ElarTSATU
Електронний Інституційний репозитарій Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного.
Ласкаво просимо на сайт Інституційного репозитария Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного!
Наш електронний архів накопичує, зберігає і надає вільний, довгостроковий доступ до електронних версій наукових публікацій,
науково-методичних і навчальних матеріалів, створених науковцями, аспірантами та студентами ТДАТУ.
Надсилайте Ваші матеріали на е-mail: lib.nauka@tsatu.edu.ua
Положення про репозитарій ТДАТУ
Вимоги щодо розміщення матеріалів у репозитарії ТДАТУ
ISSN: 2524-0714
Фонди
Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.
Нові надходження
Item type:Документ, Access status: Open Access , Energy characteristics of the torque-flow pump tfp 125-50: results of an experimental study(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Kondus, V.; Gusak, O.; Кондусь, В. Ю.; Гусак, О. Г.EN: The paper presents the results of an experimental study of the TFP 125-50 torque-flow pump carried out using a specialized test bench with a closed hydraulic circuit. A methodology for experimental testing was developed and validated, enabling the determination of the main operating parameters of the pump, including flow rate, head, power consumption, and efficiency, with consideration of systematic and random measurement errors. Experimental investigations were performed for a base impeller and a modernized impeller over a wide operating range of flow rates. Statistical processing of the measurement results showed that the relative limiting errors of the main parameters do not exceed the permissible values specified by relevant standards. Head and energy characteristics of the pump were obtained and comparatively analyzed. It was demonstrated that the use of the modernized impeller provides an increase in pump efficiency by 4–5% within the operating flow rate range. Verification of the experimental results was carried out by comparison with numerical simulation data, which confirmed the adequacy of the applied CFD model. The obtained results can be used for further research and optimization of torque-flow pump designs. /// UA: У роботі наведено результати експериментального дослідження вільновихрового насоса типу TFP 125-50, виконаного з використанням спеціалізованого випробувального стенда із замкнутим гідравлічним контуром. Розроблено та апробовано методику експериментальних випробувань, що забезпечує визначення основних робочих параметрів насоса, зокрема подачі, напору, споживаної потужності та коефіцієнта корисної дії, з урахуванням систематичних і випадкових похибок вимірювань. Експериментальні дослідження проведено для базового та модернізованого робочих коліс у широкому діапазоні подач. За результатами статистичної обробки встановлено, що відносні граничні похибки визначення основних параметрів не перевищують нормативно допустимих значень. Побудовано напірні та енергетичні характеристики насоса і виконано їх порівняльний аналіз. Показано, що застосування модернізованого робочого колеса забезпечує підвищення коефіцієнта корисної дії на 4–5 % у робочому діапазоні подач. Проведено верифікацію результатів фізичного експерименту шляхом порівняння з даними чисельного моделювання, що підтвердило адекватність застосованої CFD-моделі. Отримані результати можуть бути використані для подальших досліджень та оптимізації конструкцій вільновихрових насосів.Item type:Документ, Access status: Open Access , Методи та моделі визначення сил тертя запірно регулюючих елементів гідроапаратів(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Хованський, Сергій Олександрович; Khovansky, Serhii; Гречка, І. П.; Hrechka, I.; Коробова, С. А.; Korobova, S.; Голенко, С. О.; Holenko, S.UA: Розглянуто фактори, що визначають величину сили тертя запірно-регулюючих елементів гідроапаратів, зокрема вплив радіального зазору, геометрії золотника та гільзи, матеріалів і властивостей робочої рідини. Запропоновано фізичну модель процесу тертя, що враховує сумарну дію контактного та рідинного тертя під час зворотно-поступального та осциляційного руху золотника. Наведено методику визначення критичної та максимальної швидкості руху золотника, а також формули для розрахунку сили тертя у запірно-регулюючих елементах. Розроблені рекомендації щодо оптимізації геометрії, вибору радіального зазору та застосування антиадгезійних покриттів і присадок у робочій рідині для зниження тертя та підвищення енергоефективності й надійності гідроапаратів. Отримані результати мають практичне значення для проєктування та експлуатації промислових гідроприводів. /// EN: This paper examines the factors determining the friction force of shut-off and control elements in hydraulic devices, including the influence of radial clearance, geometry of the spool and sleeve, materials, and properties of the working fluid. A physical model of the friction process is proposed, which accounts for the combined effect of contact friction and fluid friction during reciprocating and oscillatory motion of the spool. The methodology for determining the critical and maximum velocities of the spool is presented, along with formulas for calculating the friction force in shut-off and control elements. The study provides recommendations for optimizing geometry, selecting radial clearance, and applying anti-adhesive coatings and fluid additives to reduce friction, increase energy efficiency, and enhance the reliability of hydraulic devices. The results show that friction in shut-off and control elements is determined by the complex interaction between contact and fluid friction, radial clearance, geometry of the spool and sleeve, and physicochemical properties of the working fluid. Rational selection of radial clearance, contact surface area, and volumes of the spool and sleeve is critical to minimizing power losses and ensuring stable operation. In addition to conventional design and technological solutions, effective friction reduction can be achieved by giving the spool high frequency, low-amplitude oscillatory reciprocating motion, using wear-resistant and anti-adhesive coatings, and employing specialized fluid additives, which reduce static characteristic hysteresis and the likelihood of spool jamming while optimizing energy performance. In most cases, during reciprocating motion, the spool operates under mixed lubrication, where the friction coefficient remains nearly constant; if the critical speed is exceeded, the motion transitions to fluid lubrication, substantially reducing contact friction and surface wear. The developed physical model of spool motion and friction forces allows determination of critical and maximum spool velocities, estimation of friction force for different operating conditions, prediction of dynamic behavior of shut-off and control elements, and optimization of hydraulic device parameters, providing a scientifically grounded methodology for design and operation. Application of the obtained recommendations improves the accuracy, energy efficiency, and reliability of industrial hydraulic drives and provides a foundation for further research on contact and tribological processes in precision spool–sleeve pairs. Prospective directions for future research include numerical-experimental modeling of friction forces considering surface microgeometry, actual loading conditions, and dynamic oscillations of the spool to enhance accuracy, performance, and lifespan of hydraulic devices.Item type:Документ, Access status: Open Access , Аналіз контактної взаємодії складнопрофільних елементів радіально-поршневих гідрооб’ємних передач(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Ткачук, М. М.; Tkachuk, M.; Гречка, І. П.; Hrechka, I.; Льозний, О. С.; Loznyi, O.; Грабовський, А. В.; Grabovskiy, A.; Ткачук, М. А.; Tkachuk, M.UA: Мета роботи – створення математичної моделі контактної взаємодії складнопрофільних елементів радіально-поршневих гідрооб’ємних передач та дослідження впливу форми їхніх контактуючих поверхонь на міцність цих елементів. Така модель будується на основі теорії розвитку та адаптації варіаційних нерівностей. Дискретизація задачі здійснюється із залученням методу скінченних елементів. За допомогою створеного засобу досліджень проаналізовано вплив форми поперечного перерізу бігової доріжки статорного кільця на розподіл контактного тиску у взаємодії із кульковим поршнем. На цій основі рекомендовані раціональні профілі поперечного перерізу бігової доріжки статорного кільця. /// EN: Radial-piston hydrodynamic transmissions with ball pistons are widely used in the transmissions of special-purpose vehicles. Such pistons move in contact with two bodies: the walls of the rotor cylinders and the raceway of the stator ring. The greatest loads act in the coupling of the ball piston with the stator ring raceway. The raceway surface is a torus, the cross-section of which in the zone of interaction with the ball piston is a complex curve. The task is to determine the rational form of this curve (i.e., the transverse profile of the torus) according to strength criteria. The aim of the work is to create a mathematical model of the contact interaction of complex profile elements of radial-piston hydrodynamic transmissions and to study the influence of the shape of their contacting surfaces on the strength of these elements. Such a model is built on the basis of the theory of development and adaptation of variational inequalities. In addition to the description of the geometric shape, the developed model also integrates the properties of the surface layers of the materials of the contacting bodies. Thus, along with the constructive ones, technological solutions for the surface treatment of the studied bodies are also sought and optimized. The discretization of the problem is carried out using the finite element method. Using the created research tool, the influence of the shape of the cross-section of the stator ring raceway on the distribution of contact pressure in interaction with the ball piston was analyzed. On this basis, rational cross-sectional profiles of the stator ring raceway are recommended. The research has established a significant influence of design and technological parameters on the distribution of contact pressure between the ball piston and the toroidal raceway of the stator ring of the radial hydraulic transmission. By varying these parameters, it becomes possible to ensure the strength of these complex-profile bodies. Accordingly, it is possible to improve the technical characteristics of the created hydraulic transmission. In particular, the developed models and methods were applied to the study of the GOP-900 hydraulic transmission.Item type:Документ, Access status: Open Access , До питання проектування подільника потоку системи живлення гідростатичних опор(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Сахно, Євгеній Юрійович; Sakhno, Е.; Коваленко, С. В.; Kovalenko, S.UA: В статті розкриваються питання проектування подільника потоку робочої рідини для модернізованої системи живлення гідростатичних опор. Розглянуто і порівняно можливості багатопотокових подільників, щодо рівномірності розподілу рідини, та сил які впливають на якість роботи гідроавлічного вузла з валом, що обертається. Показано, що похибка подільного клапана при постійному коефіцієнті підсилення залежить від роботи першого ступеня поділу, оскільки зміни прохідних перерізів вхідних дроселів при осциляції плунжера незначні. Надано результати моделювання подільника потоку в програмному комплексі SolidWorks. /// EN: In recent years, there has been a tendency to reduce the dimensions and complexity of the design of hydraulic components, which is due to the improvement of processing technologies and the improvement of the efficiency of production processes. Nowadays, cartridge (spool) separators and flow adders are becoming more and more widely used. The article discusses the issue of designing a working fluid flow divider for a modernized hydrostatic support power supply system. The capabilities of multi-flow dividers, regarding the uniformity of liquid distribution, and the forces that affect the quality of work of a hydraulic unit with a rotating shaft are considered and compared. It is shown that the error of the dividing valve at a constant amplification factor depends on the operation of the first stage of separation, since the changes in the cross-sections of the inlet throttles during the oscillation of the plunger are insignificant. The results of modeling the flow divider in the SolidWorks software complex are provided. The use of flow dividers in hydraulic systems provides a number of advantages, including precise control of individual drives and guaranteed delivery of the required amount of working fluid. This contributes to increasing the overall efficiency and productivity of the system, and also prevents overloading of its elements due to the even distribution of the load between the components of the hydraulic system.Item type:Документ, Access status: Open Access , Математичне моделювання траєкторії руху твердих частинок у вихрових камерах(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Роговий, Андрій Сергійович; Rogovyi, Andrii; Тімченко, Є. І.; Timchenko, Ye.; Дьомін, Д. Р.; Domin, D.; Цента, Євген Миколайович; Tsenta, YevhenUA: Метою роботи є розробка аналітичної моделі для визначення траєкторії руху твердої частинки у вихровій камері газового середовища з урахуванням сил лобового опору та градієнта тиску. Наукова новизна полягає у використанні аналітичного підходу для потенційного руху газу, що дозволяє оцінити вплив розміру та густини частинок на їх динаміку без значних обчислювальних витрат. Практична цінність дослідження полягає у можливості застосування отриманих результатів для оптимізації конструкцій вихрових клапанів, вихорокамерних нагнітачів у системах транспортування газових середовищ із твердими включеннями. Основні результати показують, що траєкторії частинок мають спіралеподібний характер, а час перебування залежить від їх розміру та густини; неврахування сили тиску може призвести до похибки до 60 %. Врахування градієнта тиску для дрібних частинок та перспективність аналітичного моделювання як бази для подальших досліджень підтверджується результатами моделювання траєкторій. /// EN: This paper presents an analytical approach to modeling the trajectory of solid particles in a vortex chamber operating within a gaseous medium. The primary objective is to develop a simplified yet accurate mathematical model that accounts for the main forces acting on a particle: drag and pressure gradient, while minimizing computational complexity compared to full-scale CFD simulations. The novelty of the study lies in applying potential flow theory to describe the gas motion and superimposing the particle’s movement on this flow, enabling rapid evaluation of particle dynamics under varying conditions. The methodology involves dividing the vortex chamber into four distinct regions: the mixing zone of supply and control flows, the central core, boundary layers on end walls, and the outlet region. The particle is assumed to be an ideal sphere with negligible concentration effects, and its trajectory is calculated using force balance equations solved by the Runge-Kutta method (4th-5th order) in MATLAB. Initial conditions include particle size, density, and inlet gas velocity, allowing parametric analysis of their influence on motion. Results indicate that particle trajectories form spirals with progressively decreasing radial increments, asymptotically approaching the chamber periphery. Larger and denser particles exhibit less curvature and shorter residence times, while smaller particles remain longer in the core region. Neglecting the pressure force introduces significant errors up to 60% for particles smaller than 20 μm highlighting the necessity of considering radial pressure gradients in design calculations. The practical significance of this research lies in its applicability to the optimization of vortex valves and flow control devices in pneumatic transport systems, particularly for gas-solid mixtures. The proposed analytical model provides a cost-effective tool for preliminary design and can serve as a foundation for further validation through advanced CFD techniques and experimental studies.