ЭНЕРГЕТИКА

В Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе создан уникальный комплекс экспериментальных установок для прецизионного измерения термодинамических и переносных свойств веществ в широких интервалах параметров состояния. Апробация комплекса в рамках международного проекта по созданию эталона теплопроводности жидкого полимерного материала показала высокие метрологические и эксплуатационные характеристики установок (рис. 2.22).

В Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева (совместно с ИЯФ и ИХТТМ) впервые показана возможность (с помощью синхротронного излучения) прямой экспериментальной оценки времени деструкции материала при прохождении достаточно сильной ударной волны через инертное органическое вещество. При сохранении интегральной плотности практически неизменной некоторое время спустя после прохождения ударной волны в образце идет интенсивный процесс разрушения и образования частиц нанометрового размера, интенсивно рассеивающих излучение (рис. 2.23).

В Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева разработаны и реализованы в практике оригинальные методы обнаружения и подавления грубых ошибок в телеизмерениях в ЭЭС, которые позволяют выявлять и подавлять эти ошибки, когда их число доходит до 15-20 % в общем числе измерений. Это достигается соблюдением сформулированных в результате исследований требований к размещению измерений в сети, использованием нового математического аппарата, основанного на сочетании идеологии так называемых контрольных уравнений, методов теории свидетельств, методов искусственного интеллекта (нейронных сетей, генетических алгоритмов).

Эти разработки реализованы в ПВК реального времени "Оценка", в течение трех лет проходящего успешную апробацию в ЦДУ ЕЭС России и в ряде региональных ЭЭС. На рис. 2.24 представлен фрагмент схемы высоковольтной сети ЕЭС России ("Московское кольцо"), где показано размещение телеизмерений, отмечены места появления грубых ошибок и те из них, что выявлены алгоритмом детекции грубых ошибок. Накопленные результаты показывают, что использование разработанных подходов более чем на порядок снижает число пропусков грубых ошибок.

Эффективность разработанных методов на порядок выше зарубежных аналогов.

В Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе экспериментально исследовано усиление прямой и отраженной от твердой стенки ударной волны в жидкости с пузырьками газа, суспензии жидкости с твердыми частицами и газовыми пузырьками, насыщенной пористой среде (рис. 2.25). Механизмом, реализующим режим ускоряющего схлопывания газовых пузырьков, приводящего к усилению ударных волн в средах с пузырьками достаточно большого размера (R₀ » 10^-3 м), является дробление пузырьков в волне.

Представленные результаты могут быть использованы при выборе оптимальных режимов ударно-волновых воздействий на нефтяной пласт с целью увеличения его нефтеотдачи и для интенсификации процесса массообмена в различных химических аппаратах.

В том же Институте выявлено аномальное поведение динамической кривой кипения во фронте смены режимов кипения. Экспериментально установлено, что в зоне фронта реализуется перенос тепла в жидкость, существенно превышающий критические плотности тепловых потоков (рис. 2.26); методом прямого численного моделирования показано влияние параметров нестационарного теплообмена в различных зонах фронта на скорость распространения границы смены режимов кипения и тепловую устойчивость локальных очагов пленочного кипения. Полученные результаты важны для выявления фундаментальных закономерностей развития переходных процессов и кризисов при кипении, имеют прикладное значение для оптимизации расчетов современных высокоэффективных теплообменников, парогенераторов в криогенной, холодильной и теплонасосной технике.

В Институте теоретической и прикладной механики создан плазмотрон-реактор, состоящий из системы двух плазмотронов: первый нагревает стенки реактора, а второй – исходное сырье и создает гарниссажный слой (рис. 2.27). Реактор используется для диссоциации дисульфида молибдена. Экспериментально показано, что по данной технологии можно выделить металл Mo с процентным содержанием серы < 0,01 % без потерь очень дорогостоящих элементов, таких как осмий и рений, содержащихся в исходном сырье. Энергозатраты плазменной технологии составили (7 ÷ 10) кВт·ч/кг, что существенно ниже известных результатов (зарубежных) по данному процессу, где к тому же не удавалось получить конечный продукт с содержанием серы ниже 8 %.

В Институте неметаллических материалов показано, что введение порошков меди и бронзы в клеевые композиции на основе фенолформальдегидной смолы и поливинилбутираля существенно улучшает технические свойства алмазосодержащих покрытий, используемых в гранильной промышленности. Порошки находились в высокодисперсном состоянии и применялись как модифицирующая добавка в клей, используемый в качестве полимерной основы для удержания алмазных зерен и адгезива для крепления покрытия к чугунному ограночному диску. Так, введение бронзового порошка (ТУ 48-08-09-7-85) в полимерную основу в количестве до 100 мас.% по отношению к количеству вводимого алмазного порошка приводит к повышению производительности работы ограночного диска на 30 %.

В Институте физико-технических проблем Севера обоснована макроэкономическая значимость энергоемкости валовой региональной продукции (ВРП) и душевого энергопотребления региона, разработана методика определения энергетической эффективности экономики. Исследования энергетической эффективности экономики региона (республики, области) проводятся в предположении, что устойчивая тенденция снижения энергоемкости ВРП при одновременном увеличении или стабилизации энергопотребления на практике означает повышение энергетической эффективности экономики – переход к устойчивому росту экономики региона (рис. 2.28).