В России разработали поверхности камер сгорания для гелеобразных топлив
24 августа 2022 14:09
Ученые ТПУ разработали новые типы поверхностей нагрева для сжигания перспективных гелеобразных топлив. По словам авторов разработки, время задержки зажигания уменьшено на 30 процентов, а сами поверхности имеют сверхвысокую стойкость к осаждению продуктов горения, что позволит улучшить работу двигателей различных типов и камер сгорания. Результаты опубликованы в журнале Fuel.
Лазерные технологии широко применяются в промышленности при сварке, резке, маркировке, термообработке, сверлении и в повседневной жизни, например, при считывании штрих-кодов и записи дисков, рассказали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По их словам, лазерные технологии позволяют получать результаты, которых нельзя достичь другими средствами.
Ученые ТПУ, объединив научные группы по изучению процессов зажигания и горения, получению композитных материалов и поверхностных явлений на модифицированных поверхностях металлов и керамики, смогли изучить и применить лазерные технологии обработки поверхностей для нужд теплоэнергетики и авиакосмической отрасли в области энергогенерирующего оборудования.
“Ранее не только в России, но и в мире лазерные технологии обработки поверхностей для решения таких научных задач не применялись и не изучались. Объединение трех научных групп позволило решить круг актуальных задач в областях материаловедения и энергетики и стало возможным при поддержке исследований Российским научным фондом”, — рассказал доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Феоктистов.
Ученые разработали новые виды поверхностей нагрева из жаропрочной, жаростойкой стали и карбидокремниевой керамики, из которых конструируются элементы камер сгорания энергогенерирующего оборудования для сжигания традиционных и перспективных безметальных и металлизированных гелеобразных топлив.
По сравнению с применяемыми на практике поверхностями нагрева разработанные в ТПУ поверхности характеризуются сверхвысокой стойкостью к осаждению продуктов горения, золы и даже шлака, сообщили ученые. Кроме того, в условиях попадания на такие поверхности капель топлив значительно уменьшается, более чем на 30 процентов, время задержки зажигания и выгорания в условиях кондуктивного нагрева. Это позволит значительно улучшить характеристики двигателей различных типов — внутреннего сгорания, дизельных и реактивных, а также камер сгорания (топок) энергогенерирующего оборудования, рассказали в университете.
В дальнейшем научный коллектив намерен получить композитные материалы с керамической матрицей Cu/SiC, характеризующиеся уникальными свойствами, необходимыми для работы передовых цифровых, интеллектуальных производственных технологий, систем обработки больших объемов данных, искусственного интеллекта, систем связи 5G.
Исследования проводились при поддержке Российского научного фонда под руководством доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Глушкова Дмитрия Олеговича (грант № 18-13-00031-П) и доцента Инженерной школы энергетики Орловой Евгении Георгиевны (грант № 21-73-10245).
Томский политехнический университет — участник программы Минобрнауки России “Приоритет-2030” по треку “Исследовательское лидерство”. В программе развития ТПУ, по “Приоритету-2030”, заложено три стратегических проекта — “Энергия будущего”, “Инженерия здоровья” и “Новое инженерное образование”.
