Лаборатория управления теплообменом при фазовых и химических превращениях

Название проекта: Перспективные методы управления теплопереносом в средах с фазовыми и химическими превращениями в энергетике, химической, электрохимической технологиях и микроэлектронике

Целью настоящего проекта является создание фундаментальных основ новых методов управления характеристиками процессов переноса применительно к решению масштабных проблем современной энергетики, химической, электрохимической технологий и микроэлектроники. Речь идет о создании интеллектуальных систем активного и пассивного регулирования интенсивностью энергообмена, как в сторону его увеличения, так и подавления.

Проект включает в себя несколько блоков, связанных между собой единой методологией решения термогазодинамических проблем, комплексным подходом, позволяющим эффективно решать сложные современные задачи энергетики и теплофизики:

Блок 1: Явления интерференции отрывных потоков различных масштабов и использование для решения задач интенсификации теплообмена. В данный блок входят следующие направления исследований:

• Поверхностные генераторы продольных вихрей для задач пассивного управления структурой течения и тепломассообмена;

• Эффекты гидродинамического и теплового резонанса в межреберных ячейках и системах чередующихся ребер;

• Поверхности с интенсифицированным теплообменом при наличии впадин и выступов различных форм, размеров и плотности упаковки;

• Двухфазные, газокапельные отрывные потоки и новые методы управления интенсивностью теплообмена.

Блок 2: Исследование тепломассообмена в вихревых химических реакторах с центробежным псевдоожиженным слоем твёрдых частиц:

• Создание вихревых камер для проведения исследований тепломассообмена с возможностью варьирования параметрами закрученного потока;

• Создание вихревых аппаратов для электрохимического разложения воды со слоем частиц Al2O3 модифицированных различными покрытиями на основе каталитически активных металлов.

Блок 3: Интенсификация теплопереноса при испарении и кипении в стекающих пленках хладагентов на поверхностях с градиентными микросетчатыми покрытиями:

• Экспериментальное исследование интенсификации теплообмена в стекающих пленках маловязкой жидкости на структурированной поверхности с микрооребрением и микросетчатым покрытием в режимах испарения и пузырькового кипения.

• Экспериментальное исследование теплообмена при испарении и кипении хладагента в стекающих пленках на гладкой поверхности и на поверхности с микросетчатыми покрытиями в широком диапазоне изменения чисел Рейнольдса пленки.

• Визуализация процесса течения пленки на поверхностях с различной структурой, включая микросетчатые покрытия с использованием высокоскоростной видеосъемки.

• Обработка и обобщение полученных данных, сравнение результатов по исследованию теплообмена на гладкой и микроструктурированных поверхностях.

Блок 4: Разработка научных основ методов управления теплообменом в энергетических технологиях с применением фазоизменяемых материалов (ФИМ):

• Теплопроводность фазоизменяемых материалов с использованием графеновых нанотрубок;

• Тепловые процессы в ФИМ комплексного состава в широком диапазоне температур плавления;

• Прикладные аспекты использования ФИМ и проблемы управления теплопереносом.

Блок 5: Теплоперенос и течение жидкостей, газов и многофазных флюидов в микро- и наноканалах:

• Исследование неизотропности процессов переноса в нано- и микроканалах;

• Моделирование коэффициентов переноса жидкостей и газов в микро- и наноканалах в зависимости от материала стенок и их возможного структурирования, характерного размера канала и температуры;

• Изучение влияние структуры флюида в стесненных условиях, включая его реологию, на характеристики тепломассопереноса.