турбодетандеров с учетом внедрения средств автоматизации и анализа потенциальных потребителей должным образом размеченных и структурированных данных о характеристиках низкотемпературной машины. Развитие и реализация систем автоматического регулирования и управления низкотемпературными машинами.Результат. В соответствии с общей классификацией испытаний продукции выделены 9 видов исследований, представляющих научный и практический интерес в вопросах экспериментального определения наиболее актуальных параметров турбодетандеров: изоэнтропный коэффициент полезного действия, устойчивость ротора и рабочих колес, прочность рабочих колес, вибрационная и шумовая характеристики.Вывод. На основании перечня испытаний и основных характеристик машин определено место приложения экспериментальных данных и сформированы требования к средствам проведения автоматизированных испытаний в целях оптимизации криогенных систем в целом.

Objective. The purpose of the study is to discuss the issue of creating and developing an integrated methodological approach to testing and standardizing the process of testing turboexpanders based on automation equipment, taking into account the existing and potential demand for domestic turbine units by 2035 under the conditions of sanction pressure.Method. Identification of the problem and formation of an approach to its solution based on the existing domestic experience in testing turboexpanders, taking into account the introduction of automation tools and analysis of potential consumers of properly marked and structured data on the characteristics of the machine. Development and implementation of automatic regulation and control systems for low-temperature machines.Result. In accordance with the general classification of product testing, 9 types of research have been identified that are of scientific and practical interest in the experimental determination of the most relevant parameters of turboexpanders: isentropic efficiency, stability of the rotor and impellers, strength of impellers, vibration and noise characteristics.Conclusion. Based on the list of tests and the main characteristics of the machines, the place of application of experimental data was determined and requirements for means of conducting automated tests were formed in order to optimize cryogenic systems as a whole.

турбодетандериспытаниясредства и методы автоматизацияэнергетические характеристикиустойчивостьпрочностьturboexpandertestingautomation means and methodsenergy characteristicsstabilitystrengthReferencesХетагуров В.А., Слугин П.П., Воронцов М.А., Кубанов А.Н. Опыт и перспективы применения турбодетандерных агрегатов на промысловых технологических объектах газовой промышленности России. // Газовая промышленность. 2018. Т. 11, № 777. С. 14–22.Hetagurov, V.A. Experience and prospects for the use of turboexpander units at field technological facilities of the Russian gas industry. V.A. Hetagurov, P.P. Slugin, M.A. Voroncov et al. Gas industry. 2018; 11(777):14-22. (In Russ)Яценко И.А., Хворов Г.А., Юмашев М.В., Юров Е.В. Реализация потенциала энергосбережения и повышение энергетической эффективности ПАО «Газпром» на основе применения турбодетандерных технологий // Газовая промышленность. 2017. № S1 (750). С. 60-63.Yacenko, I.A. Realizing the energy saving potential and increasing the energy efficiency of PJSC Gazprom based on the use of turboexpander technologies. I.A. Yacenko, G.A. Hvorov, M.V. Yumashev et al. Gas industry. 2017; S1 (750):60-63. (In Russ)Мамедов В.М., Архаров И.А. Особенности энергетических и динамических испытаний крупнотоннажных турбодетандеров // Сборник Всероссийской студенческой конференции «Студенческая научная весна», посвященная 170-летию В.