Дисертація присвячена створенню основ керування термоакустичними коливаннями шляхом управління їх механізмами, які запропоновані та обосновані автором. Ефективність запропонованих способів зменшення амплітуди коливань вібраційного горіння в камерах горіння промислових агрегатів ілюстрована формами коливань та їх зміною, які побудовані застосуванням алгоритму математичного моделювання, що дозволяє зробити оцінку любих других діючих способів.
Алгоритм, що використовується в роботі, побудовано на власних розробках автора: модифікації кінцево-різницевих методів для розв’язання рівнянь інтегральних кривих та їх адаптації для чисельного інтегрування рівнянь з запізнюючим аргументом.
В дисертації також отримані закономірності термоакустичних автоколивань, які можуть бути використані при розробці відповідних генераторів коливань для використання їх в промислових агрегатах, що сприяє значному покращенню їх основних показників.
Запропоновані механізми збудження та підтримки автоколивань вібраційного горіння та феномена Рійке: від’ємні опори гідравлічний та тепловий; дія тиску піднімальної сили, спрямованої проти руху потоку повітря або диму, коли залежність тиску піднімальної сили спадаюча, а також коли зростаюча, а напрямок її дії і руху збігаються; механізм феноменологічного запізнення, взаємодіючий з джерелом теплопідводу труби Рійке, які раніше залишались невідомими.
Рівняння нестаціонарного руху представлені так, що в них ввійшла напірна характеристика коливального контуру, яка об’єднує всі сили, що формують характер руху.
Вперше представлено рішення проблеми керування термоакустическими коливаннями шляхом управління запропонованими механізмами, що дозволило здійснити реконструкцію тепло-технологічних агрегатів, яка дозволить покращити їх економічні та експлуатаційні показники.
Математичне моделювання термоакустичних автоколивань здійснено алгоритмом, який базується на модифікації кінцево-різницевих методів, а також розроблених методів розв’язання рівнянь із запізнюючим аргументом.
Реконструкція регенеративного повітронагрівача (каупера), використовуючи запропоновані методи зниження амплітуди коливань, дозволить підвищити температуру дуття доменних печей, висока економічна ефективність якого відома.
Збудження помпажа вентилятора призводить до виникнення від’ємної витрати диму через нагнітач з камери горіння одночасно з полум’ям у потоці. Причиною цього явища є великий об’єм камери горіння, значні акумулюючи властивості штуцера каупера та наявність гілки з від’ємними витратами напірної характеристики.
Амплітуда коливань вібраційного горіння перед насадкою каупера залежить від співвідношення акустичних параметрів основних коливальних контурів камери горіння та пасивного, параметри якого являються розподіленими, а об’єм якого визначається відсутністю горіння в ньому. Збільшення гідравлічного опору останнього сприяє зменшенню амплітуди коливань.
Публікації автора:
Гоцуленко В.В., Павленко А.М., Басок Б.И. Управление автоколебаниями при вибрационном горении // Промышленная теплотехника.- 2005. -Т. 27.- № 1.- С. 9-13.
Особистий внесок: Математично обґрунтував можливості розв’язання проблеми управління термоакустичними автоколиваннями.
Гоцуленко В.В. Об аналогии нестационарных режимов воздухонагревателя доменной печи (каупера) и трубы Рийке // Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 1999. - № 8. - C. 24-26.
Гоцуленко В.В. Математическая модель трубы Рийке и условия ее звучания // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет). – 2000. - № 5. - C. 39-41.
Гоцуленко В.В. Об особенностях действия механизмов обратной связи при вибрационном горении // Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск).- 2001. - № 12. - C. 94-98.
Гоцуленко В.В. Об одном численном методе интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет). - 2004. - № 2 (12). - C. 5-7.
Гоцуленко В.В. Низкочастотные колебания в трубе Рийке при ее собственном волновом сопротивлении // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет). - 2004. - № 1(11). - C. 28-31.
Гоцуленко В.В. Влияние объемной релаксации на устойчивость течения в трубе Рийке // Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 2001. - № 6’(17). - C. 102-104.
Гоцуленко В.В. О характере деформации составляющих характеристики трубопровода при теплопроводе к потоку газа // Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 2001. - № 6’(17). - C. 98-101.
Гоцуленко В.В. Об устойчивости потока в трубе Рийке как динамической системе с распределенными параметрами // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет). - 2001. - № 2(7). - C. 90-92.
Гоцуленко В.В. Автоколебания в трубе Рийке при ее собственном волновом сопротивлении// Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 2004. - № 4’(33). - C. 45-51.
Гоцуленко В.В. Закономерности термоакустических колебаний в модели насадки каупера при переменном напоре //Сборник научных трудов, ДГТУ, Днепродзержинск, 2002- 2003.- C. 111-115.
Гоцуленко В.В. О причине изменения формы колебаний в трубе Рийке //Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 2002.- № 6’(23). - C. 118-121.
Гоцуленко В.В., Гоцуленко В.Н. Механизмы термоакустических колебаний и их роль в проблеме снижения стоимости чугуна // Сборник научных трудов, ДГТУ, Днепродзержинск, 2002-2003.- C. 40-43.
Гоцуленко В.В. Особенность движений в трубе Рийке при изменении ее акустических параметров // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет).- 2003. - № 1(9). - C. 40-44.
Гоцуленко В.Н., Куприн А.А., Мамаев Л.М., Гоцуленко В.В. Автоколебания обусловленные сифонным эффектом / Рукопись деп. в Институте НИИТЭХИМ, Черкассы, № 14ХП 97, 1997, 89 с.
Особистий внесок: Експериментально знайшов спадаючу залежність гідравлічного опору при зростанні витрати рідини.
Гоцуленко В.В., Гоцуленко В.Н., Федоренко Г.И. К проблеме пульсации пламени в горелках воздухонагревателей // Сб. научн. тр. НМетАУ.- Днепропетровск, 2001. - Т. 4. - С. 34 -38.
Особистий внесок: Обґрунтував причину пульсацій полум’я у пальниках каупера.
Гоцуленко В.В., Гоцуленко В.Н. К вопросу об устойчивости лопастного компрессора в системе с распределенными параметрами //Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск).- 2002. - № 1’(18). - C. 18-21.
Особистий внесок: Математично доказав збіжність границь областей стійкості для систем з зосередженими і розподіленими параметрами.
Гоцуленко В.В., Гоцуленко В.Н., Федоренко Г.И. Об одном способе защиты лопастного компрессора от помпажа //Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). - 2002. - № 1’(18). - C. 22-25.
Особистий внесок: Математично обґрунтував спосіб захисту компресора від помпажа.
Гоцуленко В.В. Релаксационные автоколебания феномена Рийке // Системные технологии (Государственная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск). – 2004.- № 2’(31). - C. 122-129.
Гоцуленко В.В., Гоцуленко В.Н. К проблеме подавления помпажа центробежного компрессора // Сб. научн. тр. ДГТУ. - Днепродзержинск, 2001.- С. 154-157.
Особистий внесок: Запропонував використання струминного ежектору для нейтралізації зростаючої залежності напору від витрати характеристики компресора.
Гоцуленко В.В. Термоакустические колебания в модели насадки каупера при постоянном напоре // Математическое моделирование (Днепродзержинский государственный технический университет).- 2003.- № 2(10). - С. 62-66.
Особистий внесок: Запропонував ввести еластичну камеру в спіральний дифузор та включення в конструкцію струминного ежектора.
Гоцуленко В.В. Математическое моделирование особенностей феномена Рийке при изменении мощности теплового потока // РАН, Математическое моделирование.- 2004. - Т. 16.- № 9. - С. 23-28.
