«Підвищення ефективності мехатронних систем за рахунок удосконалення гідравлічних систем та кавітаційних виконавчих пристроїв» (керівник д.т.н., проф., заслужений діяч науки та техніки О.М. Яхно )
На базі створених інженерних методик розрахунку розроблено систему автоматизованого проектування ультразвукових кавітаційних виконавчих пристроїв, що дозволено в декілька разів скоротити термін створення нових виконавчих кавітаційнних Створено експериментальне ультразвукове технологічне обладнання, яке на 40% підвищує ефективність технології ультразвукового кавітаційного знезараження рідини. Отримане обладнання суттєво відрізнятися від пропозицій основних конкурентів (продукція лабораторії акустичних процессів та апаратів Бійського технологічного інституту Алтайського державного технічного університету ім. І.І.Ползунова, продукція російської компанії “Сварог” та інш.) та перевищує світовій рівень у цьому напрямі. Сформульовані рекомендації по вдосконаленню форми профілю шестерень для насосів, режими роботи (продуктивність та тиск), які забезпечують постійну підтримку докавітаційного режиму роботи у складі мехатронних систем. Адекватність рекомендацій підтверджена відео та фото матеріалами по візуалізації поведінки потоку рідини в шестеренному насосі. Впровадження наданих рекомендацій дозволило зменшити на 25% пульсації потоку робочої рідин внаслідок дії кавітаційних режимів та подовжити на 15% термін працездатності насосного обладнання внаслідок усунення кавітаційної ерозії ущільнюючих поверхонь.
Результати роботи впроваджено у навчальний процес у вигляді нових розділів «Кавітаційні методи розпилення та знезараження рідин», "Реологічні властивості газорідинних сумішей" в курсах «Механіка рідини та газу», «Гідравліка та приводи мехатронних систем», нового розділу «Вплив кавітації на величину пульсацій подачи шестеренного насосу» в курсі «Основи об’ємного гідроприводи», «Обємні гідро і пневомашини та гідропередачі». Захищено 1 кандидатські дисертації, підготовлено частини докторської дисертації на тему «Теорія побудови ультразвукових кавітаційних систем мехатроніки», опубліковано 16 наукових статей, з яких 16 – у фахових виданнях (5 – у виданнях, що входять до наукометричних БД); підготовлено 20 доповідей на міжнародних і вітчизняних конференціях, з публікацією тез; отримано 2 патента України, захищено 5 магістерських робіт, 5 дипломних проектів спеціалістів.
Робота відповідає світовому рівню. Її результати, що стосуються досліджень ультразвукових диспергаторів впроваджені у Інституті хімії поверхні НАН Україні ім. О.О. Чуйка, ДП ПАТ «Оболонь» «Красилівкське» та ТОВ НМЦ «Медінтех». Дослідження знезараження води у відкритих водоймах та дезінтеграції мікроорганизмів впроваджено на ОАО «Редуктор-ПМ» (м. Пермь, Росія)
Наявні госдоговірні кошти – 50 тис. грн.
«Розробка гідравлічних мехатронних систем машинобудування з високими показниками ефективності і надійності» (керівник д.т.н., проф., заслужений діяч науки та техніки О.М. Яхно)
Розроблена математична модель пульсуючого потоку на виході шестеренного насосу. Результати моделювання, дозволили визначити раціональний профіль шестерень. Отримано рекомендації щодо, описання характеру впливу пульсацій на гідравлічний опір потоку в’язкої рідини.
Проведено аналіз принципових рішень способів фільтрування рідин. Обґрунтовано доцільність застосування вібраційного впливу на фільтрувальну перегородку з метою її регенерації. Запропоновано вібраційний вплив роботи за рахунок введення в рідину ультразвукових коливань. Це дозволить очищати фільтрувальну перегородку за допомогою ефектів, що супроводжують явище ультразвукової кавітації. При цьому рівень інтенсивності ультразвукових коливань повинен перевищувати поріг винищення кавітації за даних умов. Розроблено принципову схеми у конструкції ультразвукового фільтра. На запропоновану схему подано заявку на винахід. Розроблено та виготовлено експериментальний стенд. Проведені експериментальні дослідження процесу фільтрування в ультразвуковому полі, що дозволило розробити фізичну модель процесу та пояснити сутність ефектів, що супроводжують процес фільтрування в кавітаційному середовищі. Створена аналітична модель, за допомогою якої шляхом моделювання вдалося з’ясувати поведінку частинки забруднювача в ультразвуковому полі підвищеної інтенсивності та пояснити основні принципи ефекту фільтрування за таких умов. Матеріали експериментального та аналітичного дослідження процесу фільтрування в ультразвуковому полі оформлені у вигляді статей і передані до друку у фахові видання.
За результатами роботи захищено 7 магістерських робіт, опубліковано 6 статей у фахових виданнях, зроблено 16 доповідей на міжнародних конференціях, отримано 1 заявка, 2 охоронних документів на об’єкти права інтелектуальної власності, захищена одна докторська та 2 кандидатських дисертації.
Розробки для Наукового парка «КПІ»
Дослідно-конструкторська робота «Розробка рекомендацій для модернізації конструкції клапана, супровід виготовлення та випробувань зразків клапанів» (керівник д.т.н., проф. О.В. Узунов)
Проведено інформаційний пошук відомих технічних рішень та конструкцій запірно-регулюючих клапанів для рідинно-парових систем атомних електричних станцій. Проведено аналітичний огляд та виявлено напрямки підвищення їх ефективності і надійності. Розроблено математичні моделі гідродинамічних процесів течії рідинно-парової суміші в багатоступінчатих дросельних каналах типового запірно-регулюючого клапану. Побудовано експериментальний стенд та виконано візуалізацію течії робочого середовища крізь дроселюючий отвір регулюючого клапану. Виконано налаштування математичної моделі та підтвердження її коректності. Проведено дослідження процесів в каналах запірно-регулюючого клапана для різних режимів його роботи. Розроблено рекомендації для модернізації конструкції клапану, на основі яких розроблено удосконалену конструкції золотникового елементу клапану. Розроблено математичну модель процесу течії робочого середовища в каналах удосконаленого клапану та підтверджено його основні характеристики. Результати передано до ЦКБА «Арма» для розробки експериментального зразка клапану.
Результати роботи впроваджено в навчальний процес у курсах «Математичне моделювання систем і процесів» та «Комп’ютерне проектування гідро пневмосистем»
