clear_all

Національний Університет Кораблебудування ім. адмірала Макарова

Наукова діяльність кафедри турбін

Наукові дослідження кафедри турбін відповідають напрямкам наукової діяльності Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова і забезпечують вирішення специфічних завдань економіки України, в першу чергу, проблем енергомашинобудівної галузі.

 

Протягом останніх років на кафедрі виконувались держбюджетні науково-дослідні роботи (науковий керівник – д-р техн. наук, професор С.І. Сербін):

– № 0108U001165 «Теорія низькоемісійного горіння вуглеводневих палив у камерах згоряння з упорскуванням пари контактних газопаротурбінних установок» (2008-2010 рр.);

– № 1809 «Теоретичні основи процесів плазмохімічної переробки низькосортного вугілля та використання синтез-газу в газотурбінних установках»;

– № 1851 «Системні дослідження та розробка моделей програмно-цільового розвитку систем теплопостачання України на основі новітніх технологій та процесів енергоперетворення»;

– № 1987 № 0111U002309 «Теоретичні основи підвищення стійкості процесів горіння вуглеводневих палив в низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів використанням плазмохімічних стабілізаторів» (2015-2016 рр.);

– № 2193 № 0119U002105 “Теоретичні основи створення двопаливних газотурбінних камер згоряння з плазмовим супроводом” (2019-2021 рр.).

 

Було виконано ряд контрактів з Харбінським науково-дослідним інститутом суднових котлів та турбін (КНР):

– контракт 6/2012 від 14.12.2012  «Дослідження термоакустичних процесів в камері згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі, на режимі холодної продувки» з «15» січня 2013 р. по «15» квітня 2013 р.;

– контракт 7/2012 від 14.12.2012  «Дослідження термоакустичних процесів в камері згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі, на режимі горіння» з «15» квітня 2013 р. по «25» жовтня 2013 р.;

– контракт 8/2012 від 14.12.2012  «Дослідження термоакустичних процесів в модифікованій камері згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі» з«15» червня 2013 р. по «15» жовтня 2013 р.;

– контракт 11/2013 від 25.10.2013  «Тривимірне геометричне моделювання малоемісійної камери згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі» з «1» листопада 2013 р. по «30» січня 2014 р.;

– контракт 12/2013 від 25.10.2013  «Моделювання малоемісійної камери згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі, на режимі холодного продування» з «1» квітня 2014 р. по «15» липня 2015 р.;

– контракт 13/2013 від 25.10.2013  «Моделювання малоемісійної камери згоряння ГТД, що працює на газоподібному паливі, на режимі горіння» з «1» червня 2014 р. по «15» грудня 2015 р.

3D-модель камери згоряння з упорскуванням водяної пари

 

Камера згоряння з просторовою електричною дугою

 

Плазмовий газифікатор

 

Плазмохімічний реактор

 

Разом з науковцями Університету науки і технології провінції Цзянсу (КНР) виконано спільний українсько-китайський науково-дослідний проект “Розробка передової технології SOFC-GT для суднових енергосистем” (науковий керівник – д-р техн. наук, професор С.І. Сербін; наказ МОН України № 719 від 24.09.19 р. “Про фінансування спільних українсько-китайських науково-дослідних проектів у 2019 р.”):

– договір № M/107-2019 від 25.07.2019 р. — № держреєстрації 0119U103176;

– договір М/125-2020 від 17.11.2020 р. – № держреєстрації  0120U105003.

На кафедрі також проводяться ініціативні науково-дослідні роботи, які ведуться без фінансування:

– T1 «Дослідження робочих процесів і математичне моделювання паливоспалюючих пристроїв суднової та стаціонарної енергетики»,

– Т2 «Підвищення ефективності схем, циклів та елементів газотурбінних установок».

Результати наукової діяльності кафедри знайшли відображення в успішно захищених дисертаційних роботах на здобуття наукового ступеня кандидата та доктора технічних наук.

За наукового консультування д-ра техн. наук, професора С.І. Сербіна у 2021 р. захистив докторську дисертацію докторант кафедри турбін Чередніченко О.К.  (тема «Ефективність енергетичних установок з термохімічними системами для високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування», спеціальність 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки»).

