Путь к миллиону. Омский учёный выиграл федеральный грант на исследование  

Прямозубые роторные насосы, гидродиодное распределение жидкости, концептуальные основы… Для большинства людей эти понятия ни о чём не говорят, но за ними - масштабные исследования и научные открытия. Мы расскажем о проекте доцента кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ. Евгений Павлюченко выиграл федеральную субсидию - полтора миллиона рублей от Министерства науки и Российского научного фонда.

Сегодня во многих отраслях науки и техники среди источников энергии в гидросистемах используются насосы объёмного действия. На это уходит много ресурсов, а изготовление требует высокотехнологичного производства. Поэтому такие насосы дорогие. Наш герой работает над повышением их эффективности.

«Основными направлениями развития конструкций насосов объёмного действия является повышение ресурса работы, надёжности, улучшение равномерности подачи и улучшение массогабаритных показателей», - объясняет кандидат технических наук Евгений Павлюченко.

Среди всех объёмных машин одно из лидирующих мест занимают роторные конструкции. У них - видимые преимущества: высокая допустимая частота вращения ротора, компактность, реверсивность движения потока жидкости, повышенная надёжность. Правда, недостатки тоже есть, например, сложность конструкции, большие утечки жидкости, неравномерность подачи и так далее.

Учёные активно разрабатывают технические решения для устранения недочётов. Это касается и улучшения работы существующих конструкций, и создания новых. Перспективное направление последних лет - разработка роторных прямозубых насосов с повышенными техническими и энергетическими характеристиками.

«Такие насосы имеют простую конструкцию, равномерную подачу по углу поворота приводного вала, ввиду постоянства скорости зуба ротора, за исключением её кратковременного отсутствия в момент размещения зуба ротора во впадине уплотнительного диска. Расчётная подача такого насоса по сравнению с кулачковыми при схожих относительных массогабаритных показателях и одинаковой частоте вращения приводного вала выше примерно в 1,7 раза».

Однако у этих машин есть ряд недостатков,например, наличие нагнетательного клапана ограничивает частоту вращения приводного вала, чистоту перекачиваемой жидкости и её вязкость. А уплотнительный диск делает устройство громоздким и металлоёмким. Более того, сегодня в научной литературе нет хорошей теории рабочих процессов прямозубых роторных насосов с гидродиодным регулированием. Возникает задача - создать такие машины, которые сохраняли бы преимущества, но имели гораздо меньше недочётов.

При разработке новой конструкции омские учёные применят технические решения, которые сильно изменят характер протекания процессов в рабочих полостях машины. Также предстоит сформулировать основы проектирования и теорию рабочих процессов прямозубых роторных насосов с гидродиодным распределением жидкости. При идеальном развитии событий это решит актуальные проблемы.

«Значимость данной работы состоит в том, что разрабатываемые насосы, имея высокие технические показатели, обладают новизной и в информационных источниках нет чётких  рекомендаций по их проектированию. Таким образом, проведённый комплекс работ позволит разработать инженерную методику предварительного конструкторского расчёта и программный комплекс для ЭВМ, что позволит проектировать широкую номенклатуру насосов практически под любые реальные параметры и задачи, что способствует значительному расширению сферы их применения».

Эти исследования позволят совершенствовать системы и дальше, внедрять их на производства, в том числе в Омской области. Серийные образцы насоса можно использовать в нефтехимической, горнодобывающей, автомобильной промышленности, в оборудовании для МЧС, на объектах специальной военной техники.

«Например, в горнодобывающей промышленности используется гидропривод, для работы которого нужны компактные насосы с относительно большими расходами. В настоящее время для этого используются насосы американских производителей, обслуживание и ремонт которых прекращён в связи с наложенными санкциями».

Сейчас команда из ОмГТУ закончила патентные исследования: проведены анализ комплексной оценки эффективности работы насосов объёмного действия, анализ способов и путей повышения надёжности, увеличения ресурса работы, снижения неравномерности подачи и уменьшения удельной работы. На этой основе создана концептуальная модель нужной машины, выбраны наиболее подходящие конструкции. А сегодня наш собеседник с единомышленниками приступили к разработке теории рабочих процессов.

Это лишь начало пути, признаётся Евгений Павлюченко. Проект двухэтапный: сначала теория, потом - практика. Выделенные полтора миллиона рублей пойдут на реализацию первого этапа. Финансирование второго - дело будущих грантов и конкурсов. Также команда планирует найти спонсора среди промышленных гигантов нашего региона.

«На исследовательскую деятельность уходит до 50% рабочего времени, чего вполне хватает, чтобы совмещать основную работу и работы по проекту».

Настало время познакомиться с коллегами нашего героя. Итак, над исследованиями также работают: кандидат технических наук, доцент кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» Сергей Кайгородов, аспиранты ОмГТУ Ксения Сокирко и Александр Прусов. Основной консультант - доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы, заведующий кафедрой Виктор Щерба.

Учёные - это те, кого с самого детства мучили вопросы «почему», уверен собеседник. Люди науки не довольствуются поверхностными ответами, а стремятся докопаться до сути вещей. Вдохновение повсюду: загадка устройства Вселенной, природа человеческого сознания, структура микроорганизмов и так далее.

«Когда предложили пойти работать в науке, возражений не было. Кроме того, наука - это не рутина, а постоянный творческий процесс, где нужно придумывать новые гипотезы, разрабатывать уникальные эксперименты и искать нестандартные решения. А осознание того, что твоя работа может иметь огромное значение для человечества, служит мощным стимулом. В науке нет жёстких рамок, что позволяет мыслить свободно и нешаблонно».

Заветная мечта Евгения - реализовать все планы, а их немало. В ближайшее время доцент продолжит работу над этим проектом, но кто знает, какие ещё идеи придут в голову? 

Автор: Диана Масюта

Фото предоставлены пресс-службой ОмГТУ.