Координатор: д-р техн. наук Баев В. К.

Исполнители: ИТПМ, ИВМ, ИК СО РАН

Получены фундаментальные результаты в области динамики течений, тепломассообмена в дисковых машинах многофункционального назначения, в части разработок перспективных схем и способов работы энергопреобразующих устройств.

В частности:

установлено существенное влияние неадеабатичности течения в дисковой роторной машине на внутренние течения и, как следствие, интенсивность теплообмена;

установлено, что радиальные возвратные течения и нестационарность являются характерными особенностями течений в междисковых роторах и не могут игнорироваться при разработке схем и конструкций энергопреобразующих устройств;

определено, что использование фазовых переходов во влажном воздухе позволяет существенно интенсифицировать теплообмен (аналогично процессам в тепловых трубах);

показано, что использование обращаемости термоэлектрических преобразователей в сочетании с периодическими способами работы энергопреобразующих устройств (в том числе с изменением функций дисковых машин во времени) позволяют значительно повышать энергетическую эффективность при одновременном снижении средней мощности;

установлено, что применение тепловых аккумуляторов и тепловых труб с вентильным эффектом дает существенный эффект;

обоснована эффективность многопланового использования ячеисто-пористых материалов в энергопреобразующих устройствах, в том числе как носителей катализаторов, теплообменников, рабочих органов для перемещения среды;

разработаны новые материалы и технологии приготовления каталитических элементов энергопреобразующих устройств.

Разработаны физико-математические модели и соответствующие методики расчета, пригодные для практического использования при создании энергопреобразующих устройств.

Выполнены разработки отдельных элементов, перспективных для повышения эффективности, энергопреобразующих устройств.

Созданы и испытаны реперные конструкции энергопреобразующих устройств, часть из которых явилась опытными образцами новой продукции:

1. Модель термоэлектрического кондиционера-холодильника с дисковым вентилятором — как тестовая модель для проверки схемных решений и методик расчета (рис. 1).

Рис. 1. Термоэлектрический кондиционер — холодильник. Fig. 1. Thermoelectrical conditioner-cooler.

2. Автономный источник энергообеспечения на газе с каталитическим горелочным устройством. Образец ориентирован на нужды МЧС, может рассматриваться как прототип практического устройства (рис. 2).

Рис. 2. Автономный источник энергообеспечения. Fig. 2. Autonomous power supply source.

3. Автономный источник энергообеспечения на твердом топливе. Образец для обоснования принципиальных решений при эксплуатации в натурных условиях.

4. Воздухоочиститель воздуха от вредных примесей в животноводческих помещениях. Проведены всесторонние испытания в производственных условиях опытно-промышленного образца (рис. 3).

Рис. 3. Воздухоочиститель воздуха для животноводческих помещений. Fig. 3. Air purification fan for a cattle housing.

5. Воздухоочиститель от пыли. Образец создан и испытан. Передан корейской стороне по контракту (рис. 4).

Рис. 4. Воздухоочиститель от пыли. Fig. 4. Air purification fan with the dust separation.

6. Термоэлектрический холодильник с тепловым аккумулятором и тепловой трубкой.

Ориентирован на применение на железнодорожном транспорте. Подготовлен комплект технической документации. Изготовлены два опытных образца на базе морозильной камеры “Бирюса 145” (рис. 5).

Рис. 5. Термоэлектрический холодильник с тепловым аккумулятором: 1 — объем холодильника, 2 — корпус блока охлаждения, 3 — тепловой аккумулятор, 4 — блок термоэлек- трических преобразователей, 5 — жидкостный горячий радиатор, 6 — корпус, герметизирующий блок ячеек, 7 — холодный радиатор, 8 — электродвигатель с вентилятором, 9 — тепловая труба, 10 — поток теплового воздуха из объема холодильника, 11 - поток воздуха из блока охлаждения. Fig. 5. Thermoelectrical cooler with the heat accumulator: 1 — cooler space; 2 — cooling block case; 3 — heat accumulator; 4 — block of the thermoelectrical transformers; 5 — liquid hot radiator; 6 — block for germetisation; 7 — cool radiator; 8 — electromotor with the fan; 9 - heat tube; 10 — warm air flow from cooler; 11 — air flow from cooler block.

При создании реперных конструкций использованы разработанные методики расчета и проведено их тестирование при испытаниях.

Обосновано использование ячеисто-пористых материалов в качестве многофункциональных роторов энергопреобразующих устройств, это создает реальную основу для воплощения термо- и газодинамически обоснованных идей эффективного энергопреобразования в широком спектре практически важных устройств и ставит новые задачи в области фундаментальных наук, что является одним из главных достижений настоящего проекта.

1. Баев В. К., Чусов Д. В., Долматов В. Л., Фролов А. Д., Гаранин А. Ф. Термоэлектрогенератор// Б.И.и П.М. 2001. № 13. С. 368.
2. Фомичев В. П., Хайдаров С. В. Экспериментальное исследование массообменных характеристик диаметрального дискового насоса трения// Теплофизика и аэромеханика. 1999. Т. 6, № 4. С. 549—554.
3. Ismagilov Z. R., Pushkarev V. V., Podyacheva O. Yu., Koryabkina N. A., Veringa H. J. A Catalytic Heat-Exchanging Turbular Reactor for Combining of High Temperature Exothermic and Endothermic Reactors// Chemical Engineering Journal. 2001. V. 82. p. 355—360.
4. Ismagilov Z. R. Catalytic Combustion for Heat Production and Environmental Protection// Eurasian Chemico-Technological Journal. 2001. V. 3, N 4. P. 241—255.

В оглавление

Далее