Відділ фізики високотемпературних процесів

 ВІДДІЛ  ФІЗІКИ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ  ПРОЦЕСІВ

 

                                                                                                                        1.jpg

 

За час існування відділу ФВП науковими співробітниками були отримані фундаментальні результати в області високотемпературного матеріалознавства і електрофізичних властивостей матеріалів, в газодинаміці високотемпературних течій  у електропроводісних середовищах в сильних магнітних і електричних полях, в області фізики слабоіонизованої молекулярної плазми і електричних розрядів в ній. Створено і реалізовано низку оригинальних діагностичних методик, технічних і технологічних рішинь, які дозволяють проводити дослідження високотемпературних хімічно активних середовищ та середовищ, які  використуються в теплової енергетиці.

Всі отримані в відділі ФВП результати можуть бути використані в розробках енергозбережних технологій, для підвищення ступеня ефективності використання органічних енергоносіїв, створення екологічно чистих процесів виробництва енергії, а також при контролі і діагностиці параметрів промислових викидів і стану  навколишнього середовища.

 

НАПРЯМИ  ДОСЛІДЖЕНЬ
       Відділ ФВП проводить комплекс експериментальних і теоретичних дослідження по вивченню властивостей  і визначенню параметрів  процесів у високотемпературних багатофазних хімічно активних середовищах. Всі дослідження пов'язані з фундаментальними физико-хімічними процесами в газодисперсних потоках і направлені на отримання  наукових знань необхідних для  оптимізації процесів  енерговиробництва в тепловій енергетиці і  збереження навколишнього середовища.  Математичне моделювання  і  застосування обчислювальних комплексів по обробці  даних є невід'ємною  процедурою при проведенні всіх фізичних експериментів.

 

Основні напрями наукових досліджень:

 

  •    фізико-технічні і екологічні проблеми енергетики;
  •    тепломассообмен,  теплофізичні і електрофізичні властивості  багатофазних середовищ;
  •    низькотемпературна плазма, процеси горіння;
  •    діагностика і  аналіз  полідисперсних середовищ складного хімічного  складу;
  •    діагностичний супровід технологічних процесів  эергопроизводства і  зниження  шкідливих викидів в навколишнє середовище;
  •    розробка  лабораторних пристроїв і методик діагностики  для  аналізу  пылегазовых потоків

 

 

Серед науково-технічних розробок відділу, що безпосередньо відносяться  до прикладних досліджень в області теплової енергетики і охорони навколишнього середовища можна  виділити наступне:

 1.        Розробка методів діагностики газодисперсних середовищ.

На основі проведених експериментів і теоретичних досліджень поведінки дисперсної фази твердого органічного палива, розроблена математична модель нагріву і горіння частинок дисперсної фази у високотемпературному багатофазному потоці. Створені методика і лабораторний прототип діагностичного пристрою для визначення ступеня механічного недопалювання пилоподібного палива.

    На основі мас-спектрометричних і оптичних методів діагности створені методики визначення параметрів шкідливих викидів в газовій фазі в процесах термічної переробки твердого палива.

 

2.jpg

Дослідна установка для дослідження аєродинамічної структури циркулюючого киплячого шару

3.png

Мас-спектрометричий комплекс з кріогенним адсорбційним модулятором газового потоку.

 

2.   Автоматизація фізико-хімічного експерименту.

Розроблено комплекс  програмного забезпечення  для автоматизації проведення  наукових досліджень  та керування   експериментами  по визначенню властивостей та  вимірювання параметрів газодисперсних  середовищ (збирання вимірної інформації,  її первинне оброблення, накопичення  та інше…).

4.jpg

Зразок вікна вікна модуля  програмного автомату генерації методик (ПАГМ), якій  дозволяє оператору створювати вимірювальні алгоритми та запускати їх на виконання.

 

 

3.   Розробка приладів контролю и діагностики.

Розроблено комплекс діагностичних методів, лабораторних пристроїв, математичних алгоритмів і програмного забезпечення для діагностики параметрів течій високотемпературных газодисперсних середовищ, а також отримання зображення поверхні з просторовим дозволом в мікронній області. Проведені експерименти по реалізації оптичних методів визначення розміру і кількості частинок дисперсної фази, а також  форми неоднородностей поверхні і на їх основі створена лазерний діагностичний комплекс для проведення балістичної експертизи (робота удостоєна державної премії  України в області науки і техніки).

 

5.jpg

Автоматизована система ідентифікації вогнепальної зброї

по слідах на кулях та гільзах

 

                                                                                                                        6.jpg

Експериментальний спектрометричний стенд для визначення  концентрації натрію в розчині

  4. Розробка спеціалізованого прикладного програмного забезпечення.

   В відділі  розробляється спеціалізоване програмне забезпечення  для  забезпечення проведення та управління процесом проведення експериментів по визначенню характеристик газодисперсних середовищ, зокрема тих, що ви використаються  у теплової енергетиці.

4.1. Сертифіковані програми (Сплайн) статистичної обробки даних згідно стандартів ISO 17025, ДСТУ ISO 6976,  ДСТУ ISO 8466,  ДСТУ ISO 8258,  ISO 11843.

       Програма призначена для статистичної обробки результатів вимірювань, побудови регресійних калібрувальних графіків, контрольних карт для статистичного управління процесами і розрахунку невизначеності результатів аналітичних вимірювань. У основу побудови алгоритмів обробки даних покладені державні стандарти. 

 

4.2.  Сертифіковані програми (ЛабМенеджер) лабораторного та міжлабораторного оцінювання згідно ІSO 5725.

Програма призначена для практичного використання вимог і методів міжнародного стандарту ISO 5725 при оцінці якості лабораторних і міжлабораторних вимірювань. Використання  програми полегшує виконання численних рутинних обчислень  на відповідність  результатів вимірювань статистичним критеріям.

4.3. Програма «Факел» для розрахунку властивостей природного газу різноманітного компонентного складу та різних зовнішніх умов згідно  ДСТУ ISO 6976,  ДСТУ ISO 12213.

Програма складається з  багатосторінкові блокнотів з елементами управління  програмою і відображення  даних. Програма  здійснює  розрахунок стисливості газу залежно від  фізичних умов і складу домішок.

 

 5.  Аналіз і імітаційне моделювання фізико-хімічних процесів в  багатокомпонентних  середовищах.

В відділі  проводиться аналіз фізико-хімічних процесів в багатокомпонентних газових середовищах, та на базі моделей, що розробляються, здійснюється  імітаційне моделювання  впливу зміни  умов  їх існування на кінцевий склад сумішей. Зокрема,  досліджувалися  характер течії у полідисперсних  газовугільних сумішах, та розчинення  галіту у вугільних часточках.

        

 

7.jpg

 8.jpg   

        Приклад моделювання полів швидкості та ліниї току в  установці для дослідження аєродинамічної структури циркулюючого киплячого шару