Г. Шухова, 2023, С. 743-745.Mamedov, V.M. Features of energy and dynamic tests of large-capacity turboexpanders. V.M. Mamedov, I.A. Arkharov. Collection of the All-Russian student conference “Student Scientific Spring”, dedicated to the 170th anniversary of V.G. Shukhova, 2023; 743-745. (In Russ)ГОСТ Р 53637-2009. Турбокомпрессоры автотракторные. Общие технические требования и методы испытаний. – Введ. 2010–01–06. – М.: Стандартинформ, 2010. – 12 с.GOST R 53637-2009. Automotive turbochargers. General technical requirements and test methods. – Enter. 2010–01–06. – M.: Standartinform, 2010;12. (In Russ)ГОСТ Р 51743-2001. Машины холодильные. Машины для охлаждения жидкости на базе турбокомпрессоров. Методы испытаний. – Введ. 2002–01–01. – М.: Издательство стандартов, 2001. – 21 с.GOST R 51743-2001. Refrigerating machines. Machines for liquid cooling based on turbocompressors. Test methods. – Enter. 2002–01–01. – M.: Standards Publishing House, 2001; 21. (In Russ)ГОСТ 16504-81. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. – Введ. 1982–01–01. М.:Стандартинформ, 2011. 24 с.GOST 16504-81. System of state testing of products. Testing and quality control of products. Basic terms and definitions. – Enter. 1982–01–01. – M.: Standartinform, 2011; 24. (In Russ)ГОСТ Р ИСО 14839-2-2011. Вибрация. Вибрация машин вращательного действия с активными магнитными подшипниками. Часть 2. Оценка вибрационного состояния. – Введ. 2012–01–09. – М.: Стандартинформ, 2012. – 24 с.GOST R ISO 14839-2-2011. Vibration. Vibration of rotary machines with active magnetic bearings. Part 2. Vibration state assessment. – Enter. 2012–01–09. – M.: Standartinform, 2012;24. (In Russ)ГОСТ Р ИСО 14839-3-2013. Вибрация. Вибрация машин вращательного действия с активными магнитными подшипниками. Часть 3. Определение запаса устойчивости. – Введ. 2011–09–11. – М.: Стандартинформ, 2014. – 36 с.GOST R ISO 14839-3-2013. Vibration. Vibration of rotary machines with active magnetic bearings. Part 3. Determination of the stability margin. – Enter. 2011–09–11. – M.: Standartinform, 2014;36. (In Russ)Болотов М.А., Печенин В.А., Печенина Е.Ю., Рузанов Н.В. Алгоритм прогнозирования вибрационного состояния ротора турбины с использованием машинного обучения // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2020. Т. 19, № 1. С. 18-27. DOI: 10.18287/2541-7533-2020-19-1-18-27Bolotov, M.A. Algorithm for predicting the vibration state of a turbine rotor using machine learning / M.A. Bolotov, V.A. Pechenin, E.Yu. Pechenina, et al. Bulletin of Samara University. Aerospace engineering, technology and mechanical engineering. 2020; 19(1):18-27. DOI: 10.18287/2541-7533-2020-19-1-18-27. (In Russ)Галеркин Ю.Б., Рекстин А.Ф., Семеновский В.Б. и др. Развитие подходов и опыт оптимального проектирования центробежных компрессоров турбодетандерных агрегатов // Омский научный вестник. Серия «Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение». 2022. Т. 6. № 2. С. 9-20. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-2-9-20.Galerkin, Yu. B., A. F. Rekstin, V. B. Semenovsky et al Development of approaches and experience in optimal design of centrifugal compressors of turboexpander units. Omsk Scientific Bulletin. Series “Aviation, missile and power engineering”. 2022; 6(2) 9-20. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-2-9-20. (In Russ)Каминский В.Н., Каминский Р.В., Лазарев А.В. и др. Создание стендов для контрольноисследовательских испытаний турбокомпрессоров // Известия МГТУ «МАМИ», № 2(14), 2012, Т. 1. С. 143-148.Kaminsky, V.N. Creation of stands for control and research tests of turbochargers / V.N. Kaminsky, R.V. Kaminsky, A.V. Lazarev and etc. . News of MSTU "MAMI",. 2(14), 2012; 1:143-148. (In Russ)Меньшиков С.Н., Кильдияров С.С. Моисеев В.В., Полозов В.Н., Кувытченко Б.