 


2007 р. Д-р техн. наук, професор Г.Ф. Романовський

на конференції у Харбінському дослідному інституті суднових котлів та турбін (КНР)

 

За наукового консультування д-ра техн. наук, професора Г.Ф. Романовського захистили докторські дисертації:

– Кирюхін О.Л. (2011 р., тема «Удосконалення функціональних властивостей систем утримання та стабілізації валопроводів суднових турбінних установок», спеціальність 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки» );

– Щедролосєв О.В. (2004 р., тема «Основи удосконалювання енерговикористання в спеціальних енергетичних системах універсальних наливних суден», спеціальність 05.08.05 «Суднові енергетичні установки»).

 

2008 р. Доповідь професора кафедри С.І. Сербіна

на конференції у Falls Church (штат Вірджинія, США)

 

За науковим керівництвом д-ра техн. наук, професора С.І. Сербіна захистили кандидатські дисертації в останні роки:

спеціальність 05.08.05 «Суднові енергетичні установки»:

– Маринець О.М. (2002 р., тема «Підвищення ефективності суднових енергетичних установок використанням аераційних плазмохімічних пристроїв»);

– Захаров Ю.В. (2003 р., тема «Прогнозування поліпшення екологічних характеристик суднових газотурбінних двигунів»);

спеціальність 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки»:

– Мостіпаненко Г.Б. (2008 р., тема «Вдосконалення характеристик низькоемісійних камер згоряння газотурбінних двигунів методами математичного моделювання»);

– Рижков О.С. (2010 р., тема «Вдосконалення газоочисних пристроїв енергетичних установок на основі моделювання гідродинамічних процесів»);

– Гончарова Н.О. (2015 р., тема «Удосконалення малоемісійної камери згоряння газотурбінного двигуна, що працює на продуктах плазмохімічної переробки вугілля»);

– Рижков Р.С. (2016 р., тема «Створення високоефективного турбоімпактного сепаратора стиснутих газів для газотурбінних установок»);

– Козловський А.В. (2016 р., тема «Підвищення стійкості процесів в низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів плазмохімічною стабілізацією»).

За наукові досягнення премією Президента України для молодих вчених були відзначені такі співробітники кафедри турбін:

– Мостіпаненко Г.Б. (2014 р., «За створення високоефективних та екологічно чистих енергетичних установок нового покоління»);

– Козловський А.В. (2017 р., «За підвищення паливної ефективності та екологічності газотурбінних і газопоршневих двигунів застосуванням плазмохімічних та термосорбційних технологій»).

 

Плазмово-паливна форсунка

 

Результати наукової діяльності викладачів та співробітників кафедри використані при написанні монографій:

– Чередніченко О. К., Сербін С. І. Термохімічні технології для енергетичних модулів плавучих об’єктів нафтогазовидобутку та суден-газовозів : монографія. – Миколаїв : Видавець Торубара В.В., 2020. – 132 с.

– Romanovsky G.F., Washchilenko V.N., Serbin S.I. Chuanyong ranqi lunji jizu sheji lilun jichu / Теоретичні основи проєктування суднових газотурбінних агрегатів. – Harbin Engineering University Press, China, 2020. – 210 p. (китайською мовою)

– Gorbov V. M., Mitienkova V. S., Serbin S. I. Alternative fuels in ship power plants : monograph. – Mykolaiv : publisher Torubara V.V., 2017. – 120 p.

– Сербин С.И., Мостипаненко А. Б., Гончарова Н. А. Низкоэмисионные камеры сгорания ГТД : монография. – Николаев : Видавець Торубара В.В., 2016. – 224 с.

– Романовский Г.Ф., Хлопенко Н.Я. Динамика упорных подшипников скольжения судовых турбомашин: Монография. – Николаев: НУК, 2007. – 136 с.

– Романовский Г.Ф., Попов А.П. Основы трибологии судовых зубчатых муфт: Монография. – Николаев: НУК, 2004. – 444 с.

– Kondratenko Y., Serbin S., Korobko V., Korobko O. Optimization of Bi-directional pulse turbine for waste heat utilization plant based on green IT paradigm (Book Chapter) // Studies in Systems, Decision and Control: Springer Nature, 2019. – Vol. 171. – P. 469-485.

– Serbin S., Burunsuz K., Goncharova N., Radchenko A., Radchenko R. Investigations of sulfur oxides formation and decomposition in a gas turbine com-bustor with steam injection (Book Chapter). In: Contemporary Issues of Heat and Mass Transfer. – Vol. 2. Monography No. 360 of the faculty of Mechanical Engineering: Koszalin University of Technology, Poland, 2019. P. 731-746.

– Serbin S., Kozlovskyi A., Burunsuz K., Radchenko R. Study of burning stability in low emission gas turbine combustor (Book Chapter). In: Contemporary Issues of Heat and Mass Transfer. – Vol. 2. Monography No. 360 of the faculty of Mechanical Engineering: Koszalin University of Technology, Poland, 2019. –  P. 747-766.

 

Камера згоряння із зворотним вихором

 

За результатами наукової діяльності опубліковано більше 50 статей, проіндексованих в наукометричних базах Scopus та Web of Science Core Collection, зокрема за останні роки:

у 2020 році:

– Matveev I.B., Serbin S.I. A Multitorch RF Plasma System as a Way to Improve Temperature Uniformity for High-Power Applications // IEEE Transactions on Plasma Science. – vol. 48, no. 2, 2020. – pp. 332-337.

– Serbin S., Diasamidze B., Dzida M. Investigations of the working process in a dual-fuel low-emission combustion chamber for an FPSO gas turbine engine // Polish Maritime Research, 2020. – Vol. 27. – No. 3 (107). – P. 89-99.

– Serbin S., Burunsuz K. Numerical study of the parameters of a gas turbine combustion chamber with steam injection operating on distillate fuel // International Journal of Turbo and Jet Engines, 2020. DOI: https://doi.org/10.1515/tjeng-2020-0029, Published online: 17 Sep 2020.

у 2019 році:

– Matveev I.B., Serbin S.I. Synthesis of Nitrogen Oxides in ICP/RF Plasma // IEEE Transactions on Plasma Science, 2019. – Vol. 47, No. 1. – DOI: 10.1109/TPS.2018.2877453. – P. 47-51.

– Matveev I.B., Gessini P., Serbin S.I. A Multipropellant RF Plasma Thruster // IEEE Transactions on Plasma Science, 2019. – Vol. 47, No. 1. – DOI: 10.1109/TPS.2018.2884929. – P. 44-46.

– Cherednichenko O., Serbin S., Dzida M. Application of thermo-chemical technologies for converging of associated gas in diesel-gas turbine installations for oil and gas floating units // Polish Maritime Research, 2019. – Vol. 26. – No. 3 (103). – P. 181-187.

– Cherednichenko O., Serbin S., Dzida M. Investigation of the Combustion Processes in the Gas Turbine Module of an FPSO Operating on Associated Gas Conversion Products // Polish Maritime Research, 2019. – Vol. 26. – No. 4 (104). – P. 149-156.

– Burunsuz K.S., Kuklinovsky V.V., Serbin S.I. Investigations of the emission characteristics of a gas turbine combustor with water steam injection // Refrigeration Engineering and Technology, 2019. – Vol. 55. – No. 2. – P. 77-83.

у 2018 році:

– Matveev I.B., Gessini P., Serbin S. A Multi-Propellant RF Plasma Thruster // 11-th International Conference on Plasma Assisted Technologies (ICPAT-11), 22-24 January 2018, Abu Dhabi, UAE. – Pp. 59-61.

– Matveev I., Serbin S., Washchilenko N. Plasma-Assisted Diposal of Sewage Sludge // 11-th International Conference on Plasma Assisted Technologies (ICPAT-11), 22-24 January 2018, Abu Dhabi, UAE. – Pp. 70-72.

– Matveev I., Serbin S., Goncharova N. Boron Particles Behavior in ICP/RF Plasma // 11-th International Conference on Plasma Assisted Technologies (ICPAT-11), 22-24 January 2018, Abu Dhabi, UAE. – Pp. 84-86.

– Radchenko R., Radchenko A., Serbin S., Kantor S. and Portnoi B. Gas turbine unite inlet air cooling by using an excessive refrigeration capacity of absorption-ejector chiller in booster air cooler // 17th Int. Conf. Heat Transfer and Renewable Sources of Energy (HTRSE-2018). – E3S Web of Conferences, 2018. – Vol. 70. – No. 03012. – 6 p.

– Cherednichenko O., Serbin S. Analysis of Efficiency of the Ship Propulsion System with Thermochemical Recuperation of Waste Heat // Journal of Marine Science and Application, 2018. – Vol. 7(1). – Pp. 122-130.

– Matveev I.B., Serbin S.I. Synthesis of Nitrogen Oxides in ICP/RF Plasma // IEEE Transactions on Plasma Science, 2018. – 5 p.

Результати наукової діяльності знайшли певне відображення у підготованій викладачами кафедри навчальній літературі. Зокрема за останні роки підготовані та видані навчальні посібники, які одержали гриф «Рекомендовано МОН України як навчальний посібник:»:

– Романовський Г.Ф., Ващиленко М.В., Сербін С.І. Теоретичні основи проектування суднових газотурбінних агрегатів: Навчальний посібник. – Миколаїв: УДМТУ, 2003. – 304 с.

– Романовський Г.Ф., Сербін С.І., Патлайчук В.М. Сучасні газотурбінні агрегати: У 2 т. Т.1: Агрегати виробництва України та Росії: Навчальний посібник. – Миколаїв: НУК, 2005. – 344 c.

– Романовський Г.Ф., Сербін С.І., Патлайчук В.М. Сучасні газотурбінні агрегати: У 2 т. Т.2: Агрегати виробництва країн Західної Європи, Америки та Азії: Навчальний посібник. – Миколаїв: НУК, 2008. – 420 с.

– Романовський Г.Ф., Ващиленко М.В., Седько М.П. Основи проектування компресорів суднових газотурбінних двигунів: Навчальний посібник. – Миколаїв: НУК, 2008. – 292 с.

– Романовський Г.Ф., Султанський Ю.О., Харченко В.І. Будова, правила технічної експлуатації та обслуговування газотурбінних двигунів: Навч. посібник – Миколаїв: НУК, 2011. – 216 с.

– Збірник завдань і вправ з теорії та проектування турбінних агрегатів: навч. посібник / Г.Ф. Романовський, С.І. Сербін, М.В. Ващиленко, М.П. Седько, В.М. Патлайчук, В.І. Харченко. – Миколаїв: НУК, 2012. – 248 с.

а також гриф «Рекомендовано Вченою радою НУК як навчальний посібник»:

– Сербин С.И., Мостипаненко А.Б. Информационные технологии в турбиностроении: учебн. пособие. – Миколаїв: НУК, 2012. – 143 с.

– Романовский Г.Ф., Султанский Ю.О., Харченко В.И. Устройство газотурбинного двигателя Д050 агрегата М10. Часть 3 – Эксплуатация и техническое обслуживание: учебн. пособие. – Николаев: НУК, 2013 – 136 с.

– Романовський Г.Ф., Сербін С.І., Патлайчук В.М. Газотурбінні агрегати: у 2 ч. Ч.1: Загальна будова та класифікація. – Миколаїв: НУК, 2016. – 216 с.

– Романовський Г.Ф., Сербін С.І., Патлайчук В.М. Газотурбінні агрегати: у 2 ч. Ч.2: Елементи конструкцій. – Миколаїв: НУК, 2017. – 196 с.

– Gorbov V. M., Serbin S. I., Mitienkova V. S. Marine Engineering Encyclopedia: Study Guide. – Mykolaiv: publisher Torubara V.V., 2017. – 200 p.

– Патлайчук В.М. Проєктування стаціонарних парових турбін: у 2 ч. Ч.1: Розрахунок одноциліндрових турбін. – Миколаїв: НУК, 2020. – 120 с.

– Патлайчук В.М. Проєктування стаціонарних парових турбін: у 2 ч. Ч.2: Розрахунок багатоциліндрових турбін. – Миколаїв: НУК, 2020. – 160 с.