Цифровая трансформация гидромашиностроения

Важность модернизации насосного оборудования и внедрения цифровых методов проектирования для надежности и импортонезависимости атомной энергетики выходит на первый план: совокупность стареющей техники, ужесточение требований к безопасности и доступность отечественных CFD‑решений формируют спрос на прикладные исследования и промышленные решения.

Лаборатория гидромашиностроения СПбПУ выстроила трехкомпонентную исследовательскую программу, где физика течений, оптимизация конструкций и перевод моделей на экспериментальные стенды рассматриваются как взаимосвязанные задачи. Так, инженер Алексей Журавков представил методику расчета и проектирования проточной части для низко- и среднескоростных насосов с адаптивной сеткой, которая позволяет адекватно описывать нестационарные вихревые структуры; внедрение предложенных профилей лопастей показало снижение зон обратного течения и улучшение рабочего диапазона. Эти численные достижения логично дополняют опыт доцента Дмитрия Свободы, чья оптимизация проточной части осевой гидравлической турбины для высокоскоростного бурения привела к снижению гидравлических потерь без ущерба прочностным запасам за счет изменения угла закручивания потока и перераспределения давления.

Перейдя от расчетов к подтверждению на стенде, команда лаборатории продемонстрировала прикладные результаты: эксперименты старшего преподавателя Арсентия Клюева по свободновихревым насосам выявили рост КПД в рабочих режимах при использовании нерегулярных фасонных профилей и новых способов крепления торцевых уплотнений. Параллельно проектные наработки нашли практическое применение — доцент Василий Щур представил первый этап модернизации гидротурбины Лужской ГЭС‑2 и разработку насосной установки для отечественной системы пожаротушения ТЭК, где ускоренный переход от расчета к прототипу стал возможен благодаря сотрудничеству с промышленными партнерами.

Научно‑технические результаты обсудили на XIV Всероссийской научно‑технической конференции «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». Пленарное заседание, открытое директором Высшей школы энергетического машиностроения Алёной Алешиной, объединило академические группы, НИЦ и машиностроительные предприятия в дискуссии о цифровизации проектирования, повышении надежности и импортонезависимости. Доклады представителей отрасли, включая обзор рынка насосного оборудования для АЭС (Игорь Твердохлеб), практические методы устранения эксплуатационных дефектов (Павел Павлов), внедрение инновационных материалов в узлы трения (Сергей Пылаев), и демонстрации отечественных CFD‑инструментов, показали, как расчетные модели интегрируются в промышленную практику.

Сквозная тема конференции – сокращение цикла от исследования к внедрению – проявилась в сочетании фундаментальных исследований течений, экспериментальной валидации и цифровой автоматизации проектирования. Такое сочетание не только усиливает прикладной потенциал научных работ лаборатории, но и создает предпосылки для повышения технологической автономии отечественного гидромашиностроения.