Г. Повышение качества ремонта турбодетандерных агргегатов, установленных на бованенковском НГКМ // Газовая промышленность, 2014, №3 (773). С. 28-33.Menshikov, S.N. Improving the quality of repair of turboexpander units installed at the Bovanenkovo oil and gas condensate field / S.N. Menshikov, S.S. Kildiyarov, V.V. Moiseev et al. Gas industry, 2014; 3 (773): 28-33. (In Russ)Мамедов В.М., Архаров И.А. Перспективы методов регулирования в инженерных системах // Холодильная техника. 2022. Т. 111, № 4. С. 213–220. DOI: https://doi.org/10.17816/RF321953.Mamedov, V.M., Arkharov I.A. Prospects for control methods in engineering systems. Refrigeration Technology. 2022; 111(4): 213-220. DOI: 10.17816/RF321953(In Russ)Yuhan Li, Haitao Hu, Rui Lei. Performance simulation and diagnosis of faulty states in air-cycle refrigeration systems in civil aircrafts // International Journal of Refrigeration, Volume 156, 2023, Pages 232-242, ISSN 0140-7007, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.10.006.Yuhan Li, Haitao Hu, Rui Lei. Performance simulation and diagnosis of faulty states in air-cycle refrigeration systems in civil aircrafts. International Journal of Refrigeration, 2023; 156:232-242, ISSN 0140-7007, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.10.006.Блинов В.Л., Богданец С.В. Цифровые двойники турбомашин: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2022. 162 с.Blinov, V.L. Digital twins of turbomachines: a tutorial. V.L. Blinov, S.V. Bogdanets. Ekaterinburg: Ural Publishing House. Univ., 2022; 162. (In Russ)Мамедов В.М. Разработка интерактивного VR-тренажеров на базе программного обеспечения VR Concept и фреймворка Ionium Collider // International Journal of Open Information Technologies. – 2023. –T. 11, №. 9. – С. 83-91.Mamedov, V.M. Development of interactive VR simulators based on VR Concept software and Ionium Collider framework. International Journal of Open Information Technologies. 2023;11(9): 83-91. (In Russ)Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023617337 Российская Федерация. Ionium Collider Framework для создания интерфейсов АСУ ТП: № 2023615806: заявл. 21.03.2023: опубл. 07.04.2023 / В.М. Мамедов.Certificate of state registration of the computer program No. 2023617337 Russian Federation. Ionium Collider Framework for creating APCS interfaces: No. 2023615806: Appl. 03/21/2023: publ. 04/07/2023 / V.M. Mamedov. (In Russ)Клименко Д.В., Тимушев С.Ф., Фирсов В.П. и др. Численное моделирование пульсаций давления в турбодетандере перспективной системы криостатирования // Динамика и виброакустика. 2014. Т. 1. № 2. С. 50-55.Klimenko D.V., Timushev S.F., Firsov V.P. et al. Numerical modeling of pressure pulsations in the turboexpander of a promising cryostat system. Dynamics and vibroacoustics. 2014; 1(2): 50-55. (In Russ)Галеркин Ю.Б., Рекстин А.Ф., Соловьева О.А. и др. Статистическая математическая модель расчета коэффициента полезного действия компрессоров турбодетандерных агрегатов: усовершенствование и идентификация // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 7, С. 68–81, DOI: 10.18698/0536-1044-2022-7-68-81.Galerkin, Yu.B. Statistical mathematical model for calculating the efficiency of compressors of turboexpander units: improvement and identification. Yu.B. Galerkin, A.F. Rekstin, O.A. Solovyova and etc. News of higher educational institutions. Mechanical Engineering, 2022;7: 68–81, DOI: 10.18698/0536-1044-2022-7-68-81. (In Russ)Баширова Э.М., Жаринов Ю.А., Терентьев А.А. Применение нейронных сетей для решения задач прогнозирования технического состояния электрического оборудования // Электротехнические и информационные комплексы и системы, № 2 (18), 2022. С. 21-31.Bashirova, E.M. Application of neural networks to solve problems of predicting the technical condition of electrical equipment. E.M. Bashirova, Yu.A. Zharinov, A.A. Terentyev. Electrical engineering and information complexes and systems, 20222; 2(18):21-31